CN117747162A - 一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法及系统，包括：获取氦气的实际流量值，通过优化高温堆氦气控制组态模块，利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制；通过对高温堆氦气控制器参数进行调整，实现氦气流量自动控制。本发明克服现有技术中控制系统调试困难，在控制参数未设置完善导致系统易失稳而触发反应堆保护系统动作，发生非预期事件；克服现有技术中系统失稳切手动操作滞后等问题。
Description
技术领域
本发明涉及高温堆氦气流量控制技术领域，尤其涉及一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法及系统。
背景技术
近年来，高温气冷堆是具有第四代核电特征的先进反应堆，采用氦气作为冷却剂，将堆芯的裂变热带出，并将二回路的水加热形成高温高压蒸汽推动汽轮发电机发电或直接为化工企业提供高温工艺热。
高温气冷堆一回路氦气流量的控制直接影响到反应堆功率及反应堆进出口温度，而且对反应堆保护系统重要参数氦水流量比有直接影响，因此对于氦气流量的自动控制组态非常重要。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明提供了一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法及系统解决现有组态中当控制器参数设置不够合理时容易导致控制过程失稳的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法，包括：
获取氦气的实际流量值，通过优化高温堆氦气控制组态模块，利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制；
通过对高温堆氦气控制器参数进行调整，实现氦气流量自动控制。
作为本发明所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的一种优选方案，其中：所述优化高温堆氦气控制组态模块，还包括利用设定模块将流量设定值LLS通过SET2模块运算后，输入到PID控制模块的SP引脚，PID控制模块的PV引脚输入的是氦风机转速的反馈实时值，PID控制模块的RM引脚为开环控制还是闭环控制的控制指令，PID控制模块运算输出后，利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制退出自动控制模式。
作为本发明所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的一种优选方案，其中：所述利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制，包括，
若PID控制模块输入质量超过H值时，则TZD判断为真，通过手操器退出自动控制模式；
若PID控制模块输入质量低于L值时，则TZD判断为真，通过手操器退出自动控制模式；
若PID控制模块输入质量未超过H值时，则TZD判断为假，继续保持自动模式；
若PID控制模块输入质量未低于L值时，则TZD判断为假，继续保持自动模式；
作为本发明所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的一种优选方案，其中：所述通过对高温堆氦气控制器参数进行调整，包括以下步骤：
关闭积分作用和微分作用，将比例增益系数设置为小于0.3；
氦气流量设定值设为当前值后将氦气流量控制系统置于自动调节状态；
判断氦气流量控制系统控制输出是否稳定，判断周期不少于5分钟，若控制器输出稳定，氦气流量稳定在设定值则进行扰动施加。
若控制器输出不稳定，则退出自动模式；
将氦气流量设定值施加一个扰动，扰动值小于0.1kg/s，判断控制器的响应速度，若响应速度慢，则逐步增大比例增益；
将积分时间设置为大于200s；
将氦气流量设定值施加一个扰动，扰动值小于0.1kg/s，再次判断氦气流量控制系统控制输出是否稳定，判断周期不少于5分钟，若控制器输出稳定，氦气流量稳定在设定值则进行扰动施加。
若控制器输出不稳定，则退出自动模式；
逐渐增加积分时间，以50s为一轮；
反复迭代，直到找到最合适的积分时间值和比例增益系数，固化比例增益和积分时间后，调整扰动量观察响应特性，若响应特性仍满足控制器性能要求，则调试完成，否则重新调整参数。
作为本发明所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的一种优选方案，其中：所述优化高温堆氦气控制组态模块，包括GE模块，LE模块和AND模块，
GE模块是进行大于等于逻辑运算的，完成如下功能：
当输入1大于等于输入2时，输出为TURE；
