核电厂数字化仪控系统基础

核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析发布时间：2022-07-24T07:31:00.466Z 来源：《中国电业与能源》2022年5期3月作者：向贤兵[导读] 核电站的数字仪表控制系统控制着从常规岛到核岛的几乎所有的阀门、向贤兵中核检修有限公司福鼎分公司，福建宁德 355200摘要：核电站的数字仪表控制系统控制着从常规岛到核岛的几乎所有的阀门、开关和继电器。

数据在系统中集中显示、计算和处理，执行机构自动驱动，具有可靠性高、开放性、灵活性、协调性好、易于维护、完成控制功能等特点。

它是核电站的大脑、中枢神经系统、运行中心和安全屏障。

它是整个核电厂最关键、最核心技术的体现，是核电厂关键核心技术的载体，是大型核电设备现代化的重要标志，是核电厂四大关键成套设备之一。

本文论述了数字化仪表与控制系统，主要从系统的概念、特点、应用和未来发展趋势等方面，进一步分析了核电站数字化仪表与控制系统，可以促进核电站未来的发展，奠定坚实的基础，具有明显的实用研究价值和作用。

关键词：核电厂；数字化仪控系统；发展；应用；趋势引言：近年来，中国的综合国力显著提高，各行各业的发展步伐加快，尤其是核电站。

在发展过程中，数字化仪表控制系统是促进电厂稳定运行的关键因素，因此有必要做好定期检修工作，以保证核电厂的发展进程能够顺利推进。

但是，在系统的实际运行中，仍然有一些人不了解系统，运行过程不规范，导致该系统在核电厂的应用受到很大限制。

对此，我们应加强研究，深入分析，明确其未来发展模式，为保证核电站的长远发展提供依据。

1 数字化仪控系统概述1.1数字化仪控系统的概念数字化仪控系统是以计算机、网络通讯为基础的分布式控制系统的系统，它进一步引入和开发面向状态的诊断技术、智能化报警技术、数据库技术、符合人因工程要求的人机界面、先进的主控室等现代技术，并采用系统化的控制室功能分析和分配、操纵员作业分析等设计技术，以及面向核电厂运行安全状态的操作员支持系统包括智能诊断与智能报警为基础的计算机化操作规程等。

2010年05月28日13:25:04查看数：162 摘要在总结不同时期核电站仪表控制系统应用特点和发展趋势的基础上，以两座典型的核电站全数字化仪控系统为例，结合核电站仪控系统的特点及设计准则，进行详细的系统结构和功能分析，并提出我国新世纪核电站数字化仪控系统的改造与设计思路。

关键词过程控制DCS 智能化以太网现场总线核电站的仪表和控制系统是核电站的重要组成部分，机组的安全可靠、经济运行已经在很大程度上取决于仪表控制系统的性能水平。

从我国已经建成的和在建的核电工程来看，核电站的仪控系统经历了三个阶段。

第一阶段是以模拟量组合单元仪表为主的控制系统，如正在运行的我国300 MW秦山核电站主控制系统应用的FOXBORO公司的SPEC200组装仪表，大亚湾2×980 MW核电站主控制系统采用的Baily 9020系统也属于这一类。

其模拟量仪表采用小规模集成电路运算放大器为基础的元件来控制，逻辑量仪表采用继电器等硬逻辑电路来控制。

因而系统所需要的仪表控制器件数量多，运行操作管理和维护工作任务重，大部分采用手动操作，主控室布局也显得较大。

第二阶段是以模拟量和数字量混合运用的主控制系统，这一类实际是核岛系统仍采用小规模集成电路运算放大器为基础的模拟量元件来控制。

而部分常规岛和辅助系统采用PLC自动控制系统，结合软件自诊断技术、冗余技术和网络通信技术，减少很多硬接线和就地控制柜，提高了系统运行可靠性。

刚刚建成的广东岭澳核电站（2×980 MW）仪表控制系统就属于这一类。

第三阶段称为全数字化仪表控制系统，它将应用成熟的常规电站分布式控制系统（DCS）加以改进并移植过来，全面应用在常规岛、BOP、核岛部分，构成核电站全新数字化仪表控制系统。

现阶段应用比较典型的全数字化仪控系统有：日本日立等公司开发的NUCAMM－90系统、法国法马通公司N4控制系统、ABB公司的NUPLEX80 系统、美国西屋公司的Eagle21 WDPFⅡ系统以及我国在建的田湾核电站所采用的德国西门子公司的TELEPERM XP XS系统等。

核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势【摘要】核电厂数字化仪表与控制系统作为核电厂重要的控制和监测设备，在现代化建设中起着至关重要的作用。

