[发明专利]一种基于安全型高速自主总线的全数字化控制系统

权利要求书

1.一种基于安全型高速自主总线的全数字化控制系统，其特征在于：包括输入输出层与运行监控层组成的两层体系结构，输入输出层与运行监控层通过安全型高速自主总线连接进行通信；

输入输出层包括采用基于现场总线标准的安全型高速自主总线接口协议的智能传感器和执行机构；智能传感器用于采集系统运行过程中的物理信号并转换成电信号形式的测量数据发送到总线上；执行机构用于接收总线上的控制信号并执行动作；

运行监控层包括采用基于现场总线标准的安全型高速自主总线接口协议的监控装置、辅助装置、存储装置；监控装置、辅助装置、存储装置之间还采用冗余的以太网连接进行通信；

监控装置包括采集控制模块和面板；采集控制模块用于通过安全型高速自主总线采集智能传感器的数据，处理数据、进行逻辑运算，并下发控制指令到安全型高速自主总线控制执行机构；面板用于向操作人员集中显示核动力装置的一、二回路工艺系统的运行参数和系统状态，在异常及故障状态向操作人员集中报警，并供操作人员集中操作；

辅助装置用于根据测量数据判断系统状态，得到系统的状态数据和故障数据，根据系统状态做出决策并控制执行机构的动作；

辅助装置包括辅助数据库模块、故障诊断模块、故障分析模块、操作指导模块、人机交互模块；

数据库模块连接存储装置，用于从存储装置获取测量数据、状态数据、故障数据并发送给故障诊断模块；

故障诊断模块分别连接数据库模块、故障分析模块、人机交互模块，用于对故障数据进行判断，并将判断结果分别发送给数据库模块、故障分析模块、人机交互模块；

故障分析模块连接操作指导模块，用于根据判断结果分析故障类型和严酷度等级，并连锁调度操作指导模块；

操作指导模块分别连接数据库模块和人机交互模块，用于在包括正常、异常、故障的不同状态下将对应的操作指导分别发送给数据库模块和人机交互模块；

人机交互模块用于指导操纵人员完成在异常与故障工况下的操作；存储装置用于保存测量数据、状态数据和故障数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于安全型高速自主总线的全数字化控制系统，其特征在于：智能传感器包括核功率探测器、压力传感器、压差传感器、液位传感器、温度传感器、热电偶传感器、热电阻传感器、电压传感器、电流传感器；执行机构包括阀门执行机构、泵组启动器、泵组变频器。

3.根据权利要求2所述的一种基于安全型高速自主总线的全数字化控制系统，其特征在于：还包括核测量仪器、保护逻辑模块；智能传感器还包括棒位测量装置、安全级测量仪表；执行机构还包括安全级执行机构；监控装置分别与核测量仪器、保护逻辑模块、阀门执行机构、泵组启动器采用冗余的硬接线连接；核测量仪器与保护逻辑模块采用冗余的硬接线连接；核测量仪器分别与核功率探测器、棒位测量装置、安全级测量仪表、安全级执行机构采用冗余的硬接线连接；保护逻辑模块分别与核功率探测器、棒位测量装置、安全级测量仪表、安全级执行机构采用冗余的硬接线连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于安全型高速自主总线的全数字化控制系统，其特征在于：操作指导模块包括正常操作指导模块、异常与故障操作指导模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于安全型高速自主总线的全数字化控制系统，其特征在于：面板包括第一区域、第二区域、第三区域；

第一区域用于冗余显示对核安全相关的重要参数，以确保对核动力装置运行的有效监视；

第二区域包括带指示灯的报警光字牌，用于对核动力装置的报警信息进行分级报警，及时提醒操作人员进行处理；

第三区域包括开关、按钮、旋钮，用于供操作人员对核动力工艺系统进行设备操作、对核动力装置进行集中操作。

6.根据权利要求5所述的一种基于安全型高速自主总线的全数字化控制系统，其特征在于：

第二区域在正常状态下不显示异常信息及报警信号，核动力装置为自动控制方式运行，无需操作人员干预；

第二区域的报警光字牌在异常状态下触发，提醒操作人员根据报警信息监控第二区域的重要参数；

第二区域在故障状态下显示故障信息，提醒操作人员通过第三区域将自动控制方式切换为手动控制方式对异常或故障进行干预。