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福建福清核电有限公司(在核电站不能生育)

作者:东文网
来源:https://www.gd-rfid.org
日期:2021-05-16 23:59

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2021年5月16日发(作者:简清隆)



福建福清核电站DCS系统全范围模拟机设计
马洁光,李 春


【摘 要】摘 要:人类对能源不断扩大的需求,促使和平利用核能快速发展,
而DCS控制系统作为一项成熟的过程控制技术,已经广泛应用于核电站的建设
应用当中。核电站的建成与运行,需要配套的操纵员培训系统,以及功能强大
的动态仿真系统来进行各种实验与模拟仿真。核电站DCS系统全范围模拟机能
够为操纵员、工艺工程师和管理人员提供全套严格意义上的动态仿真和控制系
统模拟功能,并提供改进设备设计、检验控制器、培训操作员和提高设备性能
等重要功能。本文将结福建福清核电站DCS控制系统的设计,介绍核电站
DCS系统全范围模拟机的整体结构和重要组成部分的设计。

【期刊名称】仪器仪表用户

【年(卷),期】2016(023)006

【总页数】4

【关键词】核电;DCS;模拟

【文献来源】
https:demic-journal-cn_electronic-instrumentation-
customers_

0 引言

随着人们对能源的需求越来越大,核能的发展正在迅速崛起并成为人类不可替
代的新型能源。大型商用核电站作为新的清洁能源,已经成为我国和平利用核
能的重要途径,是优化能源结构,保障能源安全的有效选择。

目前我国正处于核电大发展阶段,DCS集散控制系统(Distributed Control
System)已经广泛应用于国内目前在建的多台核电机组中。核电站DCS



FSS(Distributed Control System Full Scope Simulator)系统全称为核电站
DCS全范围模拟机系统,该系统能够为核电站操纵员和管理人员提供电站整体
工艺的动态仿真和控制系统模拟功能,并能进行各类实验仿真。本文将以福建
福清核电站1号机组(以下简称为福清核电站)DCS全范围模拟机为例,从核
电站数字化控制系统层面上介绍DCS系统全范围模拟机的网络结构设计,以及
执行机构和现场仪表(Level 0)的仿真,过程控制单元(Level 1)以及HMI
人机接口(Level 2)的仿真,来还原整个DCS系统全范围模拟机的设计原理
和运行机制[1]。

1 DCS FSS系统网络结构

福清核电站DCS FSS全范围模拟机系统是通过仿真数学模型模拟核电站物理、
工艺和控制过程,以计算机图形界面作为人机界面的仿真系统,最终实现模拟
仿真整个核电站DCS控制系统。全范围模拟机系统不同于工程应用中真实的集
散控制系统,主要体现在FSS系统是通过一系列的仿真软件来模拟Level 0层
的执行机构和现场仪表的工艺[2],以及Level 1层的过程控制单元(处理器和
IO单元)。

福清核电站DCS FSS全范围模拟机系统的网络结构如图1所示。各部分物理层
功能的设计如下:

1) 执行机构和现场仪表(Level 0): 采用中核武汉核电运行技术股份有限公司
(CNPO)开发研制的RINSIM软件仿真平台来模拟仿真执行机构与现场仪表
的过程数据。

2) 过程控制单元(Level 1): 利用西姆赛公司出品的SIM4ME软件包:
Dynsim, FSIM, Trisim软件模拟处理器和I O处理单元,利用Dynsim与第三



方软件的接口功能,实现执行机构、现场仪表与过程控制单元实时数据的交换
功能。

3) 人机接口(Level 2): 利用ATOS公司研发的ADACS系统实现人机操作界
面。

整个DCS FSS系统的结构由5条主要网络组成,由下至上分别为:

①由CNPO Network switch 组建的Level 0层网络。

②由一个48 Port Switch组建的Level 0与Level 1接口网络。

③由两个IA 24 Port Switch来组建的冗余Level 1层网络。

④ATOS & Level 1接口网络。

⑤ATOS Level 2网络。

如上所述的3大物理层以及5条主要网络,即组成了福清核电DCS FSS系统
的整个网络构架。

2 执行机构和现场仪表层设计

执行机构和现场仪表层(Level 0)采用中核武汉核电运行技术股份有限公司自
主开发研制的仿真平台RINSIM实现,模拟核电站各个系统的工艺,通过仿真
数学模型模拟各种工艺控制过程,并将模拟的执行机构及现场仪表等数据与过
程控制单元(处理器和IO单元)进行实时通讯。

RINSIM仿真平台各部分软件的仿真功能如表1所示,各部分软件功能的关系如
图2所示。

本项目中执行机构和现场仪表层(Level 0)的仿真由4台RINSIM仿真平台服
务器组成,通过CNPO Network Switch组成Level 0层网络。在各种系统工
艺模型的仿真方面,RINSIM仿真平台库文件内嵌多种类型部件,这些部件可

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