核电站分布式系统虚拟过程控制平台设计研究

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1、第34卷第2期计算机仿真2017年02月文章编号：1006—9348(2017)02—0144—06核电站分布式系统虚拟过程控制平台设计研究高汉军，曲呜，李青，景应刚(中核武汉核电运行技术股份有限公司，湖北武汉430223)摘要：针对核电站分布式系统(DCS)的虚拟仿真系统设计用于核电工程的验证测试和操纵员培训考试中。核电DCS系统的结构分为，工艺模型层、过程控制层、操作监控层。其中过程控制层主要完成实时数据采集，控制逻辑计算等，对该层的虚拟仿真要求较高的实时性和精确度。国内主流的过程控制层的虚拟仿真系统均采用逻辑翻译的方式实现

2、，很难保证仿真系统的实时性和精确度。通过对DCS控制器、现场总线和通信接口设备的虚拟化，在通用计算机中虚拟化核电机组的过程控制系统，达到直接下装运行DCS工程组态数据的目标。实际工程调试证明，虚拟DCS过程控制平台与真实机组具有一致的实时性和逼真度，是DCS工程验证和人员培训的有效平台。关键词：核电站分布式控制系统；虚拟过程控制平台；验证测试中图分类号：TP391．9文献标识码：BResearchandDesignonVirtualDCSProcessControlPlatforminNuclearPowerPlantGAOHa

3、n—jan，QUMing，LIQin，JINGYing—gang(ChinaNuclearPowerOperationTechnologyCorporationLTD，WuhanHubei430223)ABSTRACT：ThevirtualizationofDCSsystemiSwidelyusedintheverificationandvalidationofthenuclearpowerengineeringandtheoperator'straining．TheDCSsystemisdividedintothreeleve

4、ls：nuclearplantmodel，processcontrol，andoperationmonitor，inwhichtheprocesscontrollevelisresponsibleforthedatacollectionandlogiccon-tr01．Thevirtualizationofthislevelrequireshighreal—timeperformanceandaccuracy．However，themainstreamsys—temadoptsthemethodoftranslatingreal

5、DCScontrollogicdocuments，whichisverydifficulttoguaranteethesystem’Sreal—timeperformanceandaccuracy．ThispapervirtualizestheDCSprocesscontrolinnon—DCScomputerbymeansofthevirtualizationoftheI／Oplate，fieldbus，andcontrolleroperatingenvironment，andfinallyachievesthegoalofr

6、unningtheDCSconfigurationfilesdirectly．TheresultshowthatthevirtualizationofDCSprocesscontrolplatformhasalmostthesameresponsewiththerealDCSprocesscontrol，andprovidesaneffectiveplatformforDCS’Sverificationandvalidation，aswellasoperator'straining．KEYWORDS：NuclearPowerDC

7、SSystem；VirtualProcessControlPlatforill；VerificationandValidation1引言近年来，国内的核电站建设规模不断增大，新建的核电厂均采用DCS(DistributedControlSystem)作为控制系统。因此，研究核电DCS系统的虚拟仿真技术及工程验证方法，对于我国核电技术的发展和核安全的保障具有重要的意义⋯。目前，典型的核电站DCS系统分为三层：工艺模型层、过程控制层、操作监控层；其中过程控制层(DCSl层)是DCS系统的基础，向下面向工业对象，向上与操作监控层口1(

8、DCS2收稿日期：2016—03—21一144一层)进行数据通信。它主要由DCS控制器、I／O板卡、现场总线、局域网络组成；I／O板卡及现场总线采集生产过程的实时数据，DCS控制器加载执行控制程序，并根据控制逻辑实现调节控制、顺序控制等功能；DCS控制器之间通过