一种核电厂全范围DCS模拟测试系统技术方案

本发明专利技术属于核电厂仪控技术领域，具体涉及一种核电厂全范围DCS模拟测试系统；该系统利用最小化实物人机界面、虚拟仿真系统、验证控制站和工艺系统仿真模型构建了核电机组DCS系统全范围仿真测试模型，实现机组DCS系统的所有逻辑组态和功能的仿真测试。有逻辑组态和功能的仿真测试。有逻辑组态和功能的仿真测试。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂全范围DCS模拟测试系统


[0001]本申请属于核电厂仪控
，具体涉及一种核电厂全范围DCS模拟测试系统。

技术介绍

[0002]分布式控制(Distributed Control System，DCS)系统，是指以微处理芯片构成的，以数字处理技术为特点的智能化电子设备和计算机系统，系统除了具有常规测量仪表的测量和控制功能外，还具有极强的数据处理和通讯能力，并且DCS系统采用统一的人机界面，为电厂的运行和维护提供了便利。
[0003]某核电站机组是国内首次引进全数字化仪控系统的核电机组。此后，国内各新建核电机组均选择了DCS系统。DCS系统控制着核电机组所有的系统和设备，被喻为核电厂的“中枢神经”。DCS系统还常被比喻为核电厂操作员的“眼睛”和“耳朵”，可以提供精确的信息，供操作员进行判断。可以说，核电厂机组的安全、可靠、经济运行，很大程度上取决于数字化仪控系统的性能水平。
[0004]但是，DCS系统强大的功能集成也导致系统在工厂测试以及机组现场调试过程中仍存在着不少测试盲区，无法完全检测出DCS系统所有的软硬件缺陷。核电机组调试完成投入商运后，随着运行时间的增长，DCS系统本身的缺陷、设备老化以及运维人员对其的误操作等，均可能导致系统发生故障，从而影响核电机组的安全运行。

