核电厂仪控系统响应时间偏差分析方法研究与应用

核电厂仪控系统响应时间偏差分析方法研究与应用

李艳阳 许惠民

海南核电有限公司 海南省昌江县 572733

摘要：核电厂仪控系统的响应时间直接影响着核电厂仪控系统的运用效果，一旦其出现了严重的响应时间偏差问题，将会严重影响到仪控系统对核电系统与设备的控制效果，也会严重影响到核电工作的安全开展。基于此，相关的核电部门应深度分析核电厂仪控系统响应时间偏差问题，制定出科学合理的响应时间范围，以进行对仪控系统的有效运用，保障核电厂工作的安全和高效开展。

关键词：核电厂；仪控系统；响应时间；偏差分析方法

前言：

核电仪控系统中的系统响应时间，所指的是系统接受到信号进行逻辑处理的响应时间，而当响应时间出现问题的时候，就会使得这些信息无法及时地逻辑处理，自然就会影响到仪控系统对于核电厂设备的控制效果，也会使得核电厂的工作无法安全开展，会使得核电厂的经济效益受到严重的损失。因此，相关的核电厂应积极地研究核电仪控系统响应时间偏差，结合仪控系统在核电厂中的应用情况，运用试验的方式检测信号在 DCS中处理过程的响应时间有严格要求，以进行对核电厂仪控系统响应时间偏差合理区间的合理设定，使得仪控系统的响应时间真正符合核电厂工作要求，促使核电厂工作效率和效果的不断提升。

一、整体方案

为进行对核电仪控系统响应时间偏差的合理分析，相关的核电厂应制定出科学合理的核电仪控系统响应时间偏差方案，通过对DCS平台信号处理流程的分析，进行对处理时间的分析，进行对信号响应时间的合理判定。而从实际的信号响应时间长短情况来说，当信号处理流程过长，就会使得信号响应时间变长，其相应的核电响应时间的实验就会受到不良影响。所以，相关的核电厂应严格地规范试验人员，合理地开展DCS平台信号处理，从根源上避免流程过长产生的影响核电仪控系统响应时间偏差的问题，而是使得电源切换试验时间间隔的读取、反应堆保护系统响应时间的测量、阀门行程时间的读取都能十分精确，使得整个流程能得到高效地开展，以加强对核电厂仪控系统响应时间偏差和合理范围的有效判定。

其整个信号流程可以设计为t视为就地信号发出的计时起点，s为 DCS信号处理过程中的时间偏差，s、t为 HMI显示时间。在对 DCS平台信号处理过程、路径及响应时间研究的基础上，相关的核电部门应结合仪控系统的实际工作情况，运用响应时间偏差处理技术，建立一套精确的响应时间区间范围分析方法，这样才能有效地对 DCS各个环节的响应时间和处理时间进行分类，形成快速响应时间区间范围量化分析的模型，之后，相关的核电部门就可以通过对模型的分析，整理出真正符合核电厂仪控系统响应时间偏差的合理范围，将响应时间的偏差控制在合理范围之内，使得其响应时间能得到保障，使得信号也能得到有效地处理，随之有效地保障核电厂仪控系统的工作效果。而相关的核电部门在分析核电相应时间量化模型过程之中，还确定采集信号的卡件类型、信号环网传递方式、信号处理的 CPU类型、输出信号的卡件类别、代入响应时间区间范围，以进行对信号传输流程的确认，避免外界因素所产生的影响信号传输，以及后续响应时间范围判定的不良现象，而是使其核电厂仪控系统响应时间范围能真正得到合理判定，为核电厂得到有效的仪控系统应用奠定坚实的基础。

二、核电厂仪控系统响应时间偏差分析的背景案例

本文对某核电厂仪控系统响应时间偏差进行分析，在此核电厂用电切换到柴油机供电的带载试验期间，设备都需按照正常工作的要求进行正确动作，相关的核电试验人员则可以此为例开展相应的核电厂仪控系统响应时间偏差分析工作，通过进行对其LHB001JA分闸时间、相应设备启停时间的检测，进行对各时间节点(采集监视点为各设备启停反馈信号)理论时间偏差进行深度分析。在开展分析的过程之中，相关的试验人员还需正确地认识到，当设备的启停时间都能符合试验响应时间准则要求，才能保障仪控系统响应信号和处理信号的效果，所以，相关的试验工作人员应进行对各设备反馈信号在 DCS平台中的处理时间的深度分析，判定其是否与真实的响应时间准则相符，如若不符则进行对其有效的处理，以加强对核电厂仪控系统相应时间应用效果的保证。