当输入1小于输入2时，输出为FALSE；
LE模块是进行小于等于逻辑运算，完成如下功能：
当输入1小于等于输入2时，输出为TURE；
当输入1大于输入2时，输出为FALSE；
AND模块是进行逻辑与运算的，完成如下功能：
对输入变量按位完成与运算。
第二方面，本发明提供了一种高温气冷堆氦气流量控制组态系统，包括：
SET2模块是不带BUP控制的SET POINT，ESP引脚代表外给定值，PV代表过程值，PVU代表PV上限值，PVD代表PV下限值，CM代表控制模式，1代表BUP控制，0代表KIC或RSS控制，RM代表工作模式，0代表开环，1代表闭环。
作为本发明所述的高温气冷堆氦气流量控制组态系统的一种优选方案，其中：PID控制模块是进行PID运算的，SP引脚代表设定值，PV引脚代表过程值，OC引脚代表前馈补偿，当OC端有输入信号时，输出AV要加上OC端的值，TP代表开环时AV的跟随值，RM代表运行模式，KP代表比例系数，TI代表积分时间，KD代表微分增益，TD代表微分时间，OT代表AV的输出上线，OB代表AV的输出下限，PVU代表PV的上限，PVD代表PV的下限。
作为本发明所述的高温气冷堆氦气流量控制组态系统的一种优选方案，其中：AMAN2模块是不带BUP控制的闭环模拟手操器，IN引脚代表阀位输入，SP引脚代表过程设定值输入，PV代表过程值，LV引脚代表阀位模拟量反馈，TP引脚代表AV跟踪量，TSW代表跟踪开关，MA代表投自动指令。
第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述程序被处理器执行时，实现所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的步骤。
本发明的有益效果：本发明通过优化高温堆氦气控制系统组态及逻辑控制，克服现有技术中控制系统调试困难，在控制参数未设置完善导致系统易失稳而触发反应堆保护系统动作，发生非预期事件；克服现有技术中系统失稳切手动操作滞后等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的基本流程示意图；
图2为本发明一个实施例提供的一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的优化后的逻辑组态图；
图3为本发明一个实施例提供的一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的优化的逻辑部分图；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图，为本发明的一个实施例，提供了一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法，包括：
S1：获取氦气的实际流量值，通过优化高温堆氦气控制组态模块，利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制；
更进一步的，优化高温堆氦气控制组态模块，还包括利用设定模块将流量设定值LLS通过SET2模块运算后，输入到PID控制模块的SP引脚，PID的PV引脚输入的是氦风机转速的反馈实时值，PID的RM引脚为开环控制还是闭环控制的控制指令，PID模块运算输出后，利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制退出自动控制模式。
应说明的是，上述设定的好处就是当PID控制出现控制不稳的第一时间就让控制器退出自动进入手动状态，而且退出自动的条件是有保护变量动作值反推回来的，从而避免由于控制系统参数不合理导致的意外停堆。
更进一步的，利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制，包括，
若PID控制模块输入质量超过H值时，则TZD判断为真，通过手操器退出自动控制模式；
若PID控制模块输入质量低于L值时，则TZD判断为真，通过手操器退出自动控制模式；
若PID控制模块输入质量未超过H值时，则TZD判断为假，继续保持自动模式；
若PID控制模块输入质量未低于L值时，则TZD判断为假，继续保持自动模式。
更进一步的，如图3所示，优化高温堆氦气控制组态模块，包括GE模块，LE模块和AND模块，
GE模块是进行大于等于逻辑运算的，完成如下功能：
当输入1大于等于输入2时，输出为TURE；
当输入1小于输入2时，输出为FALSE；
LE模块是进行小于等于逻辑运算，完成如下功能：
当输入1小于等于输入2时，输出为TURE；
当输入1大于输入2时，输出为FALSE；
AND模块是进行逻辑与运算的，完成如下功能：
对输入变量按位完成与运算。
S2：通过对高温堆氦气控制器参数进行调整，实现氦气流量自动控制。
