袁賀飛

摘要：我國在電氣自動化設(shè)備研究方面的能力比較薄弱，而核安全級數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)是1E級的電氣設(shè)備，它的安全性、可靠性以及設(shè)計的合理性都需要通過設(shè)備鑒定的嚴格檢驗。但是按照我國現(xiàn)階段的發(fā)展水平，仍然還未達到形成完整的設(shè)備鑒定體系的高度，國內(nèi)大部分正在使用的數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)都是從國外進口的，這就要求技術(shù)工作者對國外較成熟的核安全級數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)進行深入調(diào)查和研究。

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

中圖分類號：TM623文獻標識碼：A

引言

伴隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的不斷提高，使得核電廠的建設(shè)工作也在不斷的發(fā)展和進步，正因為如此，使得核電廠的應(yīng)用力度也有了很大的提高。伴隨著信息化時代的到來，自動化和數(shù)字化技術(shù)在很多行業(yè)都逐漸發(fā)揮出越來越大的作用，尤其是在核電行業(yè)，相關(guān)的工作人員正在嘗試對自動化儀表進行應(yīng)用，并且將此項工作納入到核電行業(yè)發(fā)展的重點工作內(nèi)容。當今時代，核電行業(yè)正在朝著開發(fā)、開發(fā)、管理和應(yīng)用一體化的趨勢發(fā)展，從而使得相關(guān)參數(shù)的科學(xué)性與準確性成為了保證一切工作的因素，如此才能夠從根本上提高工作的效率和質(zhì)量。不僅如此，在當今時代，如果核電廠開發(fā)工作不能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，還會增加工作人員的勞動強度。從總體的角度來講，實現(xiàn)數(shù)字化核電廠已經(jīng)成為了核電行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

1核電廠數(shù)字化概念和意義

1.1數(shù)字化概念

數(shù)字化技術(shù)在不斷的應(yīng)用過程當中得到了很大的發(fā)展，其實質(zhì)是把各類復(fù)雜多變的信號轉(zhuǎn)變成為數(shù)字和數(shù)據(jù)，從而能夠以此為依據(jù)，建立相應(yīng)的模型，接著在完成向二進制代碼的轉(zhuǎn)變，將結(jié)果導(dǎo)入到計算機系統(tǒng)當中對其進行處理。這一過程通常是以數(shù)字化作為基礎(chǔ)，以數(shù)字和數(shù)據(jù)作為依據(jù)，具有較強的繼承性和系統(tǒng)性，并且智能化程度較高。要想全面實現(xiàn)這一功能，需要應(yīng)用多項技術(shù)。其中包括：視頻技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)智能分析技術(shù)、自動化控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)的共享和交換技術(shù)，將各類不同的技術(shù)進行集成與整合，從而達到精準控制和準確判斷，進一步提高我國核電廠工作的效率和質(zhì)量。

1.2核電廠的數(shù)據(jù)化建設(shè)意義

從目前的情況來看，我國核電廠數(shù)字化的建設(shè)工作正在開展和進行當中，并且其自動化的水平也在逐漸的提高。在核電廠的生產(chǎn)過程當中對系統(tǒng)化和智能化程度的儀器和設(shè)備進行了有效的利用，從而使得核電廠當中的處理站、中轉(zhuǎn)站以及油水井和計量站等重要設(shè)施和節(jié)點都能夠為系統(tǒng)提高準確可靠的數(shù)據(jù)，最大程度的保證了現(xiàn)場各類生產(chǎn)參數(shù)始終具有高度的準確性，這些數(shù)據(jù)傳送至系統(tǒng)之后，便于工作人員對核電廠的運行情況進行實時的監(jiān)控，提高了核電廠生產(chǎn)的安全性，并且能夠在很大程度上降低工作人員的勞動量。

2核電廠數(shù)字化儀表與控制系統(tǒng)的應(yīng)用要點

2.1充分利用交流變頻技術(shù)

在核電工業(yè)的生產(chǎn)指揮自動化系統(tǒng)中，為滿足控制離心泵出口流量的需求，所使用的調(diào)節(jié)器需要根據(jù)工況設(shè)定最佳PID值進行調(diào)節(jié)控制，進而對調(diào)節(jié)閥的開度流量起到相應(yīng)的控制效果。但需要注意的是，這種在規(guī)律下進行調(diào)節(jié)控制的調(diào)節(jié)方案是存在一定缺陷的。主要表現(xiàn)如下：節(jié)能性較差，這種以變阻力元件為主要元配件進行工作調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器，其本身存在一定能量損耗;經(jīng)濟性較小，因為離心泵的出口側(cè)面設(shè)有截止閥，用以配合調(diào)節(jié)閥的正常運行，這就限制了泵的選擇，要求所選用的離心泵必須要具備較大的額定功率，以滿足負荷不斷變化的動力需求，同時也不利于實現(xiàn)經(jīng)濟的調(diào)節(jié)方案。

