一种基于PLC的辐射监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术涉及基于PLC的辐射监测系统及监测方法，监测系统包括数据采集平台和信息管理显示系统，该数据采集平台采用可编辑逻辑控制器，包括处理器和与其连接的多个数据采集模块；数据采集模块通过电缆分别与各厂房辐射监测设备连接，用于对辐射监测设备以循环问询的方式进行测量值、测量值超阈值、预设报警阈值、仪表故障报警信息及状态字的数据采集，并将采集数据传输给信息管理显示系统。本发明专利技术采用独立的可编程逻辑控制数据采集平台，将信息管理服务器存储处理和采集功能分开，直接集中读取现场辐射监测设备数据，有效避免信息管理服务器易死机和无线信号干扰问题，实现了厂房辐射监测系统数据采集的准确性，同时减少数据接口，优化数据流程。

Radiation monitoring system and monitoring method based on PLC

The present invention relates to a radiation monitoring system and monitoring method based on PLC, the monitoring system includes data acquisition platform and information management system, the data acquisition platform based on programmable logic controller, including a processor and connected with a plurality of data acquisition module; data acquisition module through the cable are connected with the plant radiation monitoring equipment connected for radiation monitoring measurement, measurement data acquisition, preset alarm threshold and super threshold instrument fault alarm information and status word in a circular inquiry way, and will collect data to the information management system. The invention adopts data acquisition platform independent programming logic control, separate the information management server storage processing and acquisition function, direct radiation monitoring equipment to read the scene data, effectively avoid the information management server to crash and wireless signal interference, the accuracy of data acquisition plant radiation monitoring system, while reducing the data interface, data optimization process.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核设施厂房辐射监测领域，具体涉及一种基于PLC的辐射监测系统及监测方法，可用于对核电厂和核燃料后处理厂厂房工艺辐射、区域辐射及流出物辐射的监测。
技术介绍
