CN214670170U - 一种核电站系统仿真柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种核电站系统仿真柜，包括：柜体，设置于柜体内的电源箱、HIL仿真箱、信号调理箱、RCP仿真箱和信号转接箱；HIL仿真箱连接电源箱和信号转接箱、且被配置为运行核电数据模型并输出第一电信号；信号调理箱连接电源箱和信号转接箱、用于通过信号转接箱接收第一电信号并输出第一调理信号；RCP仿真箱连接电源箱和信号转接箱、并被配置为通过信号转接箱接收第一调理信号并生成第二电信号；信号调理箱还用于接收第二电信号并输出第二调理信号至信号转接箱；HIL仿真箱还被配置为通过信号转接箱接收第二调理信号并输出与核电数据模型对应的测试参数。实施本实用新型能够方便快捷的获取核电站各类工况时的工艺参数。

Description

一种核电站系统仿真柜

技术领域

本实用新型涉及核电技术领域，更具体地说，涉及一种核电站系统仿真柜。

背景技术

核电站的工况参数是保证核电站安全运行的保障，而核电站系统庞大，其工作流程复杂，通过核电站系统获取核电站的工况参数其存在较大的难度。而如何获取核电站各类工况时的工艺参数，以为核电站安全运行提供数据支撑是核电站正常运行之前的重要研究内容。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分缺陷，提供一种核电站系统仿真柜。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站系统仿真柜，包括：柜体，设置于所述柜体内的电源箱、HIL仿真箱、信号调理箱、RCP仿真箱和信号转接箱；

所述HIL仿真箱连接所述电源箱和所述信号转接箱、且被配置为运行核电数据模型并输出第一电信号至所述信号转接箱；

所述信号调理箱连接所述电源箱和所述信号转接箱、用于通过所述信号转接箱接收所述第一电信号并输出第一调理信号至所述信号转接箱；

所述RCP仿真箱连接所述电源箱和所述信号转接箱、并被配置为通过所述信号转接箱接收所述第一调理信号并生成第二电信号；

所述信号调理箱还用于接收所述第二电信号并输出第二调理信号至所述信号转接箱；

所述HIL仿真箱还被配置为通过所述信号转接箱接收所述第二调理信号并输出与所述核电数据模型对应的测试参数。

优选地，所述HIL仿真箱包括第一箱体，以及设于所述第一箱体内的第一控制器，连接所述第一控制器的第一数字输入输出模块、至少一个第一模拟输入模块和至少一个第一模拟输出模块。

优选地，所述第一箱体的型号为PXIe-1082，所述第一控制器的型号为PXIe-8135，所述第一模拟输入模块的型号为PXIe-4300，所述第一模拟输出模块的型号为PXIe-4322，和/或第一数字输入输出模块的型号为PXIe-6612。

优选地，所述至少一个第一模拟输入模块包括两个第一模拟输入模块，所述至少一个第一模拟输出模块包括两个第一模拟输出模块。

优选地，所述RCP仿真箱包括第二箱体，以及设于所述第二箱体内的第二控制器，连接所述第二控制器的第二模拟输入模块、第二模拟输出模块和第二数字输入输出模块。

优选地，所述第二箱体为4U 84HP cPCI机箱，所述第二控制器的型号为3U cPCI单板计算机，所述第二模拟输入模块的型号为PXI2205，所述第二模拟输出模块的型号为CPCI6216，和/或所述第二数字输入输出模块的型号为PXI6602。

