[发明专利]一种二取一冗余控制系统及其多重表决方法

说明书

本发明公开了一种二取一冗余控制系统及其多重表决方法，包括以下步骤，系统中互为冗余的模块分别对接收到的信号进行处理、编码后信号互传，模块再根据自身信号编码和冗余模块的信号编码进行表决后判断是否向下一级传送信息编码，其系统架构简单，不会因为某个模块失效而丧失整个系统的可用性，系统的安全性高。

技术领域

本发明涉及数字化仪控系统领域，具体涉及安全级核电厂数字化仪控系统及表决方法。

背景技术

核电厂数字化仪控系统（DSC）用于监视、控制核电站运行状态，尤其是在核电厂正常运行中发生异常工况或事故工况时，该系统启动安全系统有关设施对核电厂进行保护，防止核电厂设备损坏和放射性物质向环境释放。

目前，核电厂常采用安全级数字化仪控系统（SDCS），在满足总体需求和保证系统可靠性指标的前提下，提高系统的安全完整性等级，实现数字化仪控系统反应堆保护系统单通道达到SIL3的水平。针对低操作模式，B类安全子系统，IEC61508.2和IEC61508.6中关于系统达到SIL3的要求如下。

根据硬件安全完整性的结构约束要求，在硬件故障裕度为0时，其安全失效分数要求≥99%，而在实现相同的失效率和故障诊断率的前提下，其PFD比硬件故障裕度为1的系统要大一个数量级，因此，在实现数字化仪控系统达到SIL3的要求时，需让系统的硬件故障裕度至少为1。

目前，达到硬件故障裕度为1的系统结构主要包括：二取一和三取二。二取一结构为常用于两个独立控制器、并各自带有自己独立 I/O的场合。如果一个通道故障发生危险失效，另一个通道正常工作，系统仍能处于安全状态。如专利号“201310269579.7”《一种核电站双数字量输出卡配置系统和方法》、美国专利“WOUS40170”’Electronic circuitsystem for use with self-failure recovery function copying differentiation ofcell’。三取二结构由三个并联子通道构成，三个子通道在输出端进行“三选二”表决。三取二安全性高，但是架构复杂、实现成本较高，如专利号“201110337167.3”《核电站反应堆停堆信号传输系统和方法》。二取一结构虽然硬件失效裕度提高了1，但是由于这种结构不会改变任何输出状态或输出表决，所以这种结构的安全失效分数较低，使得整个安全功能很难达到一个较高的SIL等级。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种二取一冗余控制系统及其多重表决方法，其系统架构简单，不会因为某个模块失效而丧失整个系统的可用性，系统的安全性高。

本发明通过下述技术方案实现：

一种控制系统的多重表决方法，包括以下步骤，

系统中互为冗余的模块分别对接收到的信号进行处理、编码后信号互传，模块再根据自身信号编码和冗余模块的信号编码进行表决后判断是否向下一级传送信息编码。根据系统的不同，其互为冗余的模块数量不同，除互为冗余的模块之外不同模块之间对信号处理的方式不同。本方法的模块对信号进行处理后并编码，根据模块自身信号编码和互为冗余的模块的信号编码进行表决以判断是否向下一级传送信号编码，采用本方法，其可有效的避免在二取一冗余控制系统中因为某个模块失效导致整个系统不能用的问题，使整个系统的安全性达到较高的等级。

根据不同的模块，其编码的具体内容有所差异。

所述编码的具体内容为：数字化模拟量、标记质量位、增加校验码。对于直接接收模拟信号的模块来说，需对其进行数字化模拟量操作，便于对信号标记质量位、增加校验码，譬如，对信号进行调理的输入模块。

所述编码的具体内容为：标记质量位、增加校验码。对于接收数字信号的模块来说，其不需要数字化模拟量的过程，譬如，对信号进行阈值判断的逻辑处理模块、输出表决命令的输出模块。

所述表决的方法为：