1、嶺 澳 二 期 儀 表 控 制 系 統(tǒng) 調(diào) 試 基 本 概 念 調(diào)試部技術(shù)管理處質(zhì)控科 唐必輝,9.1熱工測量基本知識9.2熱工測量基本原理9.3 熱工測量通道9.4過程控制9.5 典型的核電站控制系統(tǒng)9.6 反應(yīng)堆保護系統(tǒng)9.7 控制棒控制系統(tǒng)9.8 堆外中子通量測量系統(tǒng)9.9 RIC系統(tǒng)9.10 汽機控制保護系統(tǒng)9.11 DCS系統(tǒng)介紹9.12 DCS及儀控系統(tǒng)調(diào)試,9.1熱工測量基本知識,測量是利用某種工具并以試驗或計算的方法獲取被測參數(shù)數(shù)值的過程 熱工測量是熱力生產(chǎn)過程中各熱工參數(shù)的測量技術(shù)（熱工測量技術(shù)原則上是指對壓力、溫度等熱力狀態(tài)參數(shù)的檢測，但在伴有熱力過程的各類生產(chǎn)中，還常包括

2、流量、料位、成分、振動和轉(zhuǎn)速等參數(shù)的測量）。,9.2熱工測量基本原理,電氣測量 溫度測量 壓力測量 液位測量 流量測量 轉(zhuǎn)速測量 位置測量 振動測量 在線儀表,測量通道的組成 測量通道是指用于工業(yè)測量中的產(chǎn)生、傳送信號所使用的全部設(shè)備 ,包括： 敏 感 元 件 變 換 元 件 傳 遞 元 件 顯 示 元 件,9.3 熱工測量通道,常用測量信號類型 電流：常用于測量中的電流信號是在4-20 mA間連續(xù)變化的電流。 電壓：這是一種電壓值隨用戶而變的電壓信號。1-5 V用于控制；0.2-1 V用于記錄表和指示表；100-500 mV用于工業(yè)計算機。 電阻：常用的溫度探頭由鉑電阻( 0時為100)構(gòu)成

3、。小信號放大器或轉(zhuǎn)換器測量傳感器電阻并將這轉(zhuǎn)換為在強度上成正比的大信號( 通常是4-20 mA)。為了消除電纜電阻所產(chǎn)生的誤差而通常使用三線制或四線制 熱電偶：具有結(jié)構(gòu)簡單、測量范圍寬、準確度高、熱慣性小、輸出信號為電信號便于遠傳或信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點。,測量通道的試驗方法 傳感器的試驗及調(diào)整目的是使測量輸出信號的變化與輸入物理量的變化相對應(yīng)。調(diào)整分三步進行： 1、模擬傳感器所要測量的物理量的值。 2、該物理量的值必須能被精確的儀表來測量，該儀表也能用精確的裝置來測量輸出信號。 3、調(diào)整輸出信號使其與為輸入信號相對應(yīng)的物理量的值加上或減去允許誤差值。,對傳感器的調(diào)整需要考慮以下幾個方面的變量: 被測

4、物理量的范圍，這些是由它的最小、最大和額定值（在正常至滿功率運行時所達到的值）來表征的； 傳感器可測量范圍，測量范圍比被測物理現(xiàn)象范圍要大； 傳感器的物理量程，這是在傳感器刻度范圍內(nèi)能被調(diào)整的最大物理量程（或是開、關(guān)傳感器的閾值）。這個量程是由制造廠商規(guī)定的，包括了由用戶所選定的調(diào)整的范圍； 傳感器調(diào)整的值，這些值等于所選定的測量范圍。,9.4過程控制,過程控制常用術(shù)語 被調(diào)量（被控制量）：表征生產(chǎn)過程是否正常運行并需要加以調(diào)節(jié)的物理量，例如圖中的水位h。 給定值：按生產(chǎn)要求被調(diào)量必須維持的希望值，簡稱給定值。 控制對象（被控對象）：被調(diào)節(jié)的生產(chǎn)過程或設(shè)備稱為控制對象，例如上圖的蒸汽發(fā)生器。

5、調(diào)節(jié)機構(gòu)（控制機構(gòu)）：可用來改變進入控制對象的物質(zhì)或能量的裝置稱為調(diào)節(jié)機構(gòu)。 控制量（調(diào)節(jié)量）：由調(diào)節(jié)機構(gòu)（閥門、擋板等）改變的流量（或能量），用以控制被調(diào)量的變化，稱為控制量，例如上圖中的給水量。 擾動：引起被調(diào)量偏離其給定值的各種原因稱為擾動。 控制過程（調(diào)節(jié)過程）：原來處于平衡狀態(tài)的控制對象，一旦受到擾動作用，被調(diào)量就會偏離給定值。要通過自動控制儀表或運行人員的調(diào)節(jié)作用使被調(diào)量重新恢復到新的平衡狀態(tài)的過程，稱為控制過程。 自動控制系統(tǒng)：自動控制儀表和控制對象通過信號的傳遞互相聯(lián)系起來就構(gòu)成一個自動控制系統(tǒng)。,常規(guī)控制器 比例(P)控制器 比例積分控制器（PI） 比例積分微分控制器（PID