优选地，所述信号调理箱包括PWM-IN模块、PWM-OUT模块和电压转电流模块；

所述PWM-IN模块用于通过所述信号转接箱接收所述HIL仿真箱的所述第一电信号并输出所述第一调理信号；

所述PWM-OUT模块用于通过所述信号转接箱接收所述RCP仿真箱的所述第二电信号并输出第二调理信号；

所述第二电信号还包括电压信号，

所述电压转电流模块用于通过所述信号转接箱接收所述RCP仿真箱的电压信号并输出电流信号。

优选地，所述信号转接箱设有前面板和后面板，所述HIL仿真箱、所述信号调理箱和所述RCP仿真箱分别与所述后面板连接，所述前面板设有若干对可短路连接的短路连接端。

优选地，所述短路连接端包括：

连接所述HIL仿真箱和所述RCP仿真箱的第一短路连接端；

连接所述电压转电流模块和所述HIL仿真箱的第二短路连接端；

连接所述PWM-IN模块和所述PWM-OUT模块的第三短路连接端。

优选地，所述电源箱包括UPS电源模块。

实施本实用新型的一种核电站系统仿真柜，具有以下有益效果：能够方便快捷的获取核电站各类工况时的工艺参数。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种核电站系统仿真柜一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种核电站系统仿真柜另一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型一种核电站系统仿真柜一实施例的内部连线示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图3所示，在本实用新型的一种核电站系统仿真柜第一实施例中，包括：柜体200，设置于所述柜体200内的电源箱110、HIL仿真箱130、信号调理箱120、RCP仿真箱150和信号转接箱140；所述HIL仿真箱130连接所述电源箱110和所述信号转接箱140、且被配置为运行核电数据模型并输出第一电信号至所述信号转接箱140；所述信号调理箱120连接所述电源箱110和所述信号转接箱140、用于通过所述信号转接箱140接收所述第一电信号并输出第一调理信号至所述信号转接箱140；所述RCP仿真箱150连接所述电源箱110和所述信号转接箱140、并被配置为通过所述信号转接箱140接收所述第一调理信号并生成第二电信号；所述信号调理箱120还用于接收所述第二电信号并输出第二调理信号至所述信号转接箱140；所述HIL仿真箱130还被配置为通过所述信号转接箱140接收所述第二调理信号并输出与所述核电数据模型对应的测试参数。具体的，该核电站系统仿真柜由机柜即柜体与主机两部分组成，主机包括设置在机柜内部的电源箱110、HIL仿真箱130、信号调理箱120、RCP仿真箱150和信号转接箱140。电源箱110用于提供电源总控，其作为系统的电源输入为主机内部的其他各工作箱提供电源。在一实施例中，电源箱110包括UPS电源模块。其可以通过UPS电源模块为系统各部件供应电源，并保证意外断电时系统正常工作。HIL仿真箱130用于运行建立好的系统的模型，所有的模型数据计算都是在HIL仿真箱130进行。RCP仿真箱150作为半实物仿真中的“实物”，作用是替代系统中的硬件。信号调理箱120对HIL仿真箱130、RCP仿真箱150的输入输出进行压流转换，以便进行信息的交互匹配。信号转接箱140起到HIL仿真箱130与RCP仿真箱150信息交互的桥梁作用。正常工作下，仿真模型在HIL仿真箱130中运行工作，RCP仿真箱150模拟实物的运行。RCP仿真箱150模拟核电系统的工作流程，计算核电系统状态参数，包括压力、流量、液位等，并将计算的结果转换成电压、电流的形式，通过信号转接箱140送入信号调理箱120，信号调理箱120将信号转换成电压、电流信号后，将信号通过信号转接箱140送入RCP仿真箱150。RCP仿真箱150接收到信号后，通过实物进行相应地运算并得出的状态参数，并经过信号转接箱140-信号调理箱120-信号转接箱140进行信号处理后送入HIL仿真箱，最终得到测试参数。

可选的，所述HIL仿真箱包括第一箱体，以及设于所述第一箱体内的第一控制器，连接所述第一控制器的第一数字输入输出模块、至少一个第一模拟输入模块和至少一个第一模拟输出模块。具体的，HIL仿真箱130中，第一控制器用来进行数据模型和进行数据处理，第一模拟输出模块根据第一控制器的数据模型运行结果输出对应的电信号，并将该电信号输出至信号转接箱140。第一模拟输入模块通过信号转接箱140接收来自RCP仿真箱150的电信号，并输入至第一控制器进行数据处理。第一数字输入输出模块根据第一控制器的数据模型运行结果输出对应的电信号，并将该电信号输出至信号转接箱140，发送给RCP仿真箱150的数字输入模块；并同样经过转接箱接收来自RCP仿真箱150中的数字量信号。

可选的，所述第一箱体的型号为PXIe-1082，所述第一控制器的型号为PXIe-8135，所述第一模拟输入模块的型号为PXIe-4300，所述第一模拟输出模块的型号为PXIe-4322，和/或第一数字输入输出模块的型号为PXIe-6612。具体的，第一箱体的机箱型号为PXIe-1082，其有4个混合插槽,2个PXI Express插槽,1个PXI Express系统定时插槽。第一控制器的型号为PXIe-8135，其为2.3GHz四核Intel Core i7-3610QE处理器。第一模拟输入模块的型号为PXIe-4300板卡。该板卡具有8路同步采样模拟输入通道，其250kS/s/通道的采样率。第一模拟输出模块的型号为PXIe-4322板卡，该板卡具有8通道，通道间隔离电压和电流输出，每通道250kS/s更新速率，16位分辨率。第一数字输入输出模块的型号为PXIe-6612。其具有40条双向数字I/O线。

可选的，所述至少一个第一模拟输入模块包括两个第一模拟输入模块，所述至少一个第一模拟输出模块包括两个第一模拟输出模块。具体的，其中可以采用两个PXIe-4300板卡和两个PXIe-4322板卡，以增加数据通道。

