核电站数字化仪控系统缺省值设置方法和系统

摘要

本发明公开了一种核电站数字化仪控系统缺省值设置方法，其包括：接收核电站数字化仪控系统DCS信号；判断数字化仪控系统DCS信号是否有效；若判断信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺省值设置为上一次有效信号的值。相对于现有技术，本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法可实现核电站数字化仪控系统快速、有效地进行缺省值设置。此外，本发明还公开了一种核电站数字化仪控系统缺省值设置系统。

说明书

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站数字化仪 控系统缺省值设置方法和系统。

背景技术

数字化仪控系统(Digital Control System，DCS)主要包括：分散控制系统、可 编程序控制器(Programmable Logic Controller，PLC)和现场总线控制系统 (Fieldbus Control System，FCS)三种。对比常规仪表控制系统继电器模式下的缺 省值，国内核电厂引入的DCS通常通过软件模块来完成缺省值的设置，增加了 信号的无效性判断和自动选取功能。缺省值是指在DCS判定信号失效后，DCS 内部对该失效信号采用的替代值，采用缺省值可以降低DCS信号失效对核电站 安全性、可用性的影响，缺省值的选择直接关系到机组的运行安全和设备保护。 核电站DCS有其特殊性，通常分为安全级和非安全级两个平台，但DCS供货商 仅提供系统平台，不会对缺省值的分析和设置工作提供解决方案，这项工作要 核电专业的设计人员分析确定。

目前，DCS多采用三菱MELTAC和核利时HOLLIAS平台，三菱MELTAC 平台主要实现包括反应堆保护系统在内的安全级(1E)功能，安全相关级(SR)功能 也在此平台实现；核利时HOLLIAS平台主要用于实现非安全级(NC)功能。借鉴 岭澳二期核电站DCS缺省值分析的工作经验，工程设计过程中开展了安全级 DCS的缺省值分析工作，通过修改安全级DCS内的软件逻辑实现缺省值设置， 如图1所示。

图1给出了网络开关量信号的缺省值设置方法，信号故障后，DUE的输出 为“1”(旁路故障信号)，经“或”门后的最终输出为“1”，这种方法可实现信 号故障后缺省值设置为“1”。信号故障后，模拟量状态监测功能块AUE的输出 为“1”，选择模块将选择“SET”(设定值)，最终输出为“SET”内的设定值。 研究中发现，对不同厂商的DCS系统平台，缺省值的设置方法不尽相同，现有 技术中没有形成一套规范的、标准的缺省值分析方法和设置方法，导致在DCS 出现故障时无法及时有效恢复运转。同时，即使部分设备给出了缺省值为“设 定值”的设置方法，但在实际操作中，从机组运行的角度考虑，当信号故障时， “设定值”仍无法避免信号故障对机组控制引入的扰动，不利于机组的稳定运 行。如何快速、有效地进行缺省值设置，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：在指导核电站安全级数字化仪控系统DCS缺省值分析、 设置工作中，提供一种核电站数字化仪控系统缺省值设置方法和系统，通过判 断DCS信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺省值设置为上一次有效信 号的值，以避免“设定值”因信号故障对机组控制引入的扰动，通过快速、有 效地进行缺省值设置，实现机组的稳定运行，取得了很好的实践效果。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站数字化仪控系统缺省值 设置方法，其包括：

接收核电站数字化仪控系统DCS信号；

判断所述数字化仪控系统DCS信号是否有效；

若所述信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺省值设置为上一次有 效信号的值。

作为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法的一种改进，所述判断 所述数字化仪控系统DCS信号是否有效，包括：

若接收的硬接线模拟量信号的衰减值低于接收端DCS采集卡件中预先设置 的量程下限阈值，则判断所述硬接线模拟量信号为失效信号。

作为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法的一种改进，所述判断 所述数字化仪控系统DCS信号是否有效，包括：

若接收端监测为通讯故障时，判断所述网络信号为失效信号。

作为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法的一种改进，所述将数 字化仪控系统DCS信号的缺省值设置为上一次有效信号的值，包括：

