一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统及方法，包括故障诊断模块、决策支持模块和动态联锁模块。反应堆装置发生异常状况时，故障诊断模块输出可能的故障原因，决策支持模块列出相应的应急操作规程，操纵员根据判断确定应急操作规程后，动态联锁模块通过控制器自动执行应急操作规程，并向操纵员站下载屏蔽危险操作的监控组态，能够有效提高应急操作规程的执行效率并防止操纵员的误操作，保障了反应堆的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统及方法
本专利技术涉及反应堆的辅助安全控制方法，更具体的说，涉及一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统及方法。
技术介绍
随着核电站工程技术的发展，数字化仪控系统已经逐步替代了传统的模拟仪控系统。数字化仪控系统在具有易于实现高级控制算法、支持在线检查与自诊断、人机接口友好等优点的同时，也给操纵员带来了更多、更复杂的系统运行信息与状态警报，这使得操纵员很难快速精确的判断反应堆的运行状态，尤其在反应堆处于异常运行工况时，现有的数字化仪控系统输出信息过多，增加了操纵员误判与误操作概率，操纵员在巨大的精神压力下更容易发生人因失误，从而导致事故的发生。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于：针对现有的数字化仪控系统输出信息过多，增加了操纵员误判与误操作概率的不足，提供了一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统及方法，协助操纵员梳理与分析各类信息自动执行操纵员制定的应急操作流程，并自动屏蔽危险操作的监控界面，降低人因失误的概率，从而提高反应堆的安全性。本专利技术解决其技术问题的技术方案是：一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统，其特征在于包括：传感器、信号处理模块、故障诊断模块、决策支持模块、动态联锁模块、控制器、监控组态、执行装置和上位机，其中：传感器，将探测到的现场信号送至信号处理模块；信号处理模块，探测异常信号，发出信号异常报警，将报警位号与实时测量值发送到故障诊断模块；故障诊断模块，接收信号处理模块发送的实时测量值，以设定的时间周期分析核反应堆的当期运行参数，监测反应堆运行状况；如果反应堆装置处于非正常运行状态，故障诊断模块实时将异常信息处理与分类后按照安全等级排序后以列表的形式通知操纵员，并将故障诊断信息传递到决策支持模块；决策支持模块，根据故障诊断模块输入的故障信息，检索操作规程数据库，自动选择相应的应急操作规程，通知操纵员确认需要执行的应急操作规程，同时将规程传递到动态联锁模块，并通知动态联锁模块与控制器建立直接通信；决策支持模块在反应堆处于非正常运行状态时，检索得到多条应急操作规程，则将所有检索结果按照紧急程度排序并以列表形式通知操纵员，由操纵员判断并确定执行最适当的应急操作规程；动态联锁模块，根据决策支持模块提供的应急操作规程，完成指令编码，并储存动态执行过程，在操纵员确认应急操作规程后，根据应急操作规程进行联锁运算，根据运算结果通过控制器输出控制信号，同时向操纵员站发布屏蔽危险操作的监控组态，以防止操纵员误操作；对于需要谨慎判断的操作，动态联锁模块对其实施“三级确认”组态模式；控制器，根据动态联锁模块中组态子模块提供的控制算法，向执行装置发送动作指令；监控组态，根据动态联锁模块输入的联锁运算结果，更新面向操纵员的监控界面；执行装置，执行控制器发出的动作执行，完成控制动作；上位机，可以将操纵员发出的控制指令直接发送给控制器。所述动态联锁模块中的“三级确认”组态模式是，在操纵员执行操作时弹出二次确认对话框，操纵员确实需要执行此操作，点击确认按钮后系统将通知值长最终确定，如果值长允许执行此操作，则系统将该操作解锁并询问操纵员是否确认执行，操纵员点击确定后开始执行，如果值长取消此操作，则系统不会执行操作并通知执行此操作的操纵员操作取消的原因。