6、）,9.4過程控制,控制裝置 控制閥 最常見的控制裝置就是控制閥，控制閥調(diào)節(jié)流動的流體。 定位器 氣動控制閥依靠定位器來接受由過程控制器提供的一個輸入信號并把它轉(zhuǎn)換成閥門的行程。 電氣轉(zhuǎn)換器 電/氣轉(zhuǎn)換器的作用是將420mA(DC)的電流信號成比例地轉(zhuǎn)換成的氣信號，作為氣動閥門定位器和氣動執(zhí)行器的氣動控制信號 氣電轉(zhuǎn)換器,控制系統(tǒng)試驗 模擬量控制系統(tǒng)的試驗 開關(guān)量控制系統(tǒng)的試驗,模擬量控制系統(tǒng)的試驗 1、靜態(tài)試驗的目的：就是經(jīng)過靜態(tài)試驗檢查整個控制系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)是否正確、各種參數(shù)的靜態(tài)配合是否恰當，確保進行動態(tài)投入時系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，不至于因為自動控制系統(tǒng)的投入導致異常情況發(fā)生。靜態(tài)試驗一般包括

7、以下幾方面內(nèi)容： （1） 跟蹤試驗包括輸出跟蹤 、設(shè)定值跟蹤、偏置值跟蹤、策略跟蹤 （2）邏輯功能試驗包括聯(lián)動、保護、強置、禁升禁降、迫升迫降、自動轉(zhuǎn)手動等。 （3）參數(shù)檢查包括檢查和設(shè)置參數(shù)，一般包括調(diào)節(jié)器方向、信號量綱、折線函數(shù)的參數(shù)、測量信號處理（冗余、開方、阻尼濾波、補償計算）等。,2、動態(tài)整定的目的：經(jīng)過靜態(tài)試驗驗證的模擬量控制系統(tǒng)，運行工況滿足后，便可投入動態(tài)運行，在投入運行過程中進行動態(tài)整定。動態(tài)整定的主要目的就是調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)。 3、擾動試驗有給定值擾動、內(nèi)部擾動、外部擾動,順序控制系統(tǒng)的試驗 1、參數(shù)整定 包括控制參數(shù)，如壓力、溫度、液位、流量、振動等的連鎖保護動作值，以及保

8、護連鎖動作需要等待的時間。設(shè)備本體的保護連鎖動作值，可根據(jù)設(shè)備本身的要求進行整定；系統(tǒng)的保護連鎖動作值，可根據(jù)系統(tǒng)運行要求進行整定。 2、啟停時間整定 對于每個順序控制系統(tǒng)，根據(jù)相關(guān)的電動閥、電動調(diào)節(jié)閥、電動擋板、電動調(diào)節(jié)擋板（或氣動）的開啟和關(guān)閉時間，及設(shè)備的啟動和停止時間來整定順序控制系統(tǒng)的啟動和停止所需的時間。,9.5 典型的核電站控制系統(tǒng),核電站主要控制系統(tǒng) 1、反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng) 2、反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 3、穩(wěn)壓器壓力控制系統(tǒng) 4、穩(wěn)壓器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng) 5、蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng) 6、蒸汽排放控制系統(tǒng),1、反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng) 功率控制系統(tǒng)是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，由兩個基本相同的回

9、路組成：一個是控制回路；一個是監(jiān)測回路。 它根據(jù)一個基本功率刻度曲線給出的負荷功率同功率控制棒棒位間的函數(shù)關(guān)系，來控制功率棒的棒位。,穩(wěn)壓器水位控制基本原理圖,穩(wěn)壓器壓力控制系統(tǒng),蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng),一回路溫度控制 一回路平均溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括閉環(huán)通道和開環(huán)通道。閉環(huán)通道完成平均溫度的精確控制。它將高選平均溫度測量值Tavg 與由二回路負荷P2（汽機負荷和最終功率整定值中最大值）決定的經(jīng)函數(shù)發(fā)生器2產(chǎn)生的平均溫度整定值Tref 相比較，有偏差時移動平均溫度調(diào)節(jié)棒組R，使平均溫度與整定值相等(有盲區(qū))。開環(huán)通道完成平均溫度快速控制，功率失配變化時起調(diào)節(jié)作用。 平均溫度控制系統(tǒng)通過測量一回路平均

