ia系统在核电站dcs中应用

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1、IA系统在核电站DCS中应用摘要：该文首先论述了核电站对DCS设计的特殊要求，然后详细阐述了IA系统各种模块性能，并结合IA系统在福清核电站中的应用实践，提供了IA系统用于核电站DCS的典型设计方法。关键词：DCS（DistributedControlSystem）；IA系统；核电站；典型设计中图分类号：TL362文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)22-5488-04ApplicationofIASystemtoNuclearPowerPlantDCSLIANGZhu,SUNZhe(ChinaNuclearControlSystemEngineeringCo.,Ltd.

2、,Beijing100176,China)Abstract:ThespecificrequirementsfornuclearpowerplantDCSarestatedatfirst.Then,theperformanceofpartsofmodulesofIAsystemisdescribedindetail.ThroughtakingtheapplicationofIAsysteminFuQingNPPasanexample,thisarticleprovidesatypicaldesignmethodtoapplyIAsysteminnuclearpowerplantDCSfiel

3、d.6Keywords:DCS(DistributedControlSystem);IAsystem;NPP(nuclearpowerplant);typicaldesign1概述1.1IA系列DCS简介IA系列DCS是开放的工业控制系统，它实现了软件，硬件，网络的标准化，并且软硬件独立发展；广泛的应用于电力——核电和煤电及其它，冶金——采矿和矿石处理，制浆和造纸，食品和制药，水和污水，石油及天然气——生产和运输，炼油和石化，化工。IA系统的硬件品种少，减少备件。全系统的容错设计，从人机界面到下位控制器全部采用容错概念，包括所有的总线，所有的I/O模板，所有的控制处理器，所有的网络连接，可

4、以提供提供最高的可靠性，无坏点输出，完善的故障检测，无扰切换。1.2核电站DCS系统要求核电站要求不使用不成熟的和新发展的仪控策略；其DCS设计应简化系统结构，使用标准部件和系统，尽可能基于模块化设计。按照RCC-PRev.4(Sept.1991)Modified1995，系统和设备按照其安全重要性定义为：安全级（1E），非安全级（NC）。61E级DCS系统执行保护和安全监督功能，包括：1）反应堆保护系统（RPS），主要执行反应堆跳闸，专设安全设施（ESF）及其支持系统驱动功能；2）事故后监测系统（PAMS）NC级DCS系统执行主要的正常运行功能，包括：1）核岛监控系统；2）常规岛监控系统

5、；3）核辅助厂房控制系统（KSN）；4）试验数据采集和处理系统；5）电气监控系统。有鉴定要求的NCDCS系统用于执行有特殊要求的I&C功能，如：预期瞬态不停堆（ATWT）；火灾探测和保护，部分HVAC等。2DCS网络架构整个DCS网络上的任何单一故障不应导致网络和连接系统/设备故障；系统具有开放的网络接口及其相应的应用软件，以支持与电厂其它计算机系统的通讯。IA系列DCS采用Mesh网络，具有如下特点：1）100Mb全双工可切换的冗余网络；2）基于IEEE802.3u,&802.1w标准；3）采用商用成熟的Switch产品；4）Switches间的传送速度可达1G；5）铜轴电缆或者光纤皆可

6、。在福清核电站1，2号机组的DCS中，采用了树形拓扑结构的Mesh网络，如图1所示。其可提供多点容错，设备间交替通讯。交换机间的快速生成树算法，自动管理路径连接。3DCS主控制器6对每个处理单元而言，根据可用性和可靠性的要求，可以使用主-热备用处理器模式。每对处理器由两个处理器模块组成，每个处理器模块是一个独立自主的系统，其中一个模块在工作状态，而另一个在热备用状态。备用处理器模块应不断更新读取的信息。当工作处理器由于故障退出运行时，应保证毫秒级的切换时间，备用的应自动投入运行，没有扰动，不需要手动干预。一个处理器模块的故障，移除，维修等，不应该影响另外一个的运行。一对冗余处理器模块应可以

7、并行访问系统，并可以由系统同时组态和接收系统的组态修改。当发生一个与核电厂的通信故障时，处理器模块应继续运行。在福清核电站1，2号机组DCS中，采用FCP270作为主控制器，其性能和特性如表1所示。4IO模块及连接终端4.1核电站对IO模块的要求1）DCS系统和设备的故障应尽可能自诊断。DCS测试设施应能把故障探测定位到最底层的可更换模件。2）IO模块设计DCS元件的设计应允许系统集成前对各模块分别进行安装和功能检查。在