在電子科技的推動下，所研發(fā)的變頻節(jié)能調(diào)速器廣泛用于各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。這是因為變頻調(diào)速器具有很好的節(jié)能效果，且更加經(jīng)濟方便，極大地提高設(shè)備的運行效率。而用于工業(yè)化工生產(chǎn)系統(tǒng)中的調(diào)速器，同樣可以充分利用高性能的變頻技術(shù)來完善其調(diào)節(jié)方案，即利用變頻調(diào)速器來控制泵的出口流量。使用交流變頻調(diào)速器呈現(xiàn)下述優(yōu)越性：安裝方式具有非接觸、無阻力的特點;由于對泵轉(zhuǎn)速直接進行控制，進而更容易有效控制流量;采用大范圍無級調(diào)速，調(diào)節(jié)效果會更好，省去調(diào)節(jié)閥等一系列環(huán)節(jié)。按照原則選用機泵以及調(diào)節(jié)閥上的壓降，通過變頻控制器共同組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提高整體效率，這種方式預(yù)計能夠減少電能消耗約百分之三十;而對于那些原有機泵選擇過盈量太多，或者機泵在生產(chǎn)時低負荷運行的，節(jié)能效果相對而言更佳顯著。

2.2DCS控制系統(tǒng)功能

從總體的角度來講，DCS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)很多功能。首先可以實現(xiàn)核電廠開發(fā)過程當中對各個流程工藝的實時監(jiān)控，并且根據(jù)數(shù)據(jù)來實現(xiàn)動態(tài)模擬，從而使得整個開發(fā)過程具有較高的時效性，給管理人員的工作帶來了很大的便利。另外還可以對開發(fā)場地所有的數(shù)據(jù)自行采集和存儲，并以圖形的方式直觀的向工作人員展現(xiàn)變化趨勢。DCS系統(tǒng)還能夠?qū)r間進行設(shè)置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)班、日、月以及年報的自行輸出打印，便于工作人員對相關(guān)材料的管理和歸檔。除了上述的功能之外，還可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能，發(fā)現(xiàn)異常情況及時向工作人員發(fā)出警報，然后自動對信號進行匯總、存儲和輸出。最后，該系統(tǒng)還可以根據(jù)不同的用戶有針對性的設(shè)置權(quán)限，不同的崗位可以對不同的功能進行操作。

2.3中央控制室與系統(tǒng)子站相連接

（1）中央控制室。對于核電廠的開發(fā)工作，可以利用DCS系統(tǒng)子站將通信路線與中央控制室連接，同時在中央控制室中獲取DCS子站的數(shù)據(jù)信息、環(huán)節(jié)與自動化儀表的檢驗圖示，通過整理與分析生成數(shù)據(jù)系統(tǒng)，便于在DCS運行期間自主的對核電廠系統(tǒng)加以操作。此外，中央控制室的工作人員能夠?qū)ο胍粋€階段的DCS子站系統(tǒng)進行在線或者離開狀態(tài)的修改，提高中央控制室工作人員的管理水平，制定規(guī)范的決策制定進行數(shù)據(jù)處理，進而實現(xiàn)對核電數(shù)據(jù)與人員的科學(xué)化管理，更好的構(gòu)建動態(tài)獲取信息模型[3]。（2）DCS體系作用。將自動化儀表應(yīng)用在數(shù)字化核電廠建設(shè)中，也就是將DCS體系的作用充分利用過程，所以在進行中央控制室與系統(tǒng)子站相連接的工作時，需要收集并分析數(shù)據(jù)信息，對有效信息加以保存并且繪制數(shù)據(jù)變化表格，促使其自動體現(xiàn)出核電廠企業(yè)中各項工作的開展情況。此外，利用DCS體系，核電企業(yè)管理人員可以隨時監(jiān)督與管理核電項目的整個運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使工程師能夠依據(jù)相關(guān)提示對數(shù)據(jù)信息加以整合與優(yōu)化，為操作人員提供便利條件。因此，通過將中央控制室與系統(tǒng)子站相連接，實現(xiàn)數(shù)字化核電廠的建設(shè)。

2.4選擇無壓損或低壓損的自動化儀表

在測試流體流量時，節(jié)能裝置在其實際測試過程中存在的壓損較大，而節(jié)能裝置的使用率很高，約為70%，這樣不利于節(jié)能。因此，在工業(yè)領(lǐng)域無壓損和低壓損儀表得到較大關(guān)注，尤其是近幾年廣泛應(yīng)用的旋進旋渦流量計和笛形均速管流量計。其具有造價低廉、壓損微小和安裝方便的特點，受到各核電廠一線操作人員的好評。儀表選擇是核電廠設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，在考慮儀表性能的同時要兼顧節(jié)能，而通過研發(fā)和革新制造出更加環(huán)保、節(jié)能的儀表也成為儀表行業(yè)的一個新的發(fā)展方向。

結(jié)束語

綜上所述，開展自動化儀表在實現(xiàn)數(shù)字化核電廠中的應(yīng)用對核電廠行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的作用，現(xiàn)階段，核電企業(yè)管理人需要認真分析自動化儀表的功能，創(chuàng)新應(yīng)用手段，構(gòu)建應(yīng)用機制，科學(xué)的將自動化儀表應(yīng)用在核電廠的各項工作中，促進數(shù)字化核電廠的實現(xiàn)。

參考文獻

[1]于宏偉，王江波，邱建文，等.核電廠安全級數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)備鑒定[J].儀器儀表用戶，2015，22（6）：1-4.

[2]曹治民.自動化儀表在實現(xiàn)數(shù)字化核電廠中的應(yīng)用分析[J].石化技術(shù)，2017，24（12）：186-186.

[3]馬雙龍.核電廠數(shù)字化建設(shè)中自動化儀表應(yīng)用探討[J].石化技術(shù)，2018（6）：58-59.