10、溫度，與平均溫度整定值比較后，經(jīng)調(diào)節(jié)器產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號，驅(qū)動R棒組，改變反應(yīng)堆的反應(yīng)性，從而維持一、二回路功率的匹配，即使一回路平均溫度等于其整定值。,9.6 反應(yīng)堆保護系統(tǒng),反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的功能： 保護三大核安全屏障（即燃料包殼、一回路壓力邊界和安全殼）的完整性，當運行參數(shù)達到危及三大屏障完整性的閾值時，緊急停閉反應(yīng)堆和啟動專設(shè)安全設(shè)施,反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的組成： 核電廠安全系統(tǒng)包括核電廠功率限制與快速降功率（預保護，堆芯保護）、 反應(yīng)堆緊急停堆、 專設(shè)安全設(shè)施。 反應(yīng)堆保護系統(tǒng)由一次儀表系統(tǒng)、邏輯判斷處理系統(tǒng)和驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)組成,安全動作指令主要涉及： 跳閘：反應(yīng)堆停堆斷路器斷開、反應(yīng)堆冷卻劑泵斷路

11、器斷開、汽輪機跳閘。 安全設(shè)施：蒸汽管道隔離、安全殼隔離第一階段（A）、安全殼隔離第二階段（B）、安全注入、安全殼噴淋、給水隔離、輔助給水泵啟動、柴油發(fā)電機啟動。,保護系統(tǒng)故障類型可分為非安全故障和安全故障模式。 1、非安全故障是指保護發(fā)生拒動性故障，這是一種危險性故障； 2、安全故障模式是指保護系統(tǒng)出現(xiàn)誤動，破壞了電站運行的連續(xù)性和經(jīng)濟性。,核反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的設(shè)計準則 單一故障準則、冗余性 、多樣性、故障安全、獨立性、可試驗性與可維修性,LA2反應(yīng)堆保護系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)安全級TXS實現(xiàn)。 保護信號分核保護儀表和常規(guī)保護儀表預處理系統(tǒng)兩部分。 輸出信號送至APU進行光電耦合隔離、采集和處理后

12、經(jīng)ALU進行邏輯運算處理，邏輯輸出經(jīng)驅(qū)動器后至執(zhí)行器。,驅(qū)動器一類是經(jīng)TXS系統(tǒng)的DO輸出至停堆斷路器（包括VVP主蒸汽隔離閥）， 驅(qū)動器一類由優(yōu)先驅(qū)動處理系（PACS）實現(xiàn)安設(shè)部分的驅(qū)動。,整個保護系統(tǒng)設(shè)計分為兩級： 1、上一級采用四重冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計，四組保護信號采集處理柜（IP/IIP/IIIP/IVP）冗余配置。 2、下一級采用雙重冗余結(jié)構(gòu)，A/B列中的X/Y邏輯分別為冗余邏輯符合配置，每列中任一X/Y邏輯滿足保護動作條件均跳對應(yīng)列的AX/AY或BX/BY停堆斷路器。,反應(yīng)堆緊急停堆斷路器 RPR停堆保護系統(tǒng)采用四組（8臺）斷路器的控制方式，8臺停堆斷路器分為四組分別為AX/AY、BX/B

13、Y，組成四取二符合邏輯，其中AX/AY由RPR控制柜A列控制，BX/BY由RPR控制柜B列控制。 斷路器與棒控電源系統(tǒng)相連，當RPR系統(tǒng)觸發(fā)兩組（也可能是電路原理符合的不同組的兩個）或兩組以上的斷路器斷開時停堆。,反應(yīng)堆保護的安全聯(lián)鎖信號 1、允許系統(tǒng)“P”能使某些保護功能生效或?qū)⒛承┍Ｗo作用閉鎖，防止保護系統(tǒng)誤動作。 2、閉鎖系統(tǒng)“C”即是保護系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖信號也是控制棒控制系統(tǒng)的聯(lián)鎖信號，其功能是當電廠出現(xiàn)某些異常工況而又要避免不必要的事故停堆時，可通過該系統(tǒng)閉鎖控制棒組件的自動和手動提升并使汽機減負荷。,RPR反應(yīng)堆保護系統(tǒng)定期試驗 1、T1 儀表通道定期試驗：試驗?zāi)康闹饕M行模擬量輸入

14、信號和開關(guān)量輸入信號可靠性驗證。 2、 T2 過程通道定期試驗：試驗?zāi)康闹饕M行數(shù)據(jù)和邏輯處理部分驗證 3、T3 驅(qū)動器控制通道定期試驗： 試驗?zāi)康闹饕M行驅(qū)動器的控制通道的可靠性驗證,ATWT ( Anticipated Transients Without Trip ) 沒有緊急停堆的預期瞬態(tài) 。 主要反應(yīng)了設(shè)計多樣性（采用專用的測量信號和不同于反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的邏輯線路）和故障安全（反應(yīng)堆保護系統(tǒng)因共因故障可能導致保護失靈而增加了一套獨立于反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的裝置）安全準則。 ATWT保護系統(tǒng)是建立在反應(yīng)堆緊急停堆和安全專設(shè)設(shè)施不同技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過非安全級DCS系統(tǒng)TXP實現(xiàn) 。,9.7