本文从引言、正文和结论三部分进行论述。

在阐述核电厂数字化仪表与控制系统的重要性及研究目的和意义。

在分析了核电厂数字化仪表与控制系统的现状、应用案例和发展趋势，重点探讨了数字化技术在核电厂的应用及数字化仪表与控制系统的优势和挑战。

在探讨了核电厂数字化仪表与控制系统的未来发展方向，并对整篇文章进行了总结与展望。

通过对核电厂数字化仪表与控制系统的分析，可以更好地了解其在核电行业中的作用和发展趋势，为未来的研究和应用提供参考和指导。

【关键词】核电厂、数字化、仪表、控制系统、应用现状、发展趋势、技术、优势、挑战、未来发展方向、总结、展望1. 引言1.1 核电厂数字化仪表与控制系统的重要性核电厂数字化仪表与控制系统作为核电厂的核心技术之一，在现代核电产业中扮演着至关重要的角色。

数字化仪表与控制系统通过将传感器、执行器等设备连接到数字处理单元上，实现了对核电厂各项运行参数的实时监测和控制，极大地提高了核电厂的运行效率和安全性。

在核电厂的运行过程中，数字化仪表与控制系统可以对各种参数进行快速、精准的监测和控制，避免了人为因素对核电厂安全运行的影响。

数字化仪表与控制系统可以实现远程监控和操作，大大提高了核电厂的智能化水平，减少了人工干预的需求，提高了工作效率。

数字化仪表与控制系统还可以实现数据的实时记录和存储，为核电厂的安全评估和事故分析提供了重要数据支持。

核电厂数字化仪表与控制系统的重要性不言而喻，它不仅是核电厂安全可靠运行的基础，也是实现核电厂智能化、数字化管理的关键技术之一。

随着核电产业的不断发展，数字化技术在核电厂中的应用将越发重要，对提高核电厂的运行效率、安全性和可靠性具有重要意义。

1.2 研究目的和意义核电厂数字化仪表与控制系统作为核电厂的重要组成部分，具有着至关重要的作用。

浅谈核电厂数字化仪控系统通讯网络优化方案与运用摘要：将数字化仪控系统引入核电厂，可以使核电厂的工作人员得到更为精确的线路信息，使核电厂的安全生产得以顺利进行。

通讯网络是核电厂数字化仪控系统的核心，它为核电厂的监控系统和各控制站之间的数据交换奠定了坚实的基础。

文章重点对核电厂仪控系统进行了概述，比较了各种通讯网络的优劣，并讨论了在核电厂数字化仪控中应用最广泛的通讯网络。

关键词：核电厂；数字化仪控系统；通讯网络前言数字化仪控系统是信息技术、控制技术、网络技术的有机结合，在核电工程中得到了广泛的应用。

经过几十年的技术创新和制造实践，使得我国核电厂数字化仪控系统得到了不断发展，但也对其运行可靠性提出了更高的要求。

通讯网络是数字化仪控系统中的关键部分，担负着核动力装置的大量信息传递，是核电厂过程控制的核心环节。

工业以太网技术的特点、工作原理及可靠性已逐步成为新建电站中的一个重要问题，也是目前电力设备可靠性提升的一个重要课题。

1.核电厂仪控系统概述核电厂仪控系统属于非安全级别。

非安全控制系统指的是电站的控制系统，它负责设备的启动、控制和停止等功能，也就是控制电厂各种设备的功能。

DCS是一种在工业上得到广泛应用的分布式控制系统，它采用了大量的模拟量回路控制，并将4C技术(通信，计算机，控制，CRT)技术相结合，并与现场装置及控制器连接。

该网络的组成是：控制(工程)，操作(操作站)，以及现场仪器(测试站)。

DCS由四个层次构成：接口层、过程控制层、操作监控层、信息管理层。

2.各通讯网络性能的优缺点2.1SINECH1网络网络拓扑结构常见为树型以及树形和环网网络相结合的网络结构。

SINECH1网络的优势在于：第一，它具有很好的开放性和互联性；第二，它没有主结构，不会对整个通讯系统造成任何影响。

但也存在一定的不足，如SINECH1网络存在着复杂的组网流程和繁琐的运行过程，给以后的维护带来了困难。

2.2SINECL2/FO网络它的网络拓扑主要有点对点、总线型、树型、星型和环型。

核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析摘要现阶段，随着我国社会主义市场经济的不断发展，我国各行各业都取得了不同的成绩。

