核设施安全级控制系统的报警模块、方法及控制系统与流程

本发明属于核设施控制，具体涉及一种核设施安全级控制系统的报警模块、报警方法及安全级控制系统。

背景技术：

1、安全级控制系统是乏燃料后处理厂的重要安全系统之一，对环境保护、保护厂区设备和人员的安全、提高乏燃料后处理厂的可用性都具有极其重要的作用，其中，安全级控制系统包括安全级控制盘，安全级控制盘安装有数显仪、按钮、报警灯、指示灯、继电器等元件。

2、乏燃料后处理厂安全级测点采用冗余测量的方式，当其中一路仪表信号超过阈值时，即需要通过喇叭产生声音报警，同时触发相应报警灯闪烁，并可通过控制盘上的报警消音按钮消除警报声。目前，采用纯继电器搭建的硬件电路实现以上安全级测点的报警功能，然而乏燃料后处理厂的安全级测点数量多、安全级控制盘盘面资源有限，由继电器搭建的报警电路存在占用空间大、线路多，不便于安装、调试、检修的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种核设施安全级控制系统的报警模块、报警方法及安全级控制系统，基于逻辑电路实现安全级控制系统的报警功能、报警确认和消音功能、试灯功能的集成，占用空间小，且模块化集成使得安装、调试、检修更方便，从而提高核设施的安全性。

2、第一方面，本发明提供一种核设施安全级控制系统的报警模块，包括输入单元、逻辑阵列单元、输出单元。

3、输入单元，与逻辑阵列单元连接，用于向逻辑阵列单元输出四路开关量输入信号，其中，四路开关量输入信号包括报警确认和消音信号di1、试灯信号di2、报警信号di3和报警信号di4。逻辑阵列单元，用于通过逻辑电路实现以下第一逻辑表达式功能，并输出三路控制信号：

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5、其中，第一逻辑表达式功能包括报警功能、报警确认和消音功能、试灯功能，三路控制信号包括报警声音信号do1、与报警信号di3对应的灯信号do2、与报警信号di4对应的灯信号do3，第一逻辑表达式中的a为报警确认和消音信号di1的瞬动触发状态，b为试灯信号di2的输入状态，c为报警信号di3的输入状态，d为报警信号di4的输入状态，y1为报警声音信号do1的输出状态，y2为灯信号do2的输出状态，y3为灯信号do3的输出状态，y4的1为灯信号do2的0/1状态，y5的1为灯信号do3的0/1状态，表示非a，表示非c，表示非d。输出单元，与逻辑阵列单元连接，用于接收三路控制信号并通过断路器控制外部的喇叭、灯的回路通断。

6、优选地，所述逻辑阵列单元包括第一dq触发器、第二dq触发器、方波发生器单元、若干个逻辑与门、若干个逻辑非门、若干个逻辑或门。

7、第一dq触发器的输入端接收报警确认和消音信号di1，第一dq触发器的反相输出端接入逻辑与门8h，报警信号di3接入逻辑与门8h和第一dq触发器的清零输入端，同时，第二dq触发器的输入端接收报警确认和消音信号di1，第二dq触发器的反相输出端接入逻辑与门8g，报警信号di4接入逻辑与门8g和第二dq触发器的清零输入端，逻辑与门8h和逻辑与门8g的输出端均接入逻辑或门12e，逻辑或门12e输出报警声音信号do1，用于实现报警功能、报警确认和消音功能。

8、逻辑与门8e的输入端接收试灯信号di2，逻辑与门8e的输入端还与逻辑非门5e的输出端连接，逻辑非门5e的输入端接收报警信号di3，第一dq触发器的正相输出端和方波发生器单元的输出端均接入逻辑或门9e，逻辑或门9e的输出端和报警信号di3均接入逻辑与门11h，逻辑与门11h和逻辑与门8e均接入逻辑或门9h的输入端，逻辑或门9h输出灯信号do2，用于实现试灯功能、报警确认和消音功能。

9、逻辑与门8f的输入端接收试灯信号di2，逻辑与门8f的输入端还与逻辑非门5f的输出端连接，逻辑非门5f的输入端接收报警信号di4，第二dq触发器的正相输出端和方波发生器单元的输出端均接入逻辑或门9f，逻辑或门9f的输出端和报警信号di4均接入逻辑与门11g，逻辑与门11g和逻辑与门8f均接入逻辑或门9g的输入端，逻辑或门9g输出灯信号do3，用于实现试灯功能、报警确认和消音功能。

10、优选地，所述逻辑阵列单元还用于通过逻辑电路实现以下第二逻辑表达式功能：其中，第二逻辑表达式功能包括故障安全功能，y0为模块故障。

11、优选地，所述逻辑阵列单元还包括故障安全功能电路。故障安全功能电路包括故障灯、若干个逻辑非门、若干个逻辑与门、若干个逻辑或门。

12、第一dq触发器的正相输出端和第二dq触发器的正相输出端均接入逻辑或门12f，逻辑或门12f的输出端分别接入逻辑非门6h、逻辑与门16h、逻辑与门11f，逻辑非门6h的输出端分别接入逻辑与门14g、逻辑与门14h，逻辑或门12e的输出端分别接入逻辑非门6e、逻辑与门16e、逻辑与门16f、逻辑与门11e、逻辑与门18e，逻辑非门6e的输出端分别接入逻辑与门14e、逻辑与门14f，逻辑与门14e的输出端接入逻辑与门14g，报警信号di3分别接入逻辑非门6g、逻辑与门14e，逻辑非门6g的输出端分别接入逻辑与门16g、逻辑与门16f，报警信号di4分别接入逻辑非门6f、逻辑与门14f，逻辑非门6f的输出端分别接入逻辑与门16e、逻辑与门11e，逻辑与门14f的输出端接入逻辑与门14h，逻辑与门16e的输出端接入逻辑与门16g，逻辑与门16f的输出端接入逻辑与门16h，逻辑与门11e的输出端接入逻辑与门11f。