15、控制棒控制系統(tǒng),RGL系統(tǒng)功能 根據(jù)電網(wǎng)負荷的變化，系統(tǒng)相應(yīng)提升或插入控制棒調(diào)節(jié)堆芯的反應(yīng)性，從而控制堆芯溫度和核功率，實現(xiàn)G模式的反應(yīng)堆控制。,RGL系統(tǒng)組成 LA2 RGL系統(tǒng)主要包括： 1、棒位測量系統(tǒng)（RPI） 2、堆芯控制系統(tǒng)（CCS） 3、控制棒驅(qū)動單元（RDU） 4、控制棒驅(qū)動機構(gòu)（CRDM） 5、控制棒組件（RCCA）,堆芯控制系統(tǒng)（CCS：Core Control System） 堆芯控制系統(tǒng)CCS是基于TXS技術(shù)的，主要功能包括： 1、控制反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度 2、控制反應(yīng)堆功率 3、監(jiān)視指令棒位與測量棒位的一致性 4、監(jiān)視控制棒是否按照指令動作,CCS的組成： 1、數(shù)據(jù)采

16、集單元AU、控制與監(jiān)視單元CMU，兩個數(shù)據(jù)采集單元AU與控制與監(jiān)視單元CMU之間的接口，雙重冗余的L2網(wǎng)絡(luò)。 2、控制與監(jiān)視單元CMU與控制棒驅(qū)動單元RDU之間的接口，硬接線。 3、CCS與PSAS及Level 2之間的接口，采用了雙重冗余的結(jié)構(gòu)，每一部分都包括傳輸單元TU。 4、網(wǎng)關(guān)GateWay以及Switch 服務(wù)單元SU。,控制棒驅(qū)動單元（RDU） 根據(jù)CCS發(fā)出的時序指令，經(jīng)電流調(diào)節(jié)放大，分別控制驅(qū)動機構(gòu)的三個線圈，使控制棒按要求提升、插入或保持不動。 控制棒驅(qū)動單元包括16個機柜，每個機柜可以完成對四束控制棒的驅(qū)動線圈的電流控制與監(jiān)視功能。 每個機柜包括：一個機柜控制單元、四個控制

17、棒控制單元、12個線圈控制模塊、雙重冗余的24VDC供電模塊。,棒位測量系統(tǒng)（RPI） 棒位測量系統(tǒng)用于測量控制棒的位置，主要組成包括： 1、61個棒位測量探頭CPB10。 2、棒位測量探頭初級線圈供電模塊。 3、棒位測量信號采集及預處理模塊。 棒位測量信號的進一步處理由堆芯控制系統(tǒng)(CCS)完成,控制棒驅(qū)動機構(gòu) (CRDM) 控制棒驅(qū)動機構(gòu)接收RDU的信號使控制棒從堆芯中抽 出或插入，或使之保持在某一固定位置?？刂瓢趄?qū)動機構(gòu)是棒束控制組件(RCCA)的驅(qū)動裝置，控制棒驅(qū)動機構(gòu)CRDM是一個磁力提升機構(gòu)，靠移動線圈、固定線圈及提升線圈，移動可動夾持銷爪，固定夾持銷爪，使帶齒條的驅(qū)動軸提升、下降

18、或保持不動。 通過按一定的時序使三個線圈通電、斷電，可以使控制 棒產(chǎn)生步進運動。 控制棒驅(qū)動機構(gòu)動作順序，控制棒移動是由驅(qū)動機構(gòu)中的保持線圈、傳遞線圈和提升線圈所組成的工作線圈組件和相應(yīng)的機械勾爪動作配合實現(xiàn)的。,控制棒組件(RCCA) RGL系統(tǒng)共有3個棒組61束控制棒： 停堆棒 25 SA: SA1,SA2 5； SC: SC 4 SB: SB1,SB2 8； SD: SD1,SD2 8 溫度棒 8 R: R1, R2 8 功率棒 28 N2: N21, N22 8； G2: G21, G22 8 N1: N11, N12 8； G1: G1 4,9.8 堆外中子通量測量系統(tǒng),系統(tǒng)功能 1