可选的，所述RCP仿真箱150包括第二箱体，以及设于所述第二箱体内的第二控制器，连接所述第二控制器的第二模拟输入模块、第二模拟输出模块和第二数字输入输出模块。具体的，RCP仿真箱150中，第二模拟输入模块通过信号转接箱140接收来自HIL仿真箱130的电信号，并输入至第二控制器进行数据处理。第二模拟输出模块根据第二控制器的数据处理结果输出对应的电信号，并将该电信号输出至信号转接箱140。第二数字输入输出模块产生数字信号即开关量信号，通过转接箱发送给HIL仿真箱130，并同样通过转接箱接收来自HIL仿真箱的数字信号。

可选的，所述第二箱体为4U 84HP cPCI机箱，所述第二控制器的型号为3U cPCI单板计算机，所述第二模拟输入模块的型号为PXI2205，所述第二模拟输出模块的型号为CPCI6216，和/或所述第二数字输入输出模块的型号为PXI6602。具体的，第二箱体为4U84HP cPCI机箱。第二控制器为3U cPCI单板计算机。第二模拟输入模块为PXI2205板卡，该板卡具有64通道单端或者32通道双端模拟输入、16位分辨率、500kS/s采样率、增益软件可设，双极+/-10V。第二模拟输出模块为CPCI6216板卡，该板卡为16通道电压输出，其具有16位分辨率，4us设置时间，输出范围：+/-10V；DIO：4路DI,4路DO，兼容TTL电平。第二数字输入输出模块为PXI6602板卡，该板卡为8通道32位计数器板，80M基准时钟频率，时间分辨率12.5ns，频率输出范围12.5ns-53s，支持5VTTL/CMOS电平。

可选的，所述信号调理箱120包括PWM-IN模块、PWM-OUT模块和电压转电流模块；所述PWM-IN模块用于通过所述信号转接箱140接收所述HIL仿真箱130的所述第一电信号并输出所述第一调理信号；所述PWM-OUT模块用于通过所述信号转接箱140接收所述RCP仿真箱150的所述第二电信号并输出第二调理信号；电压转电流模块接收来自RCP仿真箱150的模拟输出模块的电压信号，并将电压信号转成电流信号输出，传递给HIL仿真机的模拟输入模块。

具体的，PWM-IN模块用于将RCP仿真机输出的7/14mA频率信号调理为5V数字量信号，该模块提供4通道7/14mA电流信号转5V数字量信号调理、并且采用采用插卡式结构，具有电缆脱落/虚接检测、输入过压保护功能。其中，PWM-IN模块由输入连接器、电流采样电路、信号缓冲电路、信号比较电路、信号隔离电路和输出连接器组成，其中，7/14mA电流信号通过输入连接器输入至PWM-IN模块。输入连接器可以采用DB50连接器Female型。以其中一个通道为例，电流采样电路中使用高精度电阻对输入板卡的电流进行采样，采样电阻阻值为7.8k欧姆。信号缓冲电路用于对电阻采样的电压进行缓冲，其具体使用ADI公司的AD620芯片及对应的外围电路进行缓冲后送入信号比较电路。AD620缓冲后得到的信号约为5.4/10.9V信号(分别对应7mA和14mA信号输入)，该信号与信号比较电路的另一输入端进行比较(另一端连接基准源，为7.5V直流信号)，其中信号比较电路中使用TI公司的LM311。信号比较电路输出后进入信号隔离电路。信号隔离电路使用SN74HC244对信号比较电路的输出信号进行整形和缓冲，最后通过信号隔离电路中的HPCL-2630高速光耦隔离后，再通过缓冲器SN74HC244进行缓冲后输出给背板上的输出连接器。

PWM-OUT模块用于将PWM-IN模块输出的0/5V频率信号调理为7/14mA数字量信号，该模块提供8通道0/5V电流信号转7/14mA数字量信号调理，并且采用插卡式结构，具有电缆脱落/虚接检测、输入过压保护功能。PWM-OUT模块由输入连接器、信号隔离电路、基准源及缓冲电路、恒流源电路和输出连接器组成，其中，0/5V电压信号通过输入连接器输入至PWM-OUT模块。该输入连接器采用DIN41612 96PIN型连接器。以其中一个通道为例，信号进入后首先通过信号隔离电路进行信号隔离，信号隔离电路可以使用SN74HC244芯片及外围电路，通过该芯片对输入信号进行整形和缓冲，然后通过HPCL-2630高速光耦进行信号隔离，隔离后的信号再次通过芯片SN74HC244进行缓冲后输出给基准源及缓冲器电路。基准源及缓冲器电路内部具有一个5V的基准源和一个缓冲器电路。SN74HC244输出0V时，可使能缓冲器输出2.5V电压；SN74HC244输出5V时，缓冲器输出5V电压。基准源和缓冲器分别使用ADI公司的REF02和AD847芯片。缓冲器输出的电压送至恒流源电路。恒流源实现2.5/5V转7/14mA电流的变换。恒流源电路使用ADI公司的AD847作为主芯片，后级通过三极管对电流进行扩展。并最终通过D-SUB50连接器输出。