更进一步的，通过对高温堆氦气控制器参数进行调整，包括以下步骤：
关闭积分作用和微分作用，将比例增益系数设置为小于0.3；
氦气流量设定值设为当前值后将氦气流量控制系统置于自动调节状态；
判断氦气流量控制系统控制输出是否稳定，判断周期不少于5分钟，若控制器输出稳定，氦气流量稳定在设定值则进行扰动施加；
若控制器输出不稳定，则退出自动模式；
将氦气流量设定值施加一个扰动，扰动值小于0.1kg/s，判断控制器的响应速度，若响应速度慢，则逐步增大比例增益；
将积分时间设置为大于200s；
将氦气流量设定值施加一个扰动，扰动值小于0.1kg/s，再次判断氦气流量控制系统控制输出是否稳定，判断周期不少于5分钟，若控制器输出稳定，氦气流量稳定在设定值则进行扰动施加；
若控制器输出不稳定，则退出自动模式；
逐渐增加积分时间，以50s为一轮；
反复迭代，直到找到最合适的积分时间值和比例增益系数，固化比例增益和积分时间后，调整扰动量观察响应特性，若响应特性仍满足控制器性能要求，则调试完成，否则重新调整参数。
本实施例还提供一种高温气冷堆氦气流量控制组态系统，包括：
更进一步的，如图2所示，包括手操器模块(AMAN2模块)、PID控制模块、执行机构模块(SET2模块)和限制输出模块；
组态模块介绍：
(1)PID：
该功能模块可进行PID运算的，SP引脚代表设定值，PV引脚代表过程值，OC引脚代表前馈补偿，当OC端有输入信号时，输出AV要加上OC端的值，TP代表开环时AV的跟随值，RM代表运行模式，KP代表比例系数，TI代表积分时间，KD代表微分增益，TD代表微分时间，OT代表AV的输出上线，OB代表AV的输出下限，PVU代表PV的上限，PVD代表PV的下限。
(2)SET2：
SET2模块是不带BUP控制的SET POINT，ESP引脚代表外给定值，PV代表过程值，PVU代表PV上限值，PVD代表PV下限值，CM代表控制模式，1代表BUP控制，0代表KIC或RSS控制，RM代表工作模式，0代表开环，1代表闭环。
(3)AMAN2：
该功能块是不带BUP控制的闭环模拟手操器，IN引脚代表阀位输入，SP引脚代表过程设定值输入，PV代表过程值，LV引脚代表阀位模拟量反馈，TP引脚代表AV跟踪量，TSW代表跟踪开关，MA代表投自动指令。
(4)LIMIT：
该功能块代表限制输出模块，该模块第二个引脚为输入过程值，当该值小于第一个引脚的值时，输出第一个引脚的值，当该值大于第三个引脚的值时，输出第三个引脚的值，当该值介于第一和第三引脚之间的一个值时输出第二引脚的值。
更进一步的，还包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行所述的高维网络流量数据的特征选择方法。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现所述的高维网络流量数据的特征选择方法。
本实施例提出的存储介质与上述实施例提出的高维网络流量数据的特征选择方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(ReadOnly，Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
实施例2
参照表1，为本发明的一个实施例，提供了一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法，为了验证其有益效果，提供了两种方案的对比结果。
表1对比表
| 传统组态方法 | 本方法 | |
| 稳定性 | 80％ | 95％ |
| 响应时间 | 30s | 15s |
| 人工干预量 | 8次 | 2次 |
| 调试时间 | 30h | 10h |
从表1中可以看出，本发明相比传统方法在稳定性、响应时间、人工干预量和调试时间等关键性能指标上都具有明显的优势。能够有效解决现有组态中当控制器参数设置不够合理时容易导致控制过程失稳，而触发非预期停堆事件；减少人工干预，利用逻辑自动实现紧急情况下自动且手动控制；降低控制系统调试难度并提高高温气冷堆的控制效果和运行可靠性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种高温气冷堆氦气流量控制组态的方法，其特征在于，包括：
获取氦气的实际流量值，通过优化高温堆氦气控制组态模块，利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制；
通过对高温堆氦气控制器参数进行调整，实现氦气流量自动控制。
2.如权利要求1所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法，其特征在于：所述优化高温堆氦气控制组态模块，还包括利用设定模块将流量设定值LLS通过SET2模块运算后，输入到PID控制模块的SP引脚，PID控制模块的PV引脚输入的是氦风机转速的反馈实时值，PID控制模块的RM引脚为开环控制还是闭环控制的控制指令，PID控制模块运算输出后，利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制退出自动控制模式。