所述的动态联锁模块包括：编码子模块、操作指令集、动态执行过程存储器、动态联锁人机界面、联锁运算器、组态子模块，其中：编码子模块，根据决策支持模块提供的应急操作规程，完成相应的编码工作，将面向操纵员阅读的文本操作规程，转化为计算机可执行的操作指令，并将操作指令保存在操作指令集；操作指令集，用于保存经过编码的计算机可执行的操作指令；动态执行过程存储器，将操作指令集中的各条指令分解为按照时序排列的执行步骤，并保存在存储器中，供联锁运算器调用；动态联锁人机界面，为操纵员生成执行各项应急操作规程的执行按钮，并建立执行按钮与相应操作指令之间的映射关系，当操纵员点击某一项应急操作规程的执行按钮，动态联锁系统人机界面将操纵员选择的操作指令代号通知联锁运算器；联锁运算器，在接收到动态联锁人机界面发送的操作指令代号后，根据代号在动态执行过程存储器中读取相应指令的操作步骤，并进行联锁运算，得到需要屏蔽的操作与需要执行的动作；监控组态读取联锁运算器传来的屏蔽操作列表，将当期状态下人机界面上可能导致危险操作的按钮屏蔽，并向操纵员实时发布屏蔽后的监控组态；组态子模块接收到需要执行的动作列表后，实时将最新控制组态下载到控制器中，由控制器自动控制执行器执行控制动作。一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁方法，实现步骤如下：S1：信号处理模块将传感器采集的现场信号实时转换为数字量传送到故障诊断模块，故障诊断模块以设定的时间周期分析核反应堆的当期运行参数，监测反应堆运行状况；S2：如果反应堆处于正常运行状态，则控制系统自动执行缺省操作；S3：如果反应堆装置处于非正常运行状态，故障诊断模块实时将异常信息处理与分类后按照安全等级排序后以列表的形式通知操纵员，并将故障诊断信息传递到决策支持模块；S4：决策支持模块根据故障信息检索操作规程数据库，自动选择相应的应急操作规程，通知操纵员选择需要执行的应急操作规程，同时将规程传递到动态联锁模块，并通知动态联锁模块与控制器建立直接通信；S5：操纵员确认应急操作规程后，动态联锁模块根据应急操作规程进行联锁运算，动态联锁模块中的组态子模块根据运算结果实时发布控制组态，通过控制器输出控制信号，控制执行装置完成控制动作，同时向操纵员站发布屏蔽危险操作的监控组态，以防止操纵员误操作；S6：对于需要谨慎判断的操作，动态联锁系统对其实施“三级确认”组态模式；S7：操纵员可以根据实际情况选择关闭动态联锁模块，通过上位机直接向控制器发布控制组态，以应对决策支持模块无法判断的工况。本专利技术与现有技术相比的有益效果：对核电站数字化仪控系统的系统运行信息与状态警报按照安全等级进行程序化处理与分类，经过处理后显示给操纵员的信息，节省了操纵员的判断时间，提高了操纵员的判断准确度。同时，决策支持系统辅助检索并列出了缓解当前异常工况可能需要执行的各条应急操作规程，操纵员确定需要执行的应急操作规程后，动态联锁系统自动完成规程的执行，并锁定操纵员站的危险操作，极大的提高了应急操作规程的执行效率，并有效防止了操纵员在精神压力下的人因失误，提高了反应堆运行的安全性。附图说明为了更清楚的说明本专利技术的实施，下面将对描述本专利技术实施例中所需要用到的附图作简单说明。显然，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，可以根据下面的附图，得到其他附图。图1是本专利技术基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统的框图；图2是本专利技术基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁模块的工作原理图；图3是本专利技术基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁方法的流程图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更换的理解本专利技术，下面将结合本专利技术中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1：使用基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁方法及系统，完成厂外电源可用时的蒸汽发生器传热管破裂事故的处理过程。