可选的，所述信号转接箱140设有前面板和后面板，所述HIL仿真箱130、所述信号调理箱120和所述RCP仿真箱150分别与所述后面板连接，所述前面板设有若干对可短路连接的短路连接端。具体的，HIL仿真箱130、所述信号调理箱120和所述RCP仿真箱150分别与信号转接箱140的后面板，通过后面板的连接端将信号输入至信号转接箱140，前面上设置的可短路连接的短路连接端，通过短路连接端形成信号通路。

进一步的，所述短路连接端包括：连接所述HIL仿真箱130和所述RCP仿真箱150的第一短路连接端；连接所述电压转电流模块和所述HIL仿真箱130的第二短路连接端；连接所述PWM-IN模块和所述PWM-OUT模块的第三短路连接端。具体的，HIL仿真箱130和所述RCP仿真箱150分别连接第一短路连接端，并在第一短路连接端短路连接时形成连接关系，其中第一短路连接端包括分别连接第一模拟输出模块和第二模拟输入模块的短路模块，连接第一数字输入输出模块和第二数字输入输出模块的短路模块，第二短路连接端还包括连接第一模拟输入模块与电压转电流模块的短路模块，第三短路连接端包括连接PWM-IN模块和所述PWM-OUT模块的PWM短路模块。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种核电站系统仿真柜，其特征在于，包括：柜体，设置于所述柜体内的电源箱、HIL仿真箱、信号调理箱、RCP仿真箱和信号转接箱；

所述HIL仿真箱连接所述电源箱和所述信号转接箱、且被配置为运行核电数据模型并输出第一电信号至所述信号转接箱；

所述信号调理箱连接所述电源箱和所述信号转接箱、用于通过所述信号转接箱接收所述第一电信号并输出第一调理信号至所述信号转接箱；

所述RCP仿真箱连接所述电源箱和所述信号转接箱、并被配置为通过所述信号转接箱接收所述第一调理信号并生成第二电信号；

所述信号调理箱还用于接收所述第二电信号并输出第二调理信号至所述信号转接箱；

所述HIL仿真箱还被配置为通过所述信号转接箱接收所述第二调理信号并输出与所述核电数据模型对应的测试参数。

2.根据权利要求1所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述HIL仿真箱包括第一箱体，以及设于所述第一箱体内的第一控制器，连接所述第一控制器的第一数字输入输出模块、至少一个第一模拟输入模块和至少一个第一模拟输出模块。

3.根据权利要求2所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述第一箱体的型号为PXIe-1082，所述第一控制器的型号为PXIe-8135，所述第一模拟输入模块的型号为PXIe-4300，所述第一模拟输出模块的型号为PXIe-4322，和/或第一数字输入输出模块的型号为PXIe-6612。

4.根据权利要求2所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述至少一个第一模拟输入模块包括两个第一模拟输入模块，所述至少一个第一模拟输出模块包括两个第一模拟输出模块。

5.根据权利要求1所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述RCP仿真箱包括第二箱体，以及设于所述第二箱体内的第二控制器，连接所述第二控制器的第二模拟输入模块、第二模拟输出模块和第二数字输入输出模块。

6.根据权利要求5所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述第二箱体为4U 84HPcPCI机箱，所述第二控制器的型号为3U cPCI单板计算机，所述第二模拟输入模块的型号为PXI2205，所述第二模拟输出模块的型号为CPCI6216，和/或所述第二数字输入输出模块的型号为PXI6602。

7.根据权利要求1所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述信号调理箱包括PWM-IN模块、PWM-OUT模块和电压转电流模块；

所述PWM-IN模块用于通过所述信号转接箱接收所述HIL仿真箱的所述第一电信号并输出所述第一调理信号；

所述PWM-OUT模块用于通过所述信号转接箱接收所述RCP仿真箱的所述第二电信号并输出第二调理信号；

所述第二电信号还包括电压信号，

所述电压转电流模块用于通过所述信号转接箱接收所述RCP仿真箱的电压信号并输出电流信号。

8.根据权利要求7所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述信号转接箱设有前面板和后面板，所述HIL仿真箱、所述信号调理箱和所述RCP仿真箱分别与所述后面板连接，所述前面板设有若干对可短路连接的短路连接端。

9.根据权利要求8所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述短路连接端包括：

连接所述HIL仿真箱和所述RCP仿真箱的第一短路连接端；

连接所述电压转电流模块和所述HIL仿真箱的第二短路连接端；

连接所述PWM-IN模块和所述PWM-OUT模块的第三短路连接端。

10.根据权利要求1所述的核电站系统仿真柜，其特征在于，所述电源箱包括UPS电源模块。

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