核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

蘇立臣

摘 要：核能發(fā)電作為我國當(dāng)前最為新型的科學(xué)技術(shù)，為人類的生活提供了便利，基于此，本文對核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，同時分析了核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，以此推動核電廠健康穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：核電廠;數(shù)字化儀表控制系統(tǒng);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.137

0 前言

傳統(tǒng)的核電廠數(shù)值化儀表與控制系統(tǒng)為單機(jī)測控系統(tǒng)，逐漸發(fā)展轉(zhuǎn)化為集散控制系統(tǒng)，在通信技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，核電廠逐漸應(yīng)用數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)。核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用，為核電廠安全以及有效運(yùn)行發(fā)揮十分重要的作用，真正實現(xiàn)核電廠可持續(xù)發(fā)展。

1 核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)概述

核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)是指利用數(shù)字計算機(jī)技術(shù)通過完成自動控制、保護(hù)信息與信息顯示，以及網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)對核電廠的監(jiān)測與控制功能的所有軟件與硬件設(shè)備[1]。

核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的主要功能分為兩部分，包括信息處理與顯示功能以及控制功能。主要特點為可以實現(xiàn)核電廠信息管理、過程控制與復(fù)雜控制規(guī)律的綜合控制。核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)提供了一個集成的計算機(jī)系統(tǒng)，將信息、控制與監(jiān)測功能覆蓋在核電廠每個過程系統(tǒng)中。核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)類型主要分為兩種。第一，集中性計算機(jī)控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的主要特點是可以實現(xiàn)集中顯示操作，以及利用率高等，但是其網(wǎng)絡(luò)控制、分散控制優(yōu)點不能有效體現(xiàn)，造成其靈活性較差，擴(kuò)展性不高。第二，集散性計算機(jī)控制系統(tǒng)。

2 核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 提供更加智能化的人機(jī)界面

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國核電廠建設(shè)程度逐漸加深，但在過去幾十年中核電廠運(yùn)行過程中發(fā)生各種事故，其主要原因是由于人為失誤造成的。著名的三哩島事故以及切爾諾貝利事故經(jīng)調(diào)查顯示是由于人為失誤導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因。這就意味著，核電廠必須開展人機(jī)界面的重要改革。隨著核電廠應(yīng)用數(shù)值化儀表與控制系統(tǒng)，真正提供更加智能化的人機(jī)界面，真正改變信號的顯示內(nèi)容與顯示方式，同時有效避免控制室顯示信號過多，且過于分散以及工作面過大的狀況[2]。通過數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)，有效緩解操作員的觀察、分析以及判斷負(fù)擔(dān)，在事故工況下，減輕操作員正確決策的依賴，為操作員提供有利的決策支持，以及操作引導(dǎo)功能。

2.2 高度自動化

自動化是現(xiàn)代核電廠的發(fā)展趨勢，因此，核電廠應(yīng)事先高度重視自動化運(yùn)用。通過應(yīng)用數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)，有效進(jìn)負(fù)荷跟蹤發(fā)電，以及核電廠綜合協(xié)調(diào)控制運(yùn)行，從而確保核電廠始終處于運(yùn)行的最佳轉(zhuǎn)態(tài)，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。同時，促使核電廠中各種操作盡可能實行自動化執(zhí)行，各種保護(hù)動作全部自動觸發(fā)并自主完成，在預(yù)計運(yùn)行事件或基準(zhǔn)事故開始后的三十分鐘內(nèi)，操作員不需進(jìn)行干預(yù)，促使核電廠不直接依賴于操作員的立即響應(yīng)就可以進(jìn)行安全運(yùn)行，使操作員可以擁有較為充裕的時間進(jìn)行冷靜的思考以及全面分析與判斷，有效減少誤判與盲目處理等事件的發(fā)生。

2.3 高度可靠性

傳統(tǒng)核電廠控制系統(tǒng)在信號傳輸過程中往往易受到干擾、控制特性不好、重要設(shè)備易發(fā)生故障。核電廠應(yīng)用數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)，有效避免信號傳輸過程中受到干擾，使重要設(shè)備始終處于安全狀態(tài)，從而避免重要設(shè)備發(fā)生故障，有效保持高度可靠性。

2.4 高度可維護(hù)性

核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)本身就是一個十分復(fù)雜且龐大的系統(tǒng)，確保其開展長期、連續(xù)、可靠的工作狀態(tài)，從而確保核電廠的安全、正常運(yùn)行。核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)是一項工作量巨大，同時技術(shù)性很強(qiáng)的工作，對于核電廠的正常營運(yùn)來說具有一定的負(fù)擔(dān)，因此，核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)具備高度可維護(hù)性，從而為核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的正常、安全運(yùn)行打下堅實基礎(chǔ)，真正促進(jìn)核電廠健康持續(xù)發(fā)展。

3 核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國電子、儀表以及控制設(shè)備領(lǐng)域中發(fā)生了翻天覆地的變化，數(shù)字化技術(shù)在各個領(lǐng)域中應(yīng)用的程度逐漸加深，同時表現(xiàn)出良好的優(yōu)越性，真正處于主導(dǎo)地位。由此可見，核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)全面實現(xiàn)數(shù)字化是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。世界發(fā)達(dá)國家近年來發(fā)展新一代核電廠過程中全部都是采用全數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)。包括已經(jīng)完成建設(shè)同時已經(jīng)投入使用的法國1450MW N4系列壓水堆核電廠，以及日本1350MW ABWR沸水堆核電廠，并且當(dāng)前世界中尚處于建設(shè)過程中未投入使用的發(fā)達(dá)國家核電廠無一不是全面應(yīng)用了數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)[3]。我國在建設(shè)核電廠過程中積極進(jìn)行改進(jìn)，全面應(yīng)用數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)，并且我國許多老一代在役核電廠已經(jīng)進(jìn)行全面數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)改造，或者正在進(jìn)行全面數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的改造。由此可見，核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)實現(xiàn)全面數(shù)字化是必然發(fā)展趨勢，從而真正推動核電廠的可持續(xù)發(fā)展，真正為人類生產(chǎn)生活提供更為有利的條件。

4 總結(jié)

綜上所述，將數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)應(yīng)用在核電廠中具有十分重要的意義，同時也是核電廠發(fā)展的必然趨勢，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)將會不斷改革創(chuàng)新，真正為核電廠的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供堅實保障，從而促進(jìn)核電廠供電質(zhì)量的提高。因此，核電廠應(yīng)重視數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的有效控制，配備專業(yè)的操作人員，真正確保核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)建設(shè)的完善性。

參考文獻(xiàn)：

[1]商海龍，李海煌.核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技傳播，2017，9（10）：27-28.

[2]劉中明，陸荊，李紅英.核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2016（03）：244.

[3]楊岐.核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].核動力工程，1998（02）：29-34.