技术实现思路

[0005]本申请针的目的是提供一种核电厂全范围DCS模拟测试系统，对机组实际DCS全范围的功能测试、验证和培训，解决DCS系统本身的缺陷、设备老化以及运维人员对其的误操作，导致系统发生故障，从而影响核电机组的安全运行的问题。
[0006]实现本申请目的的技术方案：
[0007]本申请第一方面提供了一种核电厂全范围DCS模拟测试系统，包括：最小化实物人机界面、虚拟仿真系统、验证控制站和工艺系统仿真模型；
[0008]所述最小化实物人机界面连接所述虚拟仿真系统，用于实现操作与参数监视；
[0009]所述虚拟仿真系统还通过虚拟仿真系统IO通讯程序连接所述工艺系统仿真模型，用于装载核电机组DCS系统所有过程控制机柜虚拟仿真模型，实现模拟相关控制逻辑组态故障；
[0010]所述验证控制站，装载有验证控制通讯程序，负责所述虚拟仿真系统、所述验证控制站、所述工艺系统仿真模型之间的通讯；
[0011]所述工艺系统仿真模型，用于仿真核电机组工艺设备的运行工况。
[0012]可选的，所述系统，还包括：实物控制机柜；
[0013]所述最小化实物人机界面还连接所述实物控制机柜；
[0014]所述实物控制机柜通过实物IO接口装置连接所述工艺系统仿真模型，用于装载核电机组DCS系统工程组态，运行核电机组DCS过程控制组态逻辑。
[0015]可选的，
[0016]所述虚拟仿真系统运行在仿真模型服务器中；
[0017]所述虚拟仿真系统IO通讯程序装载于所述仿真模型服务器；
[0018]所述工艺系统仿真模型安装在所述仿真模型服务器中。
[0019]可选的，
[0020]所述仿真模型服务器的仿真对象是核电厂全范围工艺系统。
[0021]可选的，
[0022]所述核电厂全范围工艺系统，包括：主冷却剂系统、主给水系统、汽轮机旁路排放系统、主蒸汽系统和核岛设备冷却水系统。
[0023]可选的，
[0024]所述实物IO接口装置与所述实物控制机柜使用硬接线连接。
[0025]可选的，
[0026]所述最小化实物人机界面，包括：一套操纵员站、一套管理员站、一个接口单元、一个数据存档单元、一个处理单元、一个工程师站和一个诊断系统。
[0027]可选的，所述系统，还包括：DCS0层交换机、DCS1层交换机和DCS2层交换机；
[0028]所述DCS0层交换机，用于所述仿真模型服务器、所述DCS1层交换机、所述IO接口装置、所述验证控制站之间的互连通讯；
[0029]所述DCS1层交换机，用于所述最小化实物人机界面、所述实物控制机柜、所述DCS0层交换机之间的互连通讯；
[0030]所述DCS2层交换机，用于所述最小化实物人机界面内服务器的互连通讯。
[0031]可选的，
[0032]所述DCS0层交换机、所述DCS1层交换机和所述DCS2层交换机为网络交换机。
[0033]可选的，
[0034]所述验证控制站运行验证控制软件，所述验证控制软件具有控制虚拟仿真模型运行、暂停、载入工况、选择对点清单、插入模拟故障功能。
[0035]可选的，
[0036]所述实物IO接口装置集成了AI数据接口模块、AO数据接口模块、DI数据接口模块、DO数据接口模块、模拟RTD数据接口模块，用来进行DCS过程控制所述实物控制机柜与所述工艺系统仿真模型的数据通讯。
[0037]本申请的有益技术效果在于：
[0038](1)本申请提供的一种核电厂全范围DCS模拟测试系统，利用最小化实物人机界面、虚拟仿真系统、验证控制站和工艺系统仿真模型构建了核电机组DCS系统全范围仿真测试模型，实现机组DCS系统的所有逻辑组态和功能的仿真测试。
[0039](2)本申请提供的一种核电厂全范围DCS模拟测试系统，实现在与机组高度逼真的情况下进行DCS系统离线的运维分析与验证工作，降低了运维分析工作对机组正常运行的影响，提升了运维分析工作的效率和安全性。
[0040](3)本申请提供的一种核电厂全范围DCS模拟测试系统，完成了最小化DCS硬件系统的设计和实现，满足经济性原则的同时，具备与现场实际系统相同的设备和功能。
[0041](4)本申请提供的一种核电厂全范围DCS模拟测试系统，实现了集人员培训考核、
故障诊断、功能验证以及备件保养测试等多功能于一体的目标。
[0042](5)本申请提供的一种核电厂全范围DCS模拟测试系统，可用于现场故障设备的故障重现和测试，从而便于分析故障原因和故障点，具备了硬件功能验证和控制逻辑功能验证的能力。
附图说明
[0043]图1为本申请实施例提供的一种核电厂全范围DCS模拟测试系统的结构示意图；
[0044]图2为本申请实施例提供的一种具体的核电厂全范围DCS模拟测试系统的结构示意图；
[0045]图3为本申请实施例提供的另一种具体的核电厂全范围DCS模拟测试系统的结构示意图。
具体实施方式
[0046]为了使本领域的技术人员更好地理解本申请，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚
‑
完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本申请实施例中的一部分，而不是全部。基于本申请记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本申请保护的范围内。
[0047]目前出于测试和培训的需要，核电厂通常会建立DCS系统的测试和培训平台，其方法一般是以核电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂全范围DCS模拟测试系统，其特征在于：所述系统，包括：最小化实物人机界面、虚拟仿真系统、验证控制站和工艺系统仿真模型；所述最小化实物人机界面连接所述虚拟仿真系统，用于实现操作与参数监视；所述虚拟仿真系统还通过虚拟仿真系统IO通讯程序连接所述工艺系统仿真模型，用于装载核电机组DCS系统所有过程控制机柜虚拟仿真模型，实现模拟相关控制逻辑组态故障；所述验证控制站，装载有验证控制通讯程序，负责所述虚拟仿真系统、所述验证控制站、所述工艺系统仿真模型之间的通讯；所述工艺系统仿真模型，用于仿真核电机组工艺设备的运行工况。2.根据权利要求1所述的核电厂全范围DCS模拟测试系统，其特征在于：所述系统，还包括：实物控制机柜；所述最小化实物人机界面还连接所述实物控制机柜；所述实物控制机柜通过实物IO接口装置连接所述工艺系统仿真模型，用于装载核电机组DCS系统工程组态，运行核电机组DCS过程控制组态逻辑。3.根据权利要求2所述的核电厂全范围DCS模拟测试系统，其特征在于：所述虚拟仿真系统运行在仿真模型服务器中；所述虚拟仿真系统IO通讯程序装载于所述仿真模型服务器；所述工艺系统仿真模型安装在所述仿真模型服务器中。4.根据权利要求3所述的虚实结合的核电厂全范围DCS模拟测试系统，其特征在于：所述仿真模型服务器的仿真对象是核电厂全范围工艺系统。5.根据权利要求4所述的核电厂全范围DCS模拟测试系统，其特征在于：所述核电厂全范围工艺系统，包括：主冷却剂系统、主给水系统、汽轮机旁路排放系统、主蒸汽系统和核岛设备冷却水系统。6.根据权利要求2所述的核电...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆海洋，管运全，黄逸，李伟，史东亮，段鹏，刘敏，祁武振，谢国宝，管海飞，
申请(专利权)人：江苏核电有限公司，
类型：发明
国别省市：