核电厂双机组数字化仪控验证系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种核电厂双机组数字化仪控验证系统及方法，系统包括：仿真模型层，基于操作指令模拟核电厂机组运行并生成运行数据，仿真模型层包括仿真核电厂第一仿真模型服务器和第二仿真模型服务器；控制逻辑层，接收人机界面层发送的操作指令以及访问仿真模型层，并响应所述操作指令进行相应的业务逻辑处理，其包括基于所述运行数据实时计算分析核电厂第一和第二机组工况、测量所述工况偏差和校正DCS组态逻辑和参数，并基于校正后的DCS组态逻辑和参数生成核电厂机组运行控制指令，人机界面层，发送操作指令到控制逻辑层，并且接收控制逻辑层返回的处理结果。其优点是：提高仪控系统维护的效率，为核电厂DCS运维人员提供技能训练的操作平台。

【技术实现步骤摘要】
核电厂双机组数字化仪控验证系统及其方法
本专利技术属于核电厂控制
，具体涉及一种核电厂双机组数字化仪控验证系统及其方法。
技术介绍
DCS系统由于具有可靠性、稳定性等优点，近年来在核电厂中得到广泛应用。但是，DCS系统在工厂测试以及现场调试过程中存在着不少测试盲区，不可能完全覆盖测试出系统缺陷。DCS系统本身的缺陷以及运维人员对DCS系统认知的盲点可能会造成DCS在运维过程中出现一些常见的运行事件，严重情况下会造成非计划停堆。近年来中核集团核电厂多次发生的非计划停堆事件，通过分析，多数原因是与DCS系统有关。因此，为了保证核电厂安全稳定的运行，急需搭建一个与实际机组平行的DCS验证系统，用于对核电厂DCS改造升级或试验方案进行验证，对以往发生的事件分析，为DCS系统日常运行维护提供指导，排查DCS系统存在的安全隐患，还可以用于核电厂相关人员的技能训练，为核电厂安全稳定运行保驾护航。现有核电机组建设中基本都是两台机组一起建设，两台机组DCS系统的1层设备在同一个环网中，形成互通互联。在电厂大修期间一般是其中一台机组停运，另一台正常运行。对停运的机组，大修期间会对其重要系统的的设备进行启动、停止等检修操作，如果DCS系统存在潜在缺陷，会将控制指令误发至运行机组，严重情况会造成停机甚至停堆。之前也曾发生过这样的事故。因此建立双机组数字化仪控验证系统能够对双机组仪控系统全面验证，降低由于方案论证不充分造成事故的可能性。还能完成信息安全检查、防御、优化的研究；完成DCS故障工况的复现和分析；完成DCS软件更改或升级方案的验证。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种核电厂双机组数字化仪控验证系统及方法，它能够有效的克服上述现有技术存在的缺陷。本专利技术的技术方案如下：一种核电厂双机组数字化仪控验证系统，包括仿真模块、控制逻辑模块以及人机界面模块，其中，所述仿真模块包括仿真核电厂第一机组工艺系统的第一仿真模型服务器和仿真核电厂第二机组工艺系统的第二仿真模型服务器，所述仿真模块经由数据通讯服务器通讯连接控制逻辑模块，所述的仿真模块，基于人机界面模块发出的操作指令模拟核电厂第一和第二机组运行并生成运行数据；所述控制逻辑模块，接收人机界面模块发送的操作指令以及仿真模块，并响应所述操作指令进行相应的业务逻辑处理，业务逻辑处理包括基于所述运行数据实时计算分析核电厂第一和第二机组工况、测量所述工况偏差和校正DCS组态逻辑和参数，并基于校正后的DCS组态逻辑和参数生成核电厂机组运行控制指令，控制逻辑模块包括，DCS一层控制系统，其包括运行核电厂第一机组控制逻辑组态的第一安全级仪控系统和第一非安全级仪控系统以及运行核电厂第二机组控制逻辑组态的第二安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统，其中，所述第一安全级仪控系统和第二安全级仪控系统分别包括用于控制虚拟设备的1E级虚拟控制器、1E通道控制器和用于通信的第一交换单元，所述第一非安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统分别包括用于控制虚拟设备的NC级虚拟控制器、用于控制虚拟设备的NC级控制机柜和用于通信的第二交换单元，所述1E通道控制器和NC级控制机柜分别经由I/O接口通讯连接数据通讯服务器，第一AW接口服务器和第二AW接口服务器，其分别通讯连接所述第一交换单元和第二交换单元，第一前置服务器和第二前置服务器，其分别通讯连接所述第一AW接口服务器和第二AW接口服务器，第一HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器和第二HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器，包括历史库、报警、时钟、AW工程师站和CSA站，第一一HST/ALM/MTK/AW/CSA和第二所述HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器通讯分别连接所述DCS一层控制系统和所述第一AW接口服务器和第二AW接口服务器；所述的人机界面模块，发送操作指令到控制逻辑模块，并且接收控制逻辑模块返回的处理结果；所述人机界面模块包括，第一人机界面和第二人机界面，实现相应的人机交互操作，并将相应的操作指令发送给第一非安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统，并且接收返回的处理结果，第一安全级DCS人机界面和第二安全级DCS人机界面，实现相应的人机交互操作，并将相应的操作指令发送给第一安全级仪控系统和第二安全级仪控系统，并且接收返回的处理结果。