核电厂数字化仪控系统是核电厂发展的重要部分，对核电厂的安全运转与发展产生着重要的作用。

文章简述了核电厂数字化仪控系统，阐释了核电厂数字化仪控系统的发展及应用情况。

关键词核电厂数字化仪控系统发展应用随着社会主义市场经济的蓬勃发展，我国的综合实力也得到了显著的提升，各个行业也在快速的发展。

在核电厂发展的过程中，数字化仪控系统在核电厂正常的运转过程中占据着重要的地位。

因此，加强对数字化仪控系统的定期检查，能够有效的促进核电厂的健康可持续发展。

一、简述核电厂数字化仪控系统（一）核电厂数字化仪控系统的含义核电厂数字化仪控系统是核电厂在发展过程中非常重要的部分，在核电厂的发展过程中占据了主要的位置。

在核电厂正常运转的过程中，数字化仪控系统主要是以一种系统的形式所存在。

数字化仪控系统是科学技术不断发展的新型产物，数字化仪控系统在使用的过程中主要是计算机以及通讯为重，是一种分布式的系统。

在核电厂中使用数字化仪控系统，主要是根据计算机、通信、控制以及显示等四种技术。

而这四种技术的使用主要是依据网络技术的支撑，达到新型技术的应用，而这些新型技术主要是智能警报技术、远程操控技术等。

只有把这些技术应用在核电厂数字化仪控系统中，才能够对数字化仪控系统进行充分的控制。

（二）核电厂数字化仪控系统的特征核电厂数字化仪控系统的发展阶段主要是三个阶段，初创阶段、成长阶段以及扩展阶段。

数字化仪控系统在发展过程中的不同阶段，具备不同的特征。

核电厂数字化仪控系统初创阶段的特征主要展现在数据的收集以及过程的管控中，主要是单元的形式，能够有效的实现数据的快速运转，在数据运转的过程中所使用的软件和硬件都是质量非常的，但是仍然缺乏标准性以及开放性。

核电厂数字化仪控系统成长阶段的特征主要展现在系统是以局域网为主，并且功能比较多，能够有效的对现场进行控制以及对系统进行管理等。

核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状与发展趋势核能发电作为我国当前最为新型的科学技术，为人类的生活提供了便利，基于此，本文对核电厂数字化仪表与控制系统进行分析，同时分析了核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状及其发展趋势，以此推动核电厂健康稳定发展。

标签：核电厂;数字化仪表控制系统;应用现状;发展趋势0 前言传统的核电厂数值化仪表与控制系统为单机测控系统，逐渐发展转化为集散控制系统，在通信技术不断发展的背景下，核电厂逐渐应用数字化仪表与控制系统。

核电厂数字化仪表与控制系统的应用，为核电厂安全以及有效运行发挥十分重要的作用，真正实现核电厂可持续发展。

1 核电厂数字化仪表与控制系统概述核电厂数字化仪表与控制系统是指利用数字计算机技术通过完成自动控制、保护信息与信息显示，以及网络通信实现对核电厂的监测与控制功能的所有软件与硬件设备[1]。

核电厂数字化仪表与控制系统的主要功能分为两部分，包括信息处理与显示功能以及控制功能。

主要特点为可以实现核电厂信息管理、过程控制与复杂控制规律的综合控制。

核电厂数字化仪表与控制系统提供了一个集成的计算机系统，将信息、控制与监测功能覆盖在核电厂每个过程系统中。

核电厂数字化仪表与控制系统类型主要分为两种。

第一，集中性计算机控制系统。

这种系统的主要特点是可以实现集中显示操作，以及利用率高等，但是其网络控制、分散控制优点不能有效体现，造成其灵活性较差，扩展性不高。

第二，集散性计算机控制系统。

2 核电厂数字化仪表与控制系统的应用现状2.1 提供更加智能化的人机界面随着科学技术不断发展，我国核电厂建设程度逐渐加深，但在过去几十年中核电厂运行过程中发生各种事故，其主要原因是由于人为失误造成的。

著名的三哩岛事故以及切尔诺贝利事故经调查显示是由于人为失误导致事故发生的主要原因。

这就意味着，核电厂必须开展人机界面的重要改革。

随着核电厂应用数值化仪表与控制系统，真正提供更加智能化的人机界面，真正改变信号的显示内容与显示方式，同时有效避免控制室显示信号过多，且过于分散以及工作面过大的状况[2]。