核电厂通过堆芯核燃料的可控核裂变实现核能发电，核燃料后处理厂的主要功能是对核电厂运行使用的乏燃料进行处理。核电厂和后处理厂在运行和处理过程中都会产生大量的放射性物质。这些物质在厂房内必须按照设计的工艺流程处理、净化、收集，最终合理处置。如果在工艺流程中发生事故，导致放射性物质泄漏，同时泄漏又没有及时被发现并采取应对措施，厂房内的工作人员将受到过高的放射性照射，相关的工艺设施也会受到损害；如果放射性物质大量释放到环境，将导致周围环境、人群和生物受到辐射危害。近年来，日本福岛核电站和韩国核电站相继发生核事故和核泄漏，造成人员伤亡，核泄漏事故已经越来越受到社会密切关注。如果事故不能在第一时间被监测到，有可能会愈演愈烈，造成更大事故和伤亡事件。因此，厂房内辐射监测系统对放射性探测数据采集和数据处理的有效性和可靠性就非常重要。厂房内辐射监测系统与环境辐射监测不同。厂房内通常有厚重的混凝土墙壁，对无线信号传输具有很强阻挡效应，并且厂房内电气设备繁多，射频信号干扰效应极大。为保证放射性测量数据能够及时、有效的送达运行人员工作站处理应对，厂房内必须采用电缆而应尽量避免使用无线技术，同时，数据采集系统必须准确、可靠、及时。因此，专利《CN101452079A基于混杂式传感器网络的核监测系统及方法》、《CN201535825U基于3GS的和数据采集及处理系统》中所描述的无线监测方式无法应用于厂房内辐射监测系统。我国目前绝大多数厂房内辐射监测系统存在的普遍问题是，虽然应用电缆作为传输实体，但是辐射监测系统的数据采集结构和采集方式不甚合理，主要问题如下：1)采用大量现场仪表设备直接接入服务器或操作站的方式，这种方式数据采集和处理分析混杂在一起，经常出现死机现象，影响系统正常工作，不能及时监测事故数据。数据采集准确性、有效性差。2)采用监测数据从就地仪表设备直接上传到全厂仪控系统采集机柜，再传送到辐射监测信息服务器的方式。专利《CN104217774核电站工艺监测方法和系统》描述的即是这种传统数据采集方式。这种方式存在大量系统间数据硬点软点接口，数据流程繁杂，不便于数据集中管理，运行效率低，成本高。3)核辐射监测数据不同于常规温湿度数据，其组成较复杂，包含大量仪表信息，简单硬接线仅能提供一部分数据，无法提供完整监测数据和状态数据。4)监测系统人机界面功能较弱不完善，显示过于简单，人机界面不友好，不便于工作人员管理数据，采集方法不成熟稳定。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种基于PLC的辐射监测系统，解决无线信号无法在厚重厂房建筑内传输，传统有线传输采集系统易死机，传统采集结构接口多，信号数据缺失以及人机客户端功能简单的问题。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种基于PLC的辐射监测系统，包括数据采集平台和信息管理显示设备，该数据采集平台采用可编辑逻辑控制器，其包括处理器和与其连接的多个数据采集模块；多个数据采集模块通过电缆分别与各厂房辐射监测设备相连接，用于对辐射监测设备以循环问询的方式进行测量值、预设报警阈值、故障信息、报警信息及状态字的数据采集；处理器用于对多个数据采集模块程序存储、逻辑运算执行、采集顺序控制，并将多个数据采集模块的数据通过交换机传输给信息管理显示设备处理显示。进一步，各厂房辐射监测设备通过电缆方式将数据传输给基于PLC的辐射监测系统，基于PLC的辐射监测系统再将数据发送全厂仪控系统。进一步，多个所述数据采集模块包括第一类通讯数据采集模块、第二类通讯数据采集模块及第三类通讯数据采集模块；第一类通讯数据采集模块用于对现场仪表通讯数据的采集、第二类通讯数据采集模块用于对硬接线测量信号的采集、第三类通讯数据采集模块用于对各个厂房监测仪表开关量报警信号采集；每类通讯数据采集模块包括多个数量的同类通讯数据采集模块。进一步，所述信息管理显示设备包括信息管理服务器和辐射监测操作站；信息管理服务器用于接收数据采集平台传输的数据信息，并将该数据信息存储、分析、处理后传输给辐射监测操作站；辐射监测操作站接收传输的信息，并将该信息显示在操作屏上。一种基于PLC的辐射监测方法，包括如下步骤：a)利用数据采集平台分别以循环问询的方式对各厂房监测设备进行测量值、预设报警阈值、故障信息、报警信息及状态字的数据采集；b)通过交换机将数据采集平台采集到的数据传输给信息管理显示设备和全厂仪控系统；c)信息管理显示设备接收数据采集平台传输数据，并对该数据进行存储分析处理。进一步，在步骤a)中，所述数据采集平台采集的步骤如下：a1)主程序运行，调用数据采集平台中多类通讯数据采集模块，多类通讯数据采集模块包括第一类通讯数据采集模块、第二类通讯数据采集模块及第三类通讯数据采集模块；a2)判断执行哪类通讯数据采集模块；a3)在a2)步骤选择后，对第一类通讯数据采集模块，开始执行该模块中的发送功能块，从背景数据块中读取从站地址、寄存器地址，读取现场辐射监测仪表设备的监测数据、报警状态、报警阈值和仪表工作状态信息；a4)如果满足发送条件，执行读取程序；a5)现场辐射监测设备收到读取命令，返回对应数据；a6)调用第一类通讯数据采集模块中的接收功能块，保存从站返回的数据到背景数据块中；a7)如果数据采集成功，第一类通讯数据采集模块执行下一条采集命令，读取本链路上下一从站的数据信息，直至本链路从站采集一遍后，循环从链路初始从站开始采集，完成一个链路循环；a8)在a2)步骤选择后，执行第二类通讯数据采集模块中模拟量采集程序或第三类通讯数据采集模块中开关量采集程序，各模拟量模块或各开关量模块分别采集一个或多个模拟量或开关量，并按照预设的硬件编程位置存储相应数据，然后对各个模拟量模块或各开关量模块按照预定周期循环采集。