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1、淺議核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng) 摘要：核電站的儀控系統(tǒng)是核電站的“心臟”。傳統(tǒng)的模擬量組合單元儀表為主的控制系統(tǒng)，由于模擬量采用大量的小規(guī)模集成電路運(yùn)算放大器元件，數(shù)字量采用大量的繼電器邏輯控制，使的對系統(tǒng)的運(yùn)行和器件維護(hù)工作任務(wù)繁重。傳統(tǒng)的主控室由于要求大量的信息顯示和操作，其布局也比較大。數(shù)字化儀控系統(tǒng)（DCS）能夠克服上述傳統(tǒng)模擬量組合單元儀表的缺點，使機(jī)組更加安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。隨著DCS系統(tǒng)在常規(guī)電站的發(fā)展和成熟應(yīng)用，新建核電站使用全數(shù)字化儀控系統(tǒng)（DCS）已經(jīng)是必然趨勢。本文將簡要的探討核電站的數(shù)字化儀控系統(tǒng)的
2、技術(shù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：核電站；數(shù)字化技術(shù)；儀控系統(tǒng)（DCS）中圖分類號：[TL48]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：引言7人們對于能源的需求欲望只有膨脹的空間，沒有緊縮的可能。而核電站這一利用核裂變或者核聚變時所釋放的強(qiáng)大能量，將其適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化為電能，以供人們使用。從一定程度上來說，核電站的出現(xiàn)可以緩解人們對于自然能源需求的壓力。而在核電站項目建設(shè)之中，數(shù)字化儀控系統(tǒng)對于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)來說，顯然優(yōu)越性更高。核電站實行數(shù)字化儀控系統(tǒng)的管理不僅能夠減少核電站的設(shè)備故障率、提高系統(tǒng)的系能，還能降低核電站的經(jīng)濟(jì)成本。可見，數(shù)字化儀控系統(tǒng)在核
3、電站中的應(yīng)用的勢頭將會越來越普遍。1.我國數(shù)字化儀控系統(tǒng)的發(fā)展歷史在20世紀(jì)70年代，我國核電廠采用的大多是模擬反應(yīng)堆儀控系統(tǒng)，雖然該系統(tǒng)的安全與可靠性方面良好，但此模擬系統(tǒng)亦存在很多問題，譬如:技術(shù)算法簡單，精確度較差，且維修難度較大，而這些恰恰在核電站經(jīng)濟(jì)方面起著舉足輕重的作用?，F(xiàn)如今，隨著科技與技術(shù)的發(fā)展，不少在建以及已建成的電站正在逐步按計劃進(jìn)行數(shù)字化儀控系統(tǒng)的更換，我國的電站亦都將采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)，且該系統(tǒng)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益也是令人滿意的。當(dāng)然，數(shù)字化儀控系統(tǒng)帶來的新問題需要我們共同去研究解決，這便會推動科學(xué)
4、技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展【1】。2.數(shù)字化儀控系統(tǒng)的特性2.1可信賴度高數(shù)字化儀控系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用的是容錯設(shè)計，這便使得及時在任何一個單元失效的情況下，仍然能保持系統(tǒng)的可執(zhí)行性。依據(jù)系統(tǒng)功能，可分為過程控制級、通信級、處理級、自動控制級、獨立控制級和過程級，它們各有分工，相互配合，即使出現(xiàn)全局性通信或者管理失效，局部站仍能維持工作，所以數(shù)字化儀控系統(tǒng)的第一個優(yōu)點就是具有很高的可信賴度【2】。72.2可操作性強(qiáng)數(shù)字化儀控系統(tǒng)的軟件和硬件均采用的是規(guī)范化、開放式設(shè)計，它具有非常靈活的配置以便適應(yīng)不同客戶的需要。生產(chǎn)單位如果需要改變
5、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程的話，只需要改變數(shù)字化儀控系統(tǒng)的配置或者修改它的軟件組態(tài)。并且，該系統(tǒng)的軟件是面向各個生產(chǎn)操作、工藝技術(shù)及工業(yè)控制技術(shù)等人員的，所以大多都是采用方便而實用、靈活而簡捷的人機(jī)會話系統(tǒng)，系統(tǒng)中的趨勢圖、菜單、操作畫面等都具有良好的實時性，所配置的操作器等也越來越具有廣泛的操作性和實用性。所以，可操作性強(qiáng)是數(shù)字化儀控系統(tǒng)的第二個優(yōu)點。2.3獨立管理性數(shù)字化儀控系統(tǒng)雖然是實時安全可靠的工業(yè)控制局部網(wǎng)絡(luò)，使得整個系統(tǒng)信號可以共享，各站之間從升級處理到總體功能發(fā)揮上具有良好的協(xié)調(diào)性，但實際上，數(shù)字化儀控系統(tǒng)上的各
6、個工作站都是通過網(wǎng)絡(luò)的接口聯(lián)系起來的，這樣，不僅各個站容量可以隨時擴(kuò)充，而且系統(tǒng)的配套軟件隨時可實現(xiàn)加載組態(tài)，所以數(shù)字化儀控系統(tǒng)是一個能獨立管理的性子系統(tǒng)。3.核電站的數(shù)字化儀控系統(tǒng)升級優(yōu)化7雖然數(shù)字化儀控系統(tǒng)有如上的幾點優(yōu)點，但數(shù)字化儀控系統(tǒng)的采用也隨之帶來了一些新的問題。比如由于采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)后，電站需要采用大量的微處理器（CPU）及配套的軟件和I/O卡件等，這造成了與模擬儀控系統(tǒng)最大的一點不同是數(shù)字化儀控系統(tǒng)會經(jīng)過邏輯設(shè)計將軟件和硬件聯(lián)系起來從而共同實現(xiàn)系統(tǒng)的預(yù)設(shè)功能，并且系統(tǒng)間的信息通訊也需要采用全新的技術(shù)
7、，比如現(xiàn)場總線，網(wǎng)關(guān)、邏輯地址等。同時，數(shù)字化儀控系統(tǒng)也帶來了一種新的失效模式叫做軟件失效模式。關(guān)于這些方面的系統(tǒng)可靠性評價以及如何將這些評價與已有的電站PSA模型進(jìn)行整合目前還處于研究之中。所以，由以上的論述分析可得知數(shù)字化儀控儀控系統(tǒng)需要進(jìn)行定性與定量分析評價，核電站的數(shù)字化儀控系統(tǒng)需要進(jìn)行升級優(yōu)化，從而更真實地得出數(shù)字化儀控系統(tǒng)的可靠性水平，為反應(yīng)堆的設(shè)計、檢測以及維護(hù)提供支持。數(shù)字化儀控系統(tǒng)的升級優(yōu)化可從以下兩點進(jìn)行：設(shè)備問題和系統(tǒng)問題。3.1設(shè)備問題7設(shè)備問題可分為備件的淘汰和短缺問題，儀控設(shè)備的老化問題等。
8、分別論述如下：如今電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，造成舊的備件和設(shè)備將很快被淘汰。目前在使用的核電站中大部分采用的是單元組合儀表、核級變送器等儀控設(shè)備，它們已經(jīng)被淘汰，而且許多廠家已經(jīng)停產(chǎn)，備件短缺成為運(yùn)行維護(hù)過程中日益突出的問題，儀控設(shè)備的種類繁多、優(yōu)化升級快導(dǎo)致兼容性差、缺乏統(tǒng)一規(guī)劃也是造成設(shè)備問題的一個重要原因。而對于數(shù)字化儀控系統(tǒng)