上海交通大学核科学与系统工程系核电培训内部教材核电厂全数字仪控系统上海交通大学核科学与系统工程系2006年11月目录第1章概述 (3)1.1．仪控系统的作用 (3)1.2．核电站对仪控系统的基本要求 (4)1.3．仪控系统在核电站安全中的角色 (4)1.4．仪控系统的两大功能 (4)1.4.1 信息功能： (5)1.4.2 控制功能： (5)1.4.3 控制功能的实施： (5)1.5．核电厂安全设计的基本原则在仪控系统中的应用 (5)第2章核电厂数字仪控系统的发展及构架 (6)2.1．基础的逻辑要素 (6)2.2．核电厂数字仪控系统的分类 (7)2.3．核电厂数字仪控系统的发展 (7)2.4．核电厂数字仪控系统的构架 (11)第3章核电厂数字仪控系统中的DCS系统 (15)3.1．系统设计 (15)3.2．系统结构 (16)3.3．信号流程 (18)3.4．网关与网络服务器 (18)3.5．DCS 的总线结构 (20)3.6．系统事件响应时间 (21)3.7．服务器任务 (22)3.8．用户权限和登陆控制 (23)3.9．I&C 系统的软件编制和V&V 认证 (24)第4章DCS的硬件结构 (28)4.1．标准的机柜 (29)4.2．基本处理模块 (33)4.3．基本通信模块 (34)4.4．基本输入输出模块 (39)4.4.1 数字信号输入模块。

(39)4.4.2 数字信号输出模块。

(39)4.4.3 模拟输入模块 (40)4.4.4 模拟输出模块/计数模块 (41)4.5．其他模块 (42)第5章DCS的软件结构 (43)5.1．系统纵览 (44)5.2．计算机软件 (45)5.3．软件结构 (46)5.4．软件工程处理 (46)5.5．工程软件下载 (50)5.6．运行环境的操作模块 (54)5.7．用户软件设计模块 (55)第6章喷淋控制系统的DCS虚拟设计 (62)6.1．喷淋系统的控制设备列表 (62)6.2．喷淋系统的操作规程 (63)6.3．喷淋系统的DCS实现图表 (69)6.4．喷淋控制系统的DCS控制虚拟实现 (71)核电站全数字化仪控系统第1章概述田湾核电站采用的是全数字化仪控系统，是目前国内唯一采用全数字化仪控系统的核电站，又称为全数字集散控制系统，它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，它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。

核电厂数字化仪控系统的发展及应用分析摘要：在核电厂快速发展的过程中，为了能够实现对核电厂的帮助，应该有效利用数字化仪控系统，从而能够在很大程度上协助核电厂的安全发展。

本文首先针对核电厂数字化仪控系统的特点、发展经历以及功能进行阐述，然后分析核电厂数字化仪控系统的应用，包括集散控制应用、模拟量仪表应用、现场总线控制应用以及通道自动化检测。

最后论述核电厂数字化仪控系统展望，旨在可以充分使用数字化仪控系统，实现核电厂的有序运行。

关键词：核电厂；数字化仪控系统；模拟量仪表引言：数字化仪控系统在核电厂运行的过程中具有非常重要的作用，能够对核电厂的运行信息进行掌握，从而可以了解核电厂运行情况，确保安全运行和检查工作的开展。

因此，工作人员需要深入了解数字化仪控系统的特点，从而能够通过多方面的使用，有效促进核电厂的安全发展。

1 核电厂数字化仪控系统概述1.1核电厂数字化仪控系统特点数字化仪控系统是核电厂日常运行工作中十分关键的系统，因为核电厂的工作是通过数字化仪控系统的人机交互模式进行监视和控制。

数字化仪控系统使用网络技术进行构建，也有多种科学技术的支持。

例如通过安装自动报警设备，如果核电厂出现问题，可以及时报警，做好维修工作，提高核电厂的管理效率。

数字化仪控系统具有人机交互功能，可以针对核电厂出现的故障情况进行显示和报警，从而提升维修人员的工作效率。

数字化仪控系统还具有网络监控的特点，能够对整个系统的运行情况进行实时显示和历史跟踪，并且利用通信设备进行相关信息的实时传输，系统能够进行分析并作出判断，为核电厂的稳定运行工作奠定基础。

此种系统的控制工作具有精确性的特点，提升整个系统的综合性能。

跟模拟盘设备进行对比，数字化控制系统能够减少电缆的使用数量，提高了数据传输的稳定性，还去除了一些冗余功能，提升系统的运行效率。

可以实现故障判断和系统自我诊断，方便数据的存储和处理，有利于后期的维护。

数字化仪控系统基础如图1所示：图1 数字化仪控系统1.2核电厂数字化仪控系统发展经历数字化仪控系统是核电厂内部的核心组成部分，可以有效提升核电厂的系统运行水平。