通过延时模块将数字化仪控系统DCS信号的缺省值设置为上一次有效信号 的值。

作为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法的一种改进，所述延时 模块的时间间隔设置为4个采集周期。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站数字化仪控系统缺省 值设置系统，其包括：

接收模块，用于接收核电站数字化仪控系统DCS信号；

判断模块，用于判断所述数字化仪控系统DCS信号是否有效；

设置模块，用于若所述信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺省值 设置为上一次有效信号的值。

作为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置系统的一种改进，所述判断 模块判断所述数字化仪控系统DCS信号是否有效，包括：

若所述判断模块判断接收模块接收的硬接线模拟量信号的衰减值低于接收 端DCS采集卡件中预先设置的量程下限阈值，则判断所述硬接线模拟量信号为 失效信号。

作为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置系统的一种改进，所述判断 模块判断所述数字化仪控系统DCS信号是否有效，包括：

若所述判断模块判断所述接收模块接收端监测为通讯故障时，判断所述网 络信号为失效信号。

作为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置系统的一种改进，所述设置 模块包括：

延时子模块，用于将数字化仪控系统DCS信号的缺省值设置为上一次有效 信号的值。

作为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置系统的一种改进，所述延时 模块的时间间隔设置为4个采集周期。

与现有技术相比，本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法和系统具 有以下有益技术效果：判断DCS信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺 省值设置为上一次有效信号的值，可避免“设定值”因信号故障对机组控制引 入的扰动，通过快速、有效地进行缺省值设置，实现机组的稳定运行。此外， 由于无需对硬件进行改动，成本较小，取得很好的技术效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站数字化仪控系统缺省值设 置方法和系统进行详细说明，附图中：

图1提供了基于西门子TXS和TXP平台的数字化仪控系统DCS结构示意 图。

图2提供了本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法一个实施例的流 程图。

图3提供了本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法一个实施例的示 意图。

图4提供了本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法一个实施例的示 意图。

图5提供了本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置系统一个实施例的示 意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结 合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说 明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请结合参看图2，图2提供了一种核电站数字化仪控系统缺省值设置方法， 具体包括：

步骤101，接收核电站数字化仪控系统DCS信号；

获取核电站数字化仪控系统DCS信号，核电站数字化仪控系统DCS信号可 包括开关量信号和模拟量信号中至少的一种；

步骤103，判断数字化仪控系统DCS信号是否有效。

通过故障监测的方式可以判断数字化仪控系统DCS信号是否有效。若接收 的硬接线模拟量信号的衰减值低于接收端DCS采集卡件中预先设置的量程下限 阈值，则判断所述硬接线模拟量信号为失效信号。若接收端监测为通讯故障时， 判断所述网络信号为失效信号。

具体的，不论是硬接线信号(包括模拟量和开关量)还是网络信号(包括模拟 量和开关量)，核电站数字化仪控系统DCS信号的处理机制基本是一致的：采集 卡件或通讯模块送往中央处理单元CPU的信号以信号结构体的形式存在，该结 构体不仅包含信号的数值信息，也包括该信号的上限、下限、阈值、质量位等 参数信息，部分参数信息也参与CPU中的数据处理和控制逻辑。质量位用于指 示该信号的质量状态，当信号的数值超过其上限或下限、或数值不再刷新，质 量位参数及时给出信号质量为“坏”的指示，即信号失效。CPU依据质量位判 断信号的质量状态。正常情况下质量位为“0”，即信号有效。

对于硬接线模拟量信号，在传感器断线故障或发送端DCS机柜故障后输出 的电压或电流信号持续衰减，最终达到0V或者0mA。在信号衰减过程中，若 信号衰减至低于接收端DCS机柜的采集卡件中预先设置的量程下限阈值(一般 为-10%量程)，接收端DCS机柜的采集卡件将探测到超限故障，探测到超限故 障后将置对应信号结构体中的质量位为“1”，表示该信号质量为“坏”，即信号 失效。