还包括验证控制模块，发送操作指令到仿真模块，并且接收仿真模块返回的处理结果，所述验证控制站包括，第一验证控制站和第二验证控制站，实现相应的人机交互操作，操作人员根据需求执行相应操作，控制站将相应的操作指令发送给工艺仿真模型，并且接收模型动态相应的处理结果。所述的验证控制模块生成核电厂机组故障信息并发送所述仿真模块，仿真模块基于所述核电厂机组故障信息进行相应的业务逻辑处理并生成运行数据，反馈验证控制模块和逻辑控制模块，逻辑控制模块根据仿真模块中工艺参数的变化制定相应的控制调节策略，并生成控制指令，控制指令被发送至仿真模块，仿真模块进行相应的业务处理并以生成动态响应运行数据，第一机组和第二机组可并行运行上述功能。当核电厂双机组数字化仪控验证系统自身出现故障时，控制逻辑模块生成DCS故障信息，基于所述DCS故障信息计算分析核电厂第一和第二机组工况、测量所述工况偏差和校正DCS组态逻辑和参数。所述第一交换单元包括网关设备和分别连接所述1E级虚拟控制器和1E通道控制器的交换机，所述第二交换单元包括分别连接NC级虚拟控制器和NC级控制机柜的交换机。所述的工艺系统包括模拟核岛、常规岛以及BOP部分的仿真模型单元，仿真模型服务器包括用于1:1模拟工艺系统的模拟机。所述DCS一层控制系统还包括用于数据交互的Root交换机，所述第一交换单元和第二交换单元分别设有Room交换机,所述第二交换单元包括用于通讯现场设备的现场通讯协议和用于通讯虚拟设备的虚拟通讯协议。所述DCS一层控制系统经由第三交换单元通讯连接所述人机界面模块，所述DCS一层控制系统还包括分别用于计算核电厂第一和第二机组的设备状态的第一和第二DCS二层计算服务器、历史数据服务器和实时数据服务器。所述的人机界面模块还包括，第一DGS站和第二DGS站，其分别通讯连接非安全级仪控系统，所述DGS站配置成离线情况下生成控制逻辑组态，第一挂牌中心和第二挂牌中心，其分别配置成锁定核电厂第一和第二机组的预定设备。一种核电厂双机组数字化仪控验证系统的仪控验证方法，包括以下步骤：第一步，生成操作指令，所述操作指令经由验证控制站发送至仿真模块；第二步，响应所述操作指令，仿真模块根据操作指令调节运行数据，并将运行数据返回至控制逻辑模块，控制逻辑模块进行相应的业务逻辑处理，其中，业务逻辑处理包括基于所述运行数据实时计算分析核电机组工况、测量所述工况偏差，校正DCS组态逻辑和参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.核电厂双机组数字化仪控验证系统，其特征在于：包括仿真模块、控制逻辑模块以及人机界面模块，其中，/n所述仿真模块包括仿真核电厂第一机组工艺系统的第一仿真模型服务器和仿真核电厂第二机组工艺系统的第二仿真模型服务器，所述仿真模块经由数据通讯服务器通讯连接控制逻辑模块，所述的仿真模块，基于人机界面模块发出的操作指令模拟核电厂第一和第二机组运行并生成运行数据；/n所述控制逻辑模块，接收人机界面模块发送的操作指令以及仿真模块，并响应所述操作指令进行相应的业务逻辑处理，业务逻辑处理包括基于所述运行数据实时计算分析核电厂第一和第二机组工况、测量所述工况偏差和校正DCS组态逻辑和参数，并基于校正后的DCS组态逻辑和参数生成核电厂机组运行控制指令，/n控制逻辑模块包括，/nDCS一层控制系统，其包括运行核电厂第一机组控制逻辑组态的第一安全级仪控系统和第一非安全级仪控系统以及运行核电厂第二机组控制逻辑组态的第二安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统，其中，所述第一安全级仪控系统和第二安全级仪控系统分别包括用于控制虚拟设备的1E级虚拟控制器、1E通道控制器和用于通信的第一交换单元，所述第一非安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统分别包括用于控制虚拟设备的NC级虚拟控制器、用于控制虚拟设备的NC级控制机柜和用于通信的第二交换单元，所述1E通道控制器和NC级控制机柜分别经由I/O接口通讯连接数据通讯服务器，/n第一AW接口服务器和第二AW接口服务器，其分别通讯连接所述第一交换单元和第二交换单元，/n第一前置服务器和第二前置服务器，其分别通讯连接所述第一AW接口服务器和第二AW接口服务器，/n第一HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器和第二HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器，包括历史库、报警、时钟、AW工程师站和CSA站，第一一HST/ALM/MTK/AW/CSA和第二所述HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器通讯分别连接所述DCS一层控制系统和所述第一AW接口服务器和第二AW接口服务器；/n所述的人机界面模块，发送操作指令到控制逻辑模块，并且接收控制逻辑模块返回的处理结果；/n所述人机界面模块包括，/n第一人机界面和第二人机界面，实现相应的人机交互操作，并将相应的操作指令发送给第一非安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统，并且接收返回的处理结果，/n第一安全级DCS人机界面和第二安全级DCS人机界面，实现相应的人机交互操作，并将相应的操作指令发送给第一安全级仪控系统和第二安全级仪控系统，并且接收返回的处理结果。/n...