如图1所示，本专利技术系统包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统，其特征在于包括：传感器、信号处理模块、故障诊断模块、决策支持模块、动态联锁模块、控制器、监控组态、执行装置和上位机，其中：传感器，将探测到的现场信号送至信号处理模块；信号处理模块，探测异常信号，发出信号异常报警，将报警位号与实时测量值发送到故障诊断模块；故障诊断模块，接收信号处理模块发送的实时测量值，以设定的时间周期分析核反应堆的当期运行参数，监测反应堆运行状况；如果反应堆装置处于非正常运行状态，故障诊断模块实时将异常信息处理与分类后按照安全等级排序后以列表的形式通知操纵员，并将故障诊断信息传递到决策支持模块；决策支持模块，根据故障诊断模块输入的故障信息，检索操作规程数据库，自动选择相应的应急操作规程，通知操纵员确认需要执行的应急操作规程，同时将规程传递到动态联锁模块，并通知动态联锁模块与控制器建立直接通信；决策支持模块在反应堆处于非正常运行状态时，检索得到多条应急操作规程，则将所有检索结果按照紧急程度排序并以列表形式通知操纵员，由操纵员判断并确定执行最适当的应急操作规程；动态联锁模块，根据决策支持模块提供的应急操作规程，完成指令编码，并储存动态执行过程，在操纵员确认应急操作规程后，根据应急操作规程进行联锁运算，根据运算结果通过控制器输出控制信号，同时向操纵员站发布屏蔽危险操作的监控组态，以防止操纵员误操作；对于需要谨慎判断的操作，动态联锁模块对其实施“三级确认”组态模式；控制器，根据动态联锁模块中组态子模块提供的控制算法，向执行装置发送动作指令；监控组态，根据动态联锁模块输入的联锁运算结果，更新面向操纵员的监控界面；执行装置，执行控制器发出的动作执行，完成控制动作；上位机，将操纵员发出的控制指令直接发送给控制器。...

【技术特征摘要】
1.一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统，其特征在于包括：传感器、信号处理模块、故障诊断模块、决策支持模块、动态联锁模块、控制器、监控组态、执行装置和上位机，其中：传感器，将探测到的现场信号送至信号处理模块；信号处理模块，探测异常信号，发出信号异常报警，将报警位号与实时测量值发送到故障诊断模块；故障诊断模块，接收信号处理模块发送的实时测量值，以设定的时间周期分析核反应堆的当期运行参数，监测反应堆运行状况；如果反应堆装置处于非正常运行状态，故障诊断模块实时将异常信息处理与分类后按照安全等级排序后以列表的形式通知操纵员，并将故障诊断信息传递到决策支持模块；决策支持模块，根据故障诊断模块输入的故障信息，检索操作规程数据库，自动选择相应的应急操作规程，通知操纵员确认需要执行的应急操作规程，同时将规程传递到动态联锁模块，并通知动态联锁模块与控制器建立直接通信；决策支持模块在反应堆处于非正常运行状态时，检索得到多条应急操作规程，则将所有检索结果按照紧急程度排序并以列表形式通知操纵员，由操纵员判断并确定执行最适当的应急操作规程；动态联锁模块，根据决策支持模块提供的应急操作规程，完成指令编码，并储存动态执行过程，在操纵员确认应急操作规程后，根据应急操作规程进行联锁运算，根据运算结果通过控制器输出控制信号，同时向操纵员站发布屏蔽危险操作的监控组态，以防止操纵员误操作；对于需要谨慎判断的操作，动态联锁模块对其实施“三级确认”组态模式；控制器，根据动态联锁模块中组态子模块提供的控制算法，向执行装置发送动作指令；监控组态，根据动态联锁模块输入的联锁运算结果，更新面向操纵员的监控界面；执行装置，执行控制器发出的动作，完成控制动作；上位机，将操纵员发出的控制指令直接发送给控制器。2.根据权利要求1所述的一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统，其特征在于，所述动态联锁模块中的“三级确认”组态模式是，在操纵员执行操作时弹出二次确认对话框，操纵员确实需要执行此操作，点击确认按钮后系统将通知值长最终确定，如果值长允许执行此操作，则系统将该操作解锁并询问操纵员是否确认执行，操纵员点击确定后开始执行，如果值长取消此操作，则系统不会执行操作并通知执行此操作的操纵员操作取消的原因。3.根据权利要求1所述的一种基于数字化仪控系统的反应堆动态联锁系统，其特征在于，所述的动态联锁模块包括：编码子模块、操作指令集、动态执行过程存储器、动态联锁人...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，王大桂，王为田，汪建业，宋勇，吴宜灿，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34