19、、提供監(jiān)測信號：連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)堆功率，功率變化和功率分布狀況，并對測得的各種模擬信號予以顯示，給操縱員提供在裝料、啟動、功率運行及停堆等反應(yīng)堆狀態(tài)下中子通量信息； 2、提供控制信號：向反應(yīng)堆控制系統(tǒng)提供堆芯功率信號，移動控制棒； 3、視聽監(jiān)測功能：通過計算，監(jiān)測反應(yīng)堆徑向功率傾斜和軸向功率偏差，通過主控室和反應(yīng)堆廠房內(nèi)的視聽技術(shù)通道，給出在反應(yīng)堆停堆和啟動期間的中子視聽計數(shù)； 4、安全功能：RPN在中子通量密度高或中子通量密度變化率高時，發(fā)出停堆信號；RPN系統(tǒng)給出軸向功率偏差信號，送超溫T保護通道以及超功率T保護通道，以防止一回路冷卻劑在堆內(nèi)局部沸騰和燃料組件內(nèi)部局部超功率,壓水堆核電站的核測

20、系統(tǒng)包括： 1、二個獨立的源量程測量通道 2、二個獨立的中間量程測量通道 3、四個獨立的功率量程測量通道 4、一個控制柜（僅處理計數(shù)通道）LSS系統(tǒng)（LOCA計算部分）。 每個測量通道基本是由探測器、探測器一體化電纜、信號調(diào)理機柜、控制信號處理幾部分組成。,9.9 RIC系統(tǒng),RIC系統(tǒng)組成 RIC系統(tǒng)有三大部分組成：堆內(nèi)中子通量測量、堆芯溫度測量、堆芯水位測量。 RIC系統(tǒng)的作用：提供反應(yīng)堆堆芯中子通量分布、燃料組件冷卻水出口水溫度和反應(yīng)堆壓力容器水位測量數(shù)據(jù) 包括下列設(shè)備：顯示控制柜、分配柜及堆內(nèi)中子測量驅(qū)動系統(tǒng)；溫度處理和裕度計算；6套水位測量。,堆內(nèi)中子通量測量包括下列設(shè)備：顯示控制柜

21、、分配柜及堆內(nèi)中子測量驅(qū)動系統(tǒng),堆芯溫度測量 堆芯溫度測量系統(tǒng)的功能 ：提供40個堆芯溫度信息；計算并顯示飽和裕度；探測反應(yīng)堆徑向功率不平衡；發(fā)現(xiàn)與自身棒組分離的棒束；供操縱員觀察事故時和事故后堆芯溫度和過冷度的變化趨勢 堆芯溫度測量系統(tǒng)的設(shè)備組成：它由均勻分布在堆芯上部40支熱電偶和堆芯冷卻監(jiān)測處理部分組成。,堆芯水位測量系統(tǒng)的功能： 采用6臺差壓計，分成2個完全相同的系列，且互為冗余，第1列3臺，1臺窄量程差壓計，1臺寬量程差壓計和1臺參考差壓計。寬量程差壓計用來在主泵開動時監(jiān)測堆芯壓差，窄量程差壓計用來在主泵未開動時監(jiān)測堆芯水位，參考差壓計用來消除寬窄量程差壓計輸出信號中的對參考液柱項。

22、,9.10 汽機控制保護系統(tǒng),汽機調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能 該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)進汽閥開度對機組實施功率控制、頻率控制、壓力控制和應(yīng)力控制。另外，調(diào)節(jié)系統(tǒng)還可在機組的特定瞬態(tài)下實施超速限制、超加速限制、蒸汽流量限制和快速自動降負荷，從而使機組能夠安全和經(jīng)濟地運行于各種工況，滿足供電質(zhì)與量的要求。,汽機保護系統(tǒng) 汽機保護系統(tǒng)的功能是當汽輪發(fā)電機組發(fā)生任何預定的機械故障時，為汽輪發(fā)電機組提供安全停機的手段，防止事故發(fā)生、擴大和損壞設(shè)備，并將汽機跳閘信號送到反應(yīng)堆停堆邏輯線路中,電磁閥布置在液壓回路中采用2/3邏輯方式，三個保護通道中的兩個同時跳閘將液壓安全油泄掉，所有的進汽閥快速關(guān)閉。 正常運行時安全電磁閥帶電，安

23、全回路油壓建立，截止閥伺服機構(gòu)的安全繼動器置位，將截止閥打開 。 電氣保護通道三個獨立的電氣安全通道分別驅(qū)動相應(yīng)的安全電磁閥，每個通道有各自的電源。保護通道是通過失電動作的。通過切斷安全電磁閥的電源實現(xiàn)保護通道的跳閘。電源的意外失去將導致通道跳閘。采用三取二邏輯。超速和基本保護（真空、潤滑油壓、MSR超壓）的跳閘指令采用三個獨立的探頭，由每個通道分別采集。其它的外部跳閘指令根據(jù)不同的要求采用相應(yīng)的采集方式。,汽機調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)的組成 嶺澳二期汽機調(diào)節(jié)和保護功能由P320 TGC 控制系統(tǒng)完成。 汽機調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)主要由汽機控制器（包括自動控制器和基本控制器）；就地操作員站；主控室操作員站；主控室操