进一步，在步骤a1)中，第一类通讯数据采集模块、第二类通讯数据采集模块及第三类通讯数据采集模块可以同时执行循环程序、采集数据。进一步，在步骤a4)中，如果不满足发送条件，重复执行至预设周期结束，返回读取状态，然后再采集本模块下的下一从站下一组监测数据。本专利技术的有益技术效果在于：(1)本专利技术的辐射监测系统，采用独立的可编程逻辑控制数据采集平台，将信息管理服务器存储处理和采集功能分开，有效避免服务器易死机的问题；(2)采用电缆传输方式，解决在建筑物中，尤其是厚重混凝土厂房中无线信号无法传输的问题，提高了厂房辐射监测系统数据采集的可靠性；(3)将数据采集信号直接从就地辐射监测设备直接采集到数据采集平台的系统结构，不需要借助全厂仪控系统的数据采集机柜，系统间硬件接口和软件点位大大减少，数据流向合理，直接节省成本，提高经济效益；(4)信息管理系统人机交互功能完善，提高数据有效性，增加效益，对整个系统运行检修带来极大方便；(5)系统界面多样、功能完整，人机界面友好，有助于操作员管理查看厂房放射性水平，及时发现、应对设备故障和放射性泄漏事故；(6)本专利技术的辐射监测方法，简便易行。附图说明图1是本专利技术辐射监测系统的结构示意图；图2是本专利技术人机交互端的屏幕显示界面；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC的辐射监测系统，包括数据采集平台(4)和信息管理显示设备，其特征是：该数据采集平台(4)采用可编辑逻辑控制器，其包括处理器(401)和与其连接的多个数据采集模块；多个数据采集模块通过电缆分别与各厂房辐射监测设备(5)相连接，用于对辐射监测设备以循环问询的方式进行测量值、预设报警阈值、故障信息、报警信息及状态字的数据采集；处理器(401)用于对多个数据采集模块程序存储、逻辑运算执行、采集顺序控制，并将多个数据采集模块的数据通过交换机(3)传输给信息管理显示设备处理显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的辐射监测系统，包括数据采集平台(4)和信息管理显示设备，其特征是：该数据采集平台(4)采用可编辑逻辑控制器，其包括处理器(401)和与其连接的多个数据采集模块；多个数据采集模块通过电缆分别与各厂房辐射监测设备(5)相连接，用于对辐射监测设备以循环问询的方式进行测量值、预设报警阈值、故障信息、报警信息及状态字的数据采集；处理器(401)用于对多个数据采集模块程序存储、逻辑运算执行、采集顺序控制，并将多个数据采集模块的数据通过交换机(3)传输给信息管理显示设备处理显示。2.如权利要求1所述的一种基于PLC的辐射监测系统，其特征是：各厂房辐射监测设备(5)通过电缆方式将数据传输给数据采集平台，数据采集平台再将数据发送给所述信息管理显示设备。3.如权利要求2所述的一种基于PLC的辐射监测系统，其特征是：多个所述数据采集模块包括第一类通讯数据采集模块(402)、第二类通讯数据采集模块(403)及第三类通讯数据采集模块(404)；第一类通讯数据采集模块用于对现场仪表通讯数据的采集、第二类通讯数据采集模块用于对硬接线测量信号的采集、第三类通讯数据采集模块用于对各个厂房监测仪表开关量报警信号采集；每类通讯数据采集模块包括多个数量的同类通讯数据采集模块。4.如权利要求1所述的一种基于PLC的辐射监测系统，其特征是：所述信息管理显示设备包括信息管理服务器(1)和辐射监测操作站(2)；信息管理服务器(1)用于接收数据采集平台传输的数据信息，并将该数据信息存储、分析、处理后传输给辐射监测操作站(2)；辐射监测操作站(2)接收传输的信息，并将该信息显示在操作屏上。5.一种基于PLC的辐射监测方法，包括如下步骤：a)利用数据采集平台分别以循环问询的方式对各厂房监测设备进行测量值、预设报警阈值、故障信息、报警信息及状态字的数据采集；b)通过交换机将数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，王勇，赵卫军，丁世海，章爱平，许光，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11