CN208922078U - 基于pxi控制器的钠冷快堆功率自抗扰控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于核电站控制技术领域，尤其涉及一种基于PXI控制器的钠冷快堆功率自抗扰控制系统，包括依次相连的：信号探测单元、信号采集单元、PXI控制器、信号输出单元、控制棒驱动机构，其中，PXI控制器通过反应堆模拟器与信号探测单元相连。所述反应堆模拟器与控制台相连，控制台分别与大屏显示系统、人机界面、数据库相连。所述信号探测单元包括依次连接的：中子探测器、电流前置放大器、放大器、可变增益放大器、甄别电路。所述信号采集单元为具有数字输入和模拟输入功能的高速多通道数据采集卡。所述信号输出单元为具有数字量输出和模拟量输出功能的数据采集卡。所述反应堆模拟器内置多种堆型模型，通过加载不同的堆芯模型实现仿真。
Description
技术领域
本实用新型属于核电站控制技术领域，尤其涉及一种基于PXI控制器的钠冷快堆功率自抗扰控制系统。
背景技术
核电站机组是高度复杂的非线性系统，涉及运行功率、核燃料燃尽程度、控制棒价值等多个控制因素。在负荷跟随条件下，当出现大的功率变动时，就必须特别考虑这些因素。快堆与热堆相比，堆芯富集度高，能谱硬，多普勒效应比热堆小，且快堆内瞬发中子寿命很短，缓发中子份额小，反应性扰动下快堆功率变化很快，要求快堆控制系统有更好的瞬态响应特性。
现有的大部分反应堆的控制采用常规调节系统，按照基本负荷工作点参数设计。压水堆通常所采用的三通道非线性控制器实际为带非线性增益补偿的PID控制器，但若应用到快堆，则由于其无法兼顾目标跟踪和外扰抑制，导致控制效果不佳。如何解决现有技术存在的高速多通道数据采集能力差，不能进行复杂的控制算法实现和信号处理，实时性差，导致控制对象严重延迟性的问题成为重点要考虑问题。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出了一种基于PXI控制器的钠冷快堆功率自抗扰控制系统，包括依次相连的：信号探测单元、信号采集单元、PXI控制器、信号输出单元、控制棒驱动机构，其中，PXI控制器通过反应堆模拟器与信号探测单元相连。
所述反应堆模拟器与控制台相连，控制台分别与大屏显示系统、人机界面、数据库相连。
所述信号探测单元包括依次连接的：中子探测器、电流前置放大器、放大器、可变增益放大器、甄别电路。
所述信号采集单元为具有数字输入和模拟输入功能的高速多通道数据采集卡。
所述信号输出单元为具有数字量输出和模拟量输出功能的数据采集卡。
所述反应堆模拟器内置多种堆型模型，通过加载不同的堆芯模型实现反应堆的仿真。
所述控制台负责控制系统的启动、暂停与终止以及参数的调整。
所述大屏显示系统展示系统实时控制过程，方便观察与教学工作。
所述数据库存储实时数据，方便数据的查询和日常维护。
所述人机界面包括多种人机接口：初始化模型、数据显示、程序控制、数据存储，其中数据显示包括数据状态、系统结构。
本实用新型的有益效果在于：
该系统允许多个数据采集卡的同步高速采集和输出，且通道数量众多，这是其他控制器(如PLC)不具备的。
采用的PXI控制器能够实现对控制对象的实时控制，解决了软件控制方法的时延问题。
可搭载不同的堆芯模型，解决了硬件对象的局限性。
人机界面建立了简洁、清晰和直观的人机接口，减轻了模拟计算机的负担，满足了实时控制的要求。
附图说明
图1是本实用新型系统的结构示意图。
图2为本实用新型系统人机接口组成示意图；
具体实施方式
下面结合附图，对实施例作详细说明。
如图1所示，
一种基于PXI控制器的钠冷快堆功率自抗扰控制系统，包括依次相连的：信号探测单元、信号采集单元、PXI控制器、信号输出单元、控制棒驱动机构，其中，PXI控制器通过反应堆模拟器与信号探测单元相连。所述反应堆模拟器与控制台相连，控制台分别与大屏显示系统、人机界面、数据库相连。所述信号探测单元包括依次连接的：中子探测器、电流前置放大器、放大器、可变增益放大器、甄别电路。所述信号采集单元为具有数字输入和模拟输入功能的高速多通道数据采集卡。所述信号输出单元为具有数字量输出和模拟量输出功能的数据采集卡。所述反应堆模拟器内置多种堆型模型，通过加载不同的堆芯模型实现反应堆的仿真。所述控制台负责控制系统的启动、暂停与终止以及参数的调整。所述大屏显示系统展示系统实时控制过程，方便观察与教学工作。所述数据库存储实时数据，方便数据的查询和日常维护。
如图2所示，所述人机界面包括多种人机接口：初始化模型、数据显示、程序控制、数据存储，其中数据显示包括数据状态、系统结构。
控制台给系统一个功率信号的阶跃，该信号进入堆芯模型，堆芯模型输出参数发生变化，即中子量发生变化，信号探测单元中的中子探测器实时采集由中子引起的气体电离量，通过预放大、放大、成型和甄别将其转化为数字信号，通过信号采集单元中的数据采集卡进入到PXI控制器中，其主要职能是数据处理和发出实时控制指令。随后，PXI控制器内部预置的自抗扰控制系统模块利用其独特的算法得到控制棒的升降信息。这些信息既可以输入到PXI控制器的控制算法，也可通过信号输出单元在显示器上进行实时显示。最后，PXI控制器经过内部的控制算法实现，输出控制指令，通过信号输出单元，调整控制棒驱动机构的升降，以补偿功率变化。
信号采集单元中的数据采集卡选用PXI-6229、PXIe-4535采集卡，PXI控制器选用NI PXI-8106、NI PXIe-8115实时控制器，信号输出单元选用PXI-6723输出卡。控制台使用的是祥瑞IPC8108B工业计算机。人机界面使用Labview建立，堆芯模型使用Matlab/simulink建立。
此实施例仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于PXI控制器的钠冷快堆功率自抗扰控制系统，其特征在于，包括依次相连的：信号探测单元、信号采集单元、PXI控制器、信号输出单元、控制棒驱动机构，其中，PXI控制器通过反应堆模拟器与信号探测单元相连。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述反应堆模拟器与控制台相连，控制台分别与大屏显示系统、人机界面、数据库相连。
3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述信号探测单元包括依次连接的：中子探测器、电流前置放大器、放大器、可变增益放大器、甄别电路。
4.根据权利要求3所述系统，其特征在于，所述信号采集单元为具有数字输入和模拟输入功能的高速多通道数据采集卡，所述信号输出单元为具有数字量输出和模拟量输出功能的数据采集卡。
5.根据权利要求4所述系统，其特征在于，所述反应堆模拟器内置多种堆型模型，通过加载不同的堆芯模型实现反应堆的仿真。
6.根据权利要求4或5所述系统，其特征在于，所述控制台负责控制系统的启动、暂停与终止以及参数的调整。
7.根据权利要求4或5所述系统，其特征在于，所述大屏显示系统展示系统实时控制过程，方便观察与教学工作。
8.根据权利要求4或5所述系统，其特征在于，所述数据库存储实时数据，方便数据的查询和日常维护。
9.根据权利要求4或5所述系统，其特征在于，所述人机界面包括多种人机接口：初始化模型、数据显示、程序控制、数据存储，其中数据显示包括数据状态、系统结构。
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| CN110488342A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-22 | 兰州大学 | 一种自给能中子探测器缩减信号响应时间的测量系统 |
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