关于核电站仪控系统自动化的综合分析

关于核电站仪控系统自动化的综合分析

庞惟  刘佳周

广西防城港核电有限公司  广西防城港  538001

中电投广西核电有限公司  广西防城港  538000

摘要：本文对核电站仪控系统自动化进行了综合分析。首先介绍了核电站的重要性及仪控系统在核电站运行中的角色，然后讨论了自动化技术在核电站仪控系统中的应用，并探讨了其带来的好处和挑战。接着，对目前核电站仪控系统自动化的发展现状进行了概述，并对其未来发展趋势进行了展望。最后，总结了核电站仪控系统自动化的优势，并强调了其在提高核电站安全性、效率和可靠性方面的重要作用。

关键词：核电站；工控行业；系统功能

引言：

核能作为一种清洁、高效的能源形式在世界范围内得到了广泛应用。而核电站作为核能的主要利用场所，安全可靠的运行对社会和环境都具有重要意义。仪控系统作为核电站运行的核心，负责监测和控制重要参数和设备，确保核电站的安全运行。随着自动化技术的发展，越来越多的核电站开始引入自动化系统来提升运行效率、降低人为错误风险。

1核电站仪控的控制形式

1.1模拟控制

模拟控制是一种使用连续模拟信号进行控制的方式。在核电站仪控系统中，模拟控制主要基于模拟信号进行传输和处理，涉及的信号包括电压、电流、流量等连续变化的物理量。模拟控制通过连接传感器和执行器，实现对核电站设备运行状态和参数的监测和控制。

连续性：模拟控制采用连续变化的模拟信号进行控制，能够更准确地反映设备或过程的实时状态。这种连续性控制使得系统能够实现精细的调节和控制，以满足核电站的运行要求；灵活性：模拟控制系统的灵活性较高，可以根据需要进行调整和优化。通过调整模拟信号的幅值、频率和相位等参数，可以实现对设备或过程的不同控制策略和调节效果；传输和处理：模拟信号在模拟控制系统中的传输和处理相对简单。它可以通过模拟电缆、模拟开关和模拟控制面板等进行传输，同时可利用模拟计算器进行信号处理和分析；适应性：模拟控制系统在应对设备故障或突发情况时具有较高的适应性。由于模拟控制采用连续信号传输，即使在传输过程中出现一定的干扰或信噪比下降，系统仍能保持一定的控制效果。

1.2数控形式

数字信号：数控形式使用离散的数字信号传输和处理信息。数字信号可以用二进制表示，由0和1组成。在核电站中，数字信号可以代表不同的控制状态、指令或参数；精确性：数控形式可以实现更高的精确性和稳定性。数字信号的离散性使得数控系统能够实现精确的计算、控制和调节。这对于核电站的安全和操作效率至关重要；可编程性：数控系统的可编程性很强，可以通过编写软件或配置逻辑控制器（PLC）来定义和修改控制策略。这种灵活性使得数控系统能够应对不同的工况和运行需求。

1.3智能控制

自主决策：智能控制系统可以根据学习和优化的结果，自主做出决策。通过对大量数据的学习和分析，系统可以识别出系统状态和变化，并根据预设的目标和约束条件进行自动调整和控制；学习能力：智能控制系统能够通过机器学习算法，从历史数据中学习和提取规律，不断优化控制策略和参数配置。这种学习能力使系统能够适应不同工况和运行需求，提高控制的效率和性能；适应性：智能控制系统能够根据环境变化和系统状态进行实时调整和优化。它可以根据外部传感器的反馈和内部模型的预测，灵活调整控制策略和参数，以适应不同的运行条件和需求。

2数字控制系统引进在核电站的功能分析

2.1I/A Series系统

监测和控制：I/A Series系统能够监测和控制核电站中各个设备和系统的运行状态。通过传感器和执行器的连接，系统可以实时获取关键参数和数据，并根据预设的逻辑进行控制和调节；数据采集和处理：I/A Series系统能够对大量的数据进行采集和处理。该系统具备强大的数据处理能力，可对传感器采集到的数据进行存储、分析和报告生成，从而支持运维人员进行数据驱动的决策和优化操作；分布式控制：I/A Series系统支持分布式控制架构，允许将控制任务分散到多个控制单元中。通过分布式控制，系统可以实现更高的灵活性和可靠性，并且可以减少单点故障的风险；可视化界面：I/A Series系统提供了直观的可视化界面，使操作员可以方便地监视和控制核电站的运行情况。界面可以以图表、曲线和图像的形式展示数据，帮助操作员快速识别异常情况并采取相应的措施。

2.2西屋公司研发系统

过程监测和安全控制：CEMS系统能够实时监测核电站的各个过程参数，包括温度、压力、流量等关键数据。它通过传感器和执行器的连接，实现对核电站的安全控制，及时识别并应对异常情况；数据采集和远程访问：CEMS系统可以采集大量的数据，并将其传输到中央控制室和运维部门。这些数据可以被远程访问和监控，便于人员随时了解核电站的运行状况，进行故障诊断和优化决策；故障检测和诊断：CEMS系统配备了高级故障检测和诊断功能，能够自动监测设备状态和异常行为。系统可以根据设备模型和运行数据进行故障预警和诊断，帮助运维人员及时采取措施来防止事故发生。

3核电站仪控自动化程序的应用路线

3.1准确采集重要资产信息

识别重要资产：核电站中存在大量的设备和系统，其中一些被视为重要资产，对核电站的运行至关重要。首先需要识别出这些重要资产，包括核反应堆、涡轮发电机、变压器等；安装传感器和监测设备：对于每个重要资产，需要安装合适的传感器和监测设备，以实时采集关键参数和状态信息。这些设备可以包括温度传感器、压力传感器、震动传感器等；数据采集与处理：通过连接传感器和监测设备到数据采集系统，将采集到的数据进行处理和存储。这可以包括使用实时数据库和云服务器来存储和处理大量数据；校准和验证：确保采集到的数据准确性和可靠性，需要进行校准和验证。这可以通过与标准参考和实际观测数据进行比较来实现。

3.2深入排查系统故障问题

故障诊断：当系统出现故障时，首先需要进行故障诊断，确定具体的问题。这可以通过分析故障现象、检查传感器数据和系统日志等手段来进行；故障定位：一旦确定了故障问题，需要进一步定位故障的具体位置。这可能涉及到检查设备布线、连接器、电缆等方面；数据分析：系统故障的排查过程中，需要对采集到的数据进行深入分析。这可以包括使用统计方法、趋势分析、故障频率分析等技术手段；打印排查结果：将故障的排查结果详细记录和打印。包括故障现象、诊断结果、定位结果、数据分析结果等内容。这有助于形成故障追溯和日后的参考。

结束语：

核电站仪控系统的自动化不仅能提高核电站的安全性、效率和可靠性，还能降低人为操作错误和人员的工作压力。然而，自动化技术在核电站仪控系统中的应用也面临一些挑战，如对安全性的要求、数据保护和网络安全等问题。因此，开展深入的研究和实践，加强核电站仪控系统自动化技术的应用与发展是十分必要的。我们相信，在不断创新与改进的推动下，核电站仪控系统自动化将会取得更大的进步，为核电站的安全运行和可持续发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1] 赵鹏. 核电厂数字自动化仪表控制兼容性设计[J]. 商品与质量,2020(53):110.

[2] 刘双金,金征盈. 核电站数字化仪控TXP系统升级改造研究[J]. 自动化仪表,2020,41(12):81-85.

[3] 杨亮,徐军. 核电厂数字自动化仪表控制兼容性设计[J]. 商品与质量,2020(44):157.