24、作插入盤；工程師站；閥門模件；調(diào)節(jié)閥等組成 。 汽機進汽閥共有16只，其中：高壓調(diào)節(jié)閥4只（控制和安全功能）、高壓截只閥4只（安全功能） 、中壓調(diào)節(jié)閥4只（控制和安全功能）、中壓截止閥4只（安全功能）、高壓調(diào)節(jié)閥和中壓調(diào)節(jié)閥可以連續(xù)改變位置，它們是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)；而高壓截止閥和中壓截止閥只有開、關(guān)兩個位置，不參與調(diào)節(jié)。,9.11 DCS概述,一、一般DCS基本構(gòu)成及原理 二、嶺澳二期總體結(jié)構(gòu)與功能 1、操作和信息管理層（LEVEL2）基本結(jié)構(gòu) 2、過程自動控制層（ LEVEL1）基本結(jié)構(gòu) 3、通訊結(jié)構(gòu) 三、UNIT3、UNIT4、UNIT8之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系,一、一般DCS基本構(gòu)成及原理 一般

25、DCS基本構(gòu)成 一個最基本DCS可分為 I/O層、過程控制層、操作監(jiān)視層和高級應(yīng)用（信息管理）層。,DCS系統(tǒng)接地要求 TXP系統(tǒng)的接地有三種：保護地、電源地、屏蔽地。 屏蔽地是為了避免電磁場對儀表和信號的干擾而采取的屏蔽網(wǎng)接地。當電纜接入機柜時，電纜的屏蔽地需要與機柜內(nèi)的屏蔽地母排相連。,DCS系統(tǒng)技術(shù)性能指標 TXP系統(tǒng)和TXS系統(tǒng)的性能指標 （1）從接收傳感器的輸入信號到輸出信號到專設(shè)安全設(shè)施的反應(yīng)時間、CPU負荷率、主內(nèi)存的使用率、外部內(nèi)存的使用率、每個IO模塊的通道儲量、電源的負荷儲量等。 （2）平均修復時間（MTTR） 對于TXP系統(tǒng)與TXS系統(tǒng)，硬件的平均修復時間MTTR（h）少

26、于4小時 （3）平均無故障時間（MTBF） DCS的平均無故障時間（MTBF）的計算方法將遵循標準IEEE352。,TXS系統(tǒng)的主要特點 1、滿足國際標準和安全法規(guī)的要求，通過了1E級設(shè)備的認證； 2、對于冗余子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通訊通過光纖光纜的使用實現(xiàn)電氣隔離； 3、TXS-TXP之間的連接采用網(wǎng)關(guān)，保證信號傳輸?shù)挠行Ц綦x； 4、故障安全和故障容錯，通過適當硬件及軟件設(shè)計達到高可利用率 ； 5、數(shù)字信號處理不受漂移效應(yīng)的影響； 6、通過循環(huán)自檢可進行故障的早期探測； 7、通過四重冗余的通道組態(tài)達到安全性和可靠性 ； 8、采用H1/L2兩種不同的網(wǎng)絡(luò)，所有參與保護動作的信號在冗余通道之間的； 9、

27、交換均采用1E級L2光纖總線通訊來實現(xiàn)，保證信號傳輸?shù)目煽啃裕?10、所有用于TXS系統(tǒng)的傳感器信號均直接硬接線接入TXS系統(tǒng)的信號分配柜，再輸出到其他系統(tǒng)(如TXP或其它儀控系統(tǒng))，保證TXS系統(tǒng)輸入信號不受其他系統(tǒng)可靠性的影響。,系統(tǒng)安全分級 嶺澳二期數(shù)字化儀控系統(tǒng)按照功能將儀控系統(tǒng)分為三個安全等級： 安全級(1E) 安全相關(guān)級（SR） 非安全級（NC）,二、嶺澳二期總體結(jié)構(gòu)與功能 1、操作和信息管理層（LEVEL2）基本結(jié)構(gòu) 2、過程自動控制層（ LEVEL1）基本結(jié)構(gòu) 3、通訊結(jié)構(gòu),嶺澳二期數(shù)字化儀控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)從縱向上分為四層： 1、現(xiàn)場管理級（LEVEL3） 2、操作和信息管理層（