3.如权利要求1或2所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法，其特征在于：所述利用逻辑自动实现紧急情况下手动控制，包括，
若PID控制模块输入质量超过H值时，则TZD判断为真，通过手操器退出自动控制模式；
若PID控制模块输入质量低于L值时，则TZD判断为真，通过手操器退出自动控制模式；
若PID控制模块输入质量未超过H值时，则TZD判断为假，继续保持自动模式；
若PID控制模块输入质量未低于L值时，则TZD判断为假，继续保持自动模式。
4.如权利要求1所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法，其特征在于：所述通过对高温堆氦气控制器参数进行调整，包括以下步骤：
关闭积分作用和微分作用，将比例增益系数设置为小于0.3；
氦气流量设定值设为当前值后将氦气流量控制系统置于自动调节状态；
判断氦气流量控制系统控制输出是否稳定，判断周期不少于5分钟，若PID控制模块输出稳定，氦气流量稳定在设定值则进行扰动施加；
若控制器输出不稳定，则退出自动模式；
将氦气流量设定值施加一个扰动，扰动值小于0.1kg/s，判断PID控制模块的响应速度，若响应速度慢，则逐步增大比例增益；
将积分时间设置为大于200s；
将氦气流量设定值施加一个扰动，扰动值小于0.1kg/s，再次判断氦气流量控制系统控制输出是否稳定，判断周期不少于5分钟，若PID控制模块输出稳定，氦气流量稳定在设定值则进行扰动施加；
若PID控制模块输出不稳定，则退出自动模式；
逐渐增加积分时间，以50s为一轮；
反复迭代，直到找到最合适的积分时间值和比例增益系数，固化比例增益和积分时间后，调整扰动量观察响应特性，若响应特性仍满足PID控制模块性能要求，则调试完成，否则重新调整参数。
5.如权利要求1所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法，其特征在于：所述优化高温堆氦气控制组态模块，包括GE模块，LE模块和AND模块，
GE模块是进行大于等于逻辑运算的，完成如下功能：
当输入1大于等于输入2时，输出为TURE；
当输入1小于输入2时，输出为FALSE；
LE模块是进行小于等于逻辑运算，完成如下功能：
当输入1小于等于输入2时，输出为TURE；
当输入1大于输入2时，输出为FALSE；
AND模块是进行逻辑与运算的，完成如下功能：
对输入变量按位完成与运算。
6.如权利要求1所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的组态系统，其特征在于：SET2模块是不带BUP控制的SET POINT，ESP引脚代表外给定值，PV代表过程值，PVU代表PV上限值，PVD代表PV下限值，CM代表控制模式，1代表BUP控制，0代表KIC或RSS控制，RM代表工作模式，0代表开环，1代表闭环。
7.如权利要求1所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的组态系统，其特征在于：PID控制模块是进行PID运算的，SP引脚代表设定值，PV引脚代表过程值，OC引脚代表前馈补偿，当OC端有输入信号时，输出AV要加上OC端的值，TP代表开环时AV的跟随值，RM代表运行模式，KP代表比例系数，TI代表积分时间，KD代表微分增益，TD代表微分时间，OT代表AV的输出上线，OB代表AV的输出下限，PVU代表PV的上限，PVD代表PV的下限。
8.如权利要求1所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的组态系统，其特征在于：AMAN2模块是不带BUP控制的闭环模拟手操器，IN引脚代表阀位输入，SP引脚代表过程设定值输入，PV代表过程值，LV引脚代表阀位模拟量反馈，TP引脚代表AV跟踪量，TSW代表跟踪开关，MA代表投自动指令。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于加载所述程序以执行如权利要求1-5任一项所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5任一项所述的高温气冷堆氦气流量控制组态的方法的步骤。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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