三、信号处理响应时间影响分析

通过以上核电厂仪控系统响应时间偏差案例分析可见，由于DCS平台采用了分布式拓扑结构，这就使得每个环节都受到了信号处理响应时间的影响，主要是受到I/O模块的输入输出延时、CPU模块处理的延时、网络通信周期性延时，这三个方面因素的影响，相关的核电部门应进行对这三个影响因素的深度分析，以制定出有效的偏差控制方法，将其有效地应用到实际的核电工作之中，使得核电厂仪控系统的工作效果能得到更好地保障。

其一，  I/O模块的输入输出延时，其I/O 卡件通过 BUS总线传递到 CPU的响应时间，取决于每条总线上集成的 I/O卡件的数量，其信号流路径的好坏直接影响着  I/O模块的输入输出，当其出现数量变少就会使得信号流路径变少，自然就会使得其出现延时的问题。

其二， CPU模块处理的延时，因为CPU模块不是实时处理数据的，都是通过定期扫描处理输入，这就使得其CPU模块在处理数据的过程之中，其信号传递总体响应时间就会有偏差，这就是CPU模块所产生的延时问题。而且CPU环节对信号响应时间的影响需要根据信号指令扫描时间来判断，当其出现了延时问题的时候，就会使得响应时间也出现各种问题，自然就使得仪控系统无法根据CPU周期性输出信号做出响应，会使得核电厂的工作受到严重影响。

其三，网络通信周期性延时，正是因为L1b网关的通信延时，这就使得通信网也产生的信号延迟的问题，这就使得计算机信号传递处理的效果变得缓慢，其响应时间就会产生与规范化响应时间的不符要求，也会使得核电厂的仪控系统工作受到严重的影响，非常不利于核电厂工作的顺利开展。

四、模型建立及方法应用

基于核电厂中这三种因素对于响应时间的影响问题，相关的核电厂可以通过BAS试验周期间出现的时间偏差问题，进行合理的响应时间偏差区间范围的判定，以制定出有效的响应时间偏差处理方法。相关的核电厂可以进行对I/O卡件信号采集、CPU信号处理及柜间通信等环节，与BAS试验实际记录时间进行比对，制定出一个合理的响应时间偏差区间范围，之后，相关的核电试验人员就可以运用这种分析方法进行对其他试验相关设备在 DCS采集 LHB002JA合闸反馈、KIC读取等合理响应时间范围模型的制定，这样就可以根据这一模型所计算出的规范的响应时间，进行对核电厂汇总各个工作环节或是I/O卡件信号采集，或是CPU信号处理等环节中响应时间的合理规范，使其能保障在正常的响应时间范围之内，其核电厂仪控系统的安全运用效果也就能得到更加高效地保障。而且相关的核电试验工作人员还需进行对模型的深度分析，通过加强对I/O卡件信号采集、CPU信号处理及柜间通信，使信号传递时间的监测，制定出相应的响应时间误差处理方案，使得响应时间的偏差能被控制在合理的范围之内，有效地提高仪控系统在核电厂中的安全应用效果，也使得仪控系统能有效地发挥出快速调控核电设备的应用价值，加快核电厂健康发展的步伐。

结束语：

总而言之，核电厂仪控系统在工作的过程之中，不可避免地会产生响应时间偏差问题，进行对其偏差的合理分析和处理，才能有效地保障仪控系统的安全运用效果。相关的核电厂可以通过DCS信号处理响应时间偏差的分析方法，制定出符合核电厂中仪控系统所需的 DCS信号处理流程和响应时间偏差的分析模型，通过对这一模型的分析，分析出真正符合核电厂工作所需的仪控系统的合理响应时间范围，并进行对各个响应时间偏差问题的额有效处理，使得其响应时间偏差问题能得到高效地处理，从而全面地发挥出核电仪控系统的运用价值，使得核电厂核电工作能更加安全和高效地开展。

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