28、LEVEL2） 3、過程自動控制層（LEVEL1） 4、過程接口層（LEVEL0） 在嶺澳二期DCS中，LEVEL0和LEVEL3不屬于DCS合同供貨范圍。,二、嶺澳二期總體結(jié)構(gòu)與功能 1、操作和信息管理層（LEVEL2）基本結(jié)構(gòu) 2、過程自動控制層（ LEVEL1）基本結(jié)構(gòu) A、反應(yīng)堆保護和控制系統(tǒng)（RPCS） B、電廠標準化自動控制系統(tǒng)（PSAS） C、汽機保護與控制系統(tǒng) D、特殊控制儀表 3、通訊結(jié)構(gòu),（1）過程信息和控制系統(tǒng)（PICS） -主控室（MCR） -遠程緊急停堆站（RSS） -技術(shù)支持中心（TSC） （2）安全信息和控制系統(tǒng)（SICS） -主控室內(nèi)的后備盤（BUP） -主控室

29、內(nèi)的緊急停堆盤（ECP） （3）儀控組態(tài)和診斷系統(tǒng)（ICDS） -工程設(shè)計組態(tài)系統(tǒng)（ES） -故障診斷系統(tǒng)（DS670）,二、嶺澳二期DCS總體結(jié)構(gòu)與功能 1、操作和信息管理層（LEVEL2）基本結(jié)構(gòu) 2、過程自動控制層（ LEVEL1）基本結(jié)構(gòu) A、反應(yīng)堆保護和控制系統(tǒng)（RPCS） B、電廠標準化自動控制系統(tǒng)（PSAS） C、汽機保護與控制系統(tǒng) D、特殊控制儀表 3、通訊結(jié)構(gòu),A、反應(yīng)堆保護和控制系統(tǒng)（RPCS） RPCS屬于安全儀控TXS系統(tǒng)，主要包括： 1、反應(yīng)堆保護系統(tǒng)（RPS） 2、優(yōu)先執(zhí)行控制系統(tǒng)（PACS） 3、反應(yīng)堆堆芯控制系統(tǒng)（CCS）,-反應(yīng)堆保護系統(tǒng)（RPS） 反應(yīng)堆保護

30、系統(tǒng)（RPS）由1E級、SR級和NC級三部分結(jié)構(gòu)組成,反應(yīng)堆保護和控制系統(tǒng)（RPS）的1E級結(jié)構(gòu) 反應(yīng)堆保護系統(tǒng)(RPS)包括反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)(RTS )和專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動系統(tǒng)(ESFAS）兩部分，每個系統(tǒng)都是由儀表系統(tǒng)和邏輯系統(tǒng)組成。它包括了用于保護參數(shù)測量的測量電路、信號調(diào)整、保護邏輯驅(qū)動控制接口單元以及輔助電源供給單元。保護系統(tǒng)是基于TXS過程控制系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。 在RPS的1E級結(jié)構(gòu)中，為了保證系統(tǒng)的可靠性和安全性設(shè)置了兩個子系統(tǒng)(Train A和Train B)，每個子系統(tǒng)均為四重冗余結(jié)構(gòu)，TXS系統(tǒng)內(nèi)部安全控制信號的傳輸采用速率為1.5Mbps的1E級SINEC L2-FO

31、光纖總線通訊來實現(xiàn)，以保證電氣以及功能的隔離和信號傳輸?shù)目煽啃浴PS系統(tǒng)與TXP系統(tǒng)和控制室的信號傳輸功能由TXS的傳送單元(Transfer unit)及網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)來完成。,反應(yīng)堆跳閘控制,安全專設(shè)控制,支持系統(tǒng),1E手動命令,1E監(jiān)視功能,反應(yīng)堆保護和控制系統(tǒng)（RPS）的安全相關(guān)級部分（SR） PRS的安全相關(guān)級部分包括：每個保護組的一個TUA和TUB、與網(wǎng)關(guān)相連的TU、一個與控制盤的接口（PI）、一個經(jīng)過鑒定的顯示系統(tǒng)（QDS）。 PRS的安全相關(guān)級部分的功能：報警的管理、手動控制的管理、硬件監(jiān)測，檢查冗余數(shù)據(jù)的一致性、冗余傳感器的采集監(jiān)測、KIC系統(tǒng)與RPS系統(tǒng)連接的檢查、ESFAS執(zhí)

32、行情況的監(jiān)測。,反應(yīng)堆保護和控制系統(tǒng)（RPS）的非安全級部分（NC） PRS的非安全級部分包括：每個TRAIN的一個網(wǎng)關(guān)，與TU1和TU2連，也可與SU相連，熱備冗余網(wǎng)關(guān)主要用來完成TXS到TXP的數(shù)據(jù)傳送；一個服務(wù)器單元（SU），維護和監(jiān)測功能，與TU相連。另外有一個SU直接與QDS相連。,-優(yōu)先執(zhí)行控制系統(tǒng)（PACS） 優(yōu)先執(zhí)行控制系統(tǒng)的功能主要是： 1、完成對多個接收到的控制命令進行優(yōu)先級的選擇，去驅(qū)動現(xiàn)場的電動開關(guān)（比如電動門、電機、電磁閥等）啟動專設(shè)安全設(shè)施設(shè)備。 2、保證ESFAS信號對于來自保護系統(tǒng)的動作命令有高度優(yōu)先權(quán)。,-反應(yīng)堆堆芯控制系統(tǒng)（CCS）,二、嶺澳二期DCS總體結(jié)