步骤105，若信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺省值设置为上 一次有效信号的值。

根据故障监测的方式判断数字化仪控系统DCS信号是否有效，若该信号失 效，则将数字化仪控系统DCS信号的缺省值设置为上一次有效信号的值。

具体的，采集卡件对来自数字化仪控系统DCS的传感器信号质量进行监测， CPU对采集卡件的运行状态进行监测，接收端机柜的通讯模块对机柜间的通讯 状态进行监测。在DCS组态时利用预先定义的模拟量状态监测功能块(AUE)或 开关量状态监测功能块(DUE)，结合一些简单的逻辑功能块，可实现要求的缺省 值设置，此处AUE和DUE功能块的输出值取决于源数据的质量状态，即源数 据的质量位信息决定了AUE和DUE的输出。

该实施例中，通过判断DCS信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺 省值设置为上一次有效信号的值，可避免“设定值”因信号故障对机组控制引 入的扰动，通过快速、有效地进行缺省值设置，实现机组的稳定运行；此外， 由于无需对硬件进行改动，通过软件方式实现无需对系统进行较大改动，成本 较小。

图3提供了一种核电站数字化仪控系统缺省值设置方法的一个实施例的示 意图。具体的，包括采集卡件、模拟量状态监测模块以及延时模块。

采集卡件来自数字化仪控系统DCS的传感器信号质量进行监测，探测到信 号故障后，模拟量状态监测模块输出置为“1”，经选择模块后的最终输出为B。 根据硬接线模拟量故障信号的衰减曲线，上一周期采集到的值并不是“上次有 效值”(故障前的值)，因此设置了延时模块，通过延时模块间隔起到延时作用， 保证最终输出B为上一次有效信号的值。

进一步的，延时模块的时间间隔一般设置为4个采集周期。

本实施例通过判断DCS信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺省值 设置为上一次有效信号的值，可避免“设定值”因信号故障对机组控制引入的 扰动，通过快速、有效地进行缺省值设置，实现机组的稳定运行。此外，由于 无需对硬件进行改动，成本较小，取得很好的技术效果。

请结合参看图4，为本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置方法一个实施 例的示意图。前述缺省值的设置方法同样适用于网络信号。对于开关量信号， 可将上个实施例中模拟量采集卡件替换为开关量采集卡件，模拟量状态监测模 块替换为开关量状态监测模块，即可实现开关量信号缺省值设置为上一次有效 信号的值。

请结合参看图5，图5提供了本发明核电站数字化仪控系统缺省值设置系统 的一个实施例的示意图，其包括：接收模块501，判断模块503和设置模块505。 具体的，

接收模块501，用于接收核电站数字化仪控系统DCS信号；

判断模块503，用于判断数字化仪控系统DCS信号是否有效；

设置模块505，用于若信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号的缺省值 设置为上一次有效信号的值。

进一步的，若判断模块503判断接收模块501接收的硬接线模拟量信号的 衰减值低于接收端DCS采集卡件中预先设置的量程下限阈值，则判断硬接线模 拟量信号为失效信号。

进一步的，若判断模块503判断接收模块501接收端监测为通讯故障时， 判断网络信号为失效信号。

进一步的，设置模块505包括：延时子模块，延时子模块用于将数字化仪 控系统DCS信号的缺省值设置为上一次有效信号的值。

可选的，延时模块的时间间隔设置为4个采集周期。

系统的实施方法和流程可以参见前述实施例中介绍的方法实施例，此处不 再赘述。

结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明至少具 有以下有益技术效果：通过判断DCS信号失效时，将数字化仪控系统DCS信号 的缺省值设置为上一次有效信号的值，可避免“设定值”因信号故障对机组控 制引入的扰动，通过快速、有效地进行缺省值设置，实现机组的稳定运行。此 外，由于无需对硬件进行改动，成本较小，取得很好的技术效果。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因 此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改 和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使 用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何 限制。