13、逻辑与门14g和逻辑与门14h的输出端均接入逻辑或门13e，逻辑或门13e和逻辑与门16g的输出端均接入逻辑或门13f，逻辑或门13f和逻辑与门16h的输出端均接入逻辑或门13g，逻辑或门13g和逻辑与门11f的输出端均接入逻辑或门13h，逻辑或门13h的输出端依序连接故障灯和逻辑非门5g，逻辑非门5g的输出端分别接入逻辑与门18e、逻辑与门18f、逻辑与门18g，逻辑或门9h的输出端接入逻辑与门18f，逻辑或门9g的输出端接入逻辑与门18g，逻辑与门18e输出报警声音信号do1，逻辑与门18f输出灯信号do2，逻辑与门18g输出灯信号do3，故障安全功能电路用于实现故障安全功能。

14、优选地，方波发生器单元包括晶振、分频器、调频电路。

15、分频器的输入端与晶振串接，分频器用于将第一频率的晶振进行分频，得到第二频率和预设幅值的方波信号。调频电路包括依序串接的旋转编码开关、计数器、d触发器，计数器的输入端与分频器的输出端连接，调频电路用于调整所述方波信号的周期，以实现报警输出频率可调功能。

16、优选地，所述逻辑阵列单元包括第一dq触发器、第二dq触发器和逻辑或非门。第一dq触发器和第二dq触发器的输入端均接收报警确认和消音信号di1，报警信号di3接入第一dq触发器的清零输入端，报警信号di4接入第二dq触发器的清零输入端，第一dq触发器和第二dq触发器的正相输出端均接入逻辑或非门，逻辑或非门用于输出报警确认和消音信号di1的瞬动触发状态a。

17、优选地，输入单元包括四个处理组件，四个处理组件分别用于输出一路开关量输入信号。处理组件包括气体放电管、光耦驱动电路、施密特触发器、rc滤波电路。开关量输入信号与气体放电管并联后串接至光耦驱动电路，光耦驱动电路的输出端与施密特触发器连接，施密特触发器的输出端与rc滤波电路连接，rc滤波电路用于输出开关量输入信号。

18、优选地，报警模块还包括电源单元。

19、电源单元分别与输入单元、逻辑阵列单元连接，用于向输入单元和逻辑阵列单元提供电源。电源单元包括直流电源、防浪涌及静电电路、防反接电路、emc滤波器、隔离稳压电源。防浪涌及静电电路的输入端与直流电源连接、其输出端与防反接电路的输入端连接。emc滤波器的输入端与防反接电路的输出端连接，emc滤波器的输出端与若干个并联的隔离稳压电源连接，emc滤波器用于过滤高频干扰和电磁辐射。若干个隔离稳压电源的输出端分别连接逻辑阵列单元、输入单元。

20、优选地，输出单元包括三个继电器。三个继电器分别用于接收逻辑阵列单元输出的三路控制信号。

21、第二方面，本发明还提供一种核设施安全级控制系统的报警方法，包括：接收四路开关量输入信号，其中，四路开关量输入信号包括报警确认和消音信号di1、试灯信号di2、报警信号di3和报警信号di4；通过逻辑电路实现以下第一逻辑表达式功能，得到三路控制信号，

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23、其中，第一逻辑表达式功能包括报警功能、报警确认和消音功能、试灯功能，三路控制信号包括报警声音信号do1、与报警信号di3对应的灯信号do2、与报警信号di4对应的灯信号do3，第一逻辑表达式中的a为报警确认和消音信号di1的瞬动触发状态，b为试灯信号di2的输入状态，c为报警信号di3的输入状态，d为报警信号di4的输入状态，y1为报警声音信号do1的输出状态，y2为灯信号do2的输出状态，y3为灯信号do3的输出状态，y4的1为灯信号do2的0/1状态，y5的1为灯信号do3的0/1状态，表示非a，表示非c，表示非d；将三路控制信号分别通过断路器控制外部的喇叭、灯的回路通断。

24、第三方面，本发明还提供一种核设施安全级控制系统，包括安全级控制盘台、和第一方面所述的核设施安全级控制系统的报警模块。核设施安全级控制系统的报警模块的输入端连接安全级控制盘台的盘台按钮和阈值比较模块，其输出端连接安全级控制盘台的喇叭、灯，报警模块用于接收安全级控制盘台的开关量输入信号，并输出相应的故障报警控制信号。

25、本发明提供的一种核设施安全级控制系统的报警模块、报警方法及安全级控制系统，通过设计满足报警功能、报警确认和消音功能、试灯功能的逻辑表达式，并基于四路开关量输入信号和实现逻辑表达式的逻辑电路，输出满足功能的故障报警控制信号。因此，基于逻辑电路实现安全级控制系统的报警功能、报警确认和消音功能、试灯功能的集成，占用空间小，且模块化集成使得安装、调试、检修更方便，从而提高核设施的安全性。