33、構(gòu)與功能 1、操作和信息管理層（LEVEL2）基本結(jié)構(gòu) 2、過程自動控制層（ LEVEL1）基本結(jié)構(gòu) A、反應(yīng)堆保護和控制系統(tǒng)（RPCS） B、電廠標準化自動控制系統(tǒng)（PSAS） 3、通訊結(jié)構(gòu),B、電廠標準化自動控制系統(tǒng)（PSAS） PSAS主要實現(xiàn) ： 在電廠正常運行狀態(tài)下對現(xiàn)場的設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集和控制的功能。 同時PSAS也是連接OM690與過程之間的接口，把采集來的數(shù)據(jù)信息送往PICS的去顯示、記錄和存檔，把PICS上操作員的命令送往PSAS。 另外PSAS也能完成對后事故管理系統(tǒng)的監(jiān)控功能。,PSAS按照工藝系統(tǒng)可劃分為三部分： 1、核島控制和監(jiān)視系統(tǒng)（PSAS NI） 2、常規(guī)島控制

34、和監(jiān)視系統(tǒng)（PSAS CI） 3、電氣系統(tǒng)和BOP控制和監(jiān)視系統(tǒng)（PSAS BOP Electric system and）,PSAS從安全級上可劃分為二部分： 安全相關(guān)級PSAS(PSAS SR)： 1、后事故處理系統(tǒng)（PAMS）？ 2、與安全級相關(guān)的支持系統(tǒng)（例如HVAC）？ 3、抗震級的儀控部分 4、多樣性驅(qū)動系統(tǒng)（ATWS）？ PSAS SR部分包括TrainA和TrainB兩個系列，以確保系統(tǒng)的安全可靠性。（在電廠正常供電系統(tǒng)故障的情況下，可以通過蓄電池來完成供電，保證系統(tǒng)運行的不間斷性。而且這部分系統(tǒng)的程序只能通過帶有密碼保護的ES680來改變）,-非安全級的PSAS(PSAS N

35、C)： 1、核島系統(tǒng)（NI）的常規(guī)監(jiān)控 2、常規(guī)島系統(tǒng)（CI）的常規(guī)監(jiān)控 3、BOP系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的常規(guī)監(jiān)控,PSAS與PACS系統(tǒng)的接口,PSAS與SICS系統(tǒng)的接口,PSAS系統(tǒng)中還包括與第三方設(shè)備的通訊（CM）系統(tǒng)，從其它自動控制系統(tǒng)來的過程數(shù)據(jù)通過通訊模塊（CM）與TXP系統(tǒng)通訊，CM通訊模塊能夠提供幾種通訊協(xié)議與外部系統(tǒng)進行連接。,二、嶺澳二期DCS總體結(jié)構(gòu)與功能 1、操作和信息管理層（LEVEL2）基本結(jié)構(gòu) 2、過程自動控制層（ LEVEL1）基本結(jié)構(gòu) A、反應(yīng)堆保護和控制系統(tǒng)（RPCS） B、電廠標準化自動控制系統(tǒng)（PSAS） 3、通訊結(jié)構(gòu),通訊結(jié)構(gòu),嶺澳二期DCS整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)

36、由兩種總線系統(tǒng)SINEC H1-FO（構(gòu)成以太網(wǎng)）和SINEC L2-FO（構(gòu)成PROFIBUSDP）組成。 SINEC H1 FO使用光纜作為傳輸介質(zhì)，使用光纜的主要優(yōu)點是對電廠中經(jīng)常遇到的電磁干擾不敏感，光導也保證所連的所有節(jié)點電氣隔離，可以通過配置網(wǎng)橋和其他機組的總線進行數(shù)據(jù)通訊，SINEC H1-FO（FO-Fiber Optic cable）總線系統(tǒng)構(gòu)成了通信級，用于LEVEL1級儀控設(shè)備之間的信息交換、LEVEL2級儀控設(shè)備之間的信息交換以及正常運行系統(tǒng)、與安全相關(guān)的正常運行系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)之間的信息傳輸，它采用ISO/OSI標準化模式，傳輸速率為100 Mbps。 PROFIBUS是一種高速而廉價通信連接，可實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于自動控制系統(tǒng)和在設(shè)備級分散的IO之間的通信。 SINEC