【技术特征摘要】
1.核电厂双机组数字化仪控验证系统，其特征在于：包括仿真模块、控制逻辑模块以及人机界面模块，其中，
所述仿真模块包括仿真核电厂第一机组工艺系统的第一仿真模型服务器和仿真核电厂第二机组工艺系统的第二仿真模型服务器，所述仿真模块经由数据通讯服务器通讯连接控制逻辑模块，所述的仿真模块，基于人机界面模块发出的操作指令模拟核电厂第一和第二机组运行并生成运行数据；
所述控制逻辑模块，接收人机界面模块发送的操作指令以及仿真模块，并响应所述操作指令进行相应的业务逻辑处理，业务逻辑处理包括基于所述运行数据实时计算分析核电厂第一和第二机组工况、测量所述工况偏差和校正DCS组态逻辑和参数，并基于校正后的DCS组态逻辑和参数生成核电厂机组运行控制指令，
控制逻辑模块包括，
DCS一层控制系统，其包括运行核电厂第一机组控制逻辑组态的第一安全级仪控系统和第一非安全级仪控系统以及运行核电厂第二机组控制逻辑组态的第二安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统，其中，所述第一安全级仪控系统和第二安全级仪控系统分别包括用于控制虚拟设备的1E级虚拟控制器、1E通道控制器和用于通信的第一交换单元，所述第一非安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统分别包括用于控制虚拟设备的NC级虚拟控制器、用于控制虚拟设备的NC级控制机柜和用于通信的第二交换单元，所述1E通道控制器和NC级控制机柜分别经由I/O接口通讯连接数据通讯服务器，
第一AW接口服务器和第二AW接口服务器，其分别通讯连接所述第一交换单元和第二交换单元，
第一前置服务器和第二前置服务器，其分别通讯连接所述第一AW接口服务器和第二AW接口服务器，
第一HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器和第二HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器，包括历史库、报警、时钟、AW工程师站和CSA站，第一一HST/ALM/MTK/AW/CSA和第二所述HST/ALM/MTK/AW/CSA服务器通讯分别连接所述DCS一层控制系统和所述第一AW接口服务器和第二AW接口服务器；
所述的人机界面模块，发送操作指令到控制逻辑模块，并且接收控制逻辑模块返回的处理结果；
所述人机界面模块包括，
第一人机界面和第二人机界面，实现相应的人机交互操作，并将相应的操作指令发送给第一非安全级仪控系统和第二非安全级仪控系统，并且接收返回的处理结果，
第一安全级DCS人机界面和第二安全级DCS人机界面，实现相应的人机交互操作，并将相应的操作指令发送给第一安全级仪控系统和第二安全级仪控系统，并且接收返回的处理结果。


2.如权利要求1所述的核电厂双机组数字化仪控验证系统，其特征在于：还包括验证控制模块，发送操作指令到仿真模块，并且接收仿真模块返回的处理结果，所述验证控制站包括，
第一验证控制站和第二验证控制站，实现相应的人机交互操作，操作人员根据需求执行相应操作，控制站将相应的操作指令发送给工艺仿真模型，并且接收模型动态相应的处理结果。


3.如权利要求2所述的核电厂双机组数字化仪控验证系统，其特征在于：所述的验证控制模块生成核电厂机组故障信息并发送所述仿真模块，仿真模块基于所述核电厂机组故障信息进行相应的业务逻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张才科，曲鸣，谢成龙，刘培邦，周智，陆潘，苏继昌，姚敏剑，
申请(专利权)人：中核武汉核电运行技术股份有限公司，中核核电运行管理有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42