核设施安全级控制系统计算模块、设备、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计算模块、计算设备、安全级控制系统、安全级控制系统计算方法。

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。

2、目前，后处理厂中存在部分无法直接测量的信号，例如：现场吹气仪表由于机柜中硬件设备无计算功能，无法将采集的差压值转换为介质的液位值或界面高度，影响现场仪表和安全级控制盘上的二次表信息的一致性，进而影响后处理厂的安全性。

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计算模块、计算设备、安全级控制系统、安全级控制系统计算方法，实现现场仪表和安全级控制盘上的二次表信息的一致性，从而提高厂房的安全性。

2、第一方面，本发明提供一种核设施安全级控制系统计算模块，包括输入单元、计算单元、通信单元、输出单元。

3、输入单元，用于接收若干路第一模拟量信号，并将第一模拟量信号转换为数字量信号。计算单元，与输入单元连接，用于根据预先配置的运算功能对若干路数字量信号进行运算，得到运算结果。输出单元，与计算单元连接，用于将运算结果转换为若干路第二模拟量信号后输出，还用于根据异常信息输出一路报警信号。通信单元，与计算单元连接，用于实现计算单元与上位机的通信连接。

4、优选地，计算单元包括单片机。

5、单片机，用于根据上位机预先配置的如下运算功能对若干路数字量信号进行运算：

6、

7、其中，δpl为现场仪表测量值，单位kpa，ρ固为固定密度设定值，单位g/cm3，h距底为高度设定值，单位mm，g为重力加速度设定值，取值9.81，h为高度，单位mm。

8、单片机，还用于根据上位机预先配置的如下运算功能对若干路数字量信号进行运算：

9、

10、其中，p1、p2为现场仪表测量值，单位kpa，δh、h2为高度设定值，单位mm，h1为高度。

11、单片机，还用于根据上位机预先配置的如下运算功能对若干路数字量信号进行运算：

12、li＝(δp1-δp2×h1)/(δp3/h2-δp2×h3)+h4

13、其中，δp1、δp2、δp3为现场仪表测量值，单位kpa，h1、h2、h3、h4为高度设定值，li为界面高度。

14、单片机，还用于根据上位机预先配置的如下运算功能对若干路数字量信号进行运算：

15、

16、其中，δp为现场仪表测量值，单位pa，α为流量系数设定值，ε为流束膨胀系数设定值，π为设定值，d为管道内径设定值，单位m，ρ为流体密度设定值，单位kg/m3，q为体积流量，单位m3/s。

17、优选地，输入单元包括防浪涌及静电电路、取样电阻、模数转换a/d芯片、数字隔离器。

18、防浪涌及静电电路与取样电阻串联构成第一支路，若干个第一支路并联后与a/d芯片连接，第一支路用于将所接收的第一模拟量信号转换为电压信号后输入至a/d芯片。a/d芯片，用于将电压信号转换为数字量信号。数字隔离器，其输入端与a/d芯片连接，其输出端与计算单元的单片机连接，用于隔离数字量信号。

19、优选地，输出单元包括数字隔离器、数字模拟转换器dac驱动电路、防浪涌及静电电路、继电器驱动、继电器。

20、数字隔离器、dac驱动电路、防浪涌及静电电路串联构成第二支路，若干个第二支路用于将计算单元的单片机输出的运算结果转换为若干路第二模拟量信号后输出。继电器驱动与继电器串接，用于输出一路报警信号。

21、优选地，通信单元包括数字隔离器、usb芯片、静电放电保护电路、usb接口。数字隔离器与计算单元的单片机连接。数字隔离器、usb芯片、静电放电保护电路、usb接口依序串联，usb接口的另一端用于与上位机连接。

22、优选地，计算模块还包括电源单元。电源单元，与输入单元、计算单元、输出单元连接，用于向输入单元、计算单元、输出单元提供电源。异常信息包括以下之一：输入信号超量程、采集异常、计算模块故障。

23、优选地，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a/d芯片、单片机、dac驱动电路。

24、第二方面，本发明还提供一种核设施安全级控制系统的计算设备，包括上位机和第一方面所述的核设施安全级控制系统计算模块。

25、上位机，与若干个核设施安全级控制系统计算模块连接，用于给若干个核设施安全级控制系统计算模块预先配置运算功能和参数，还用于校准所述计算模块的输入输出。

26、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、隔离分配器和第一方面所述的核设施安全级控制系统计算模块。核设施安全级控制系统计算模块的输出端分别连接隔离分配器和安全级控制盘台，核设施安全级控制系统计算模块用于将若干路第二模拟量信号输出至隔离分配器和安全级控制盘台。

27、第四方面，本发明还提供一种核设施安全级控制系统计算方法，应用于第一方面所述的核设施安全级控制系统计算模块，所述方法包括：接收若干路第一模拟量信号，并将第一模拟量信号转换为数字量信号；根据预先配置的运算功能对若干路数字量信号进行运算，得到运算结果；将运算结果转换为若干路第二模拟量信号后输出。

28、本发明提供的核设施安全级控制系统计算模块、计算设备、安全级控制系统、安全级控制系统计算方法，通过计算模块将若干路的第一模拟量信号根据预先配置的运算功能进行运算，再将运算结果转换为第二模拟量信号输出，同时对异常信息进行报警，以保证从现场仪表采集的信号与安全级控制盘台上二次表中的第二模拟量信息一致，从而提高厂房的安全性。且通过通信单元与上位机连接，可根据现场变化的测量需求实时配置计算模块的运算功能，从而在低成本情况下满足现场变化的测量需求。

技术特征：

1.一种核设施安全级控制系统计算模块，其特征在于，包括输入单元、计算单元、通信单元、输出单元，

2.根据权利要求1所述的核设施安全级控制系统计算模块，其特征在于，计算单元包括单片机，

3.根据权利要求2所述的核设施安全级控制系统计算模块，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的核设施安全级控制系统计算模块，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的核设施安全级控制系统计算模块，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的核设施安全级控制系统计算模块，其特征在于，还包括电源单元，

7.根据权利要求6所述的核设施安全级控制系统计算模块，其特征在于，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，

8.一种核设施安全级控制系统的计算设备，其特征在于，包括上位机和权利要求1-7任一项所述的核设施安全级控制系统计算模块，

9.一种核设施安全级控制系统，其特征在于，包括安全级控制盘台、隔离分配器和权利要求1-7任一项所述的核设施安全级控制系统计算模块，

10.一种核设施安全级控制系统计算方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的核设施安全级控制系统计算模块，所述方法包括：

技术总结本发明公开一种核设施安全级控制系统计算模块、计算设备、安全级控制系统、安全级控制系统计算方法，属于核设施控制技术领域。计算模块包括：输入单元、计算单元、通信单元、输出单元。输入单元用于接收若干路第一模拟量信号，并将第一模拟量信号转换为数字量信号。计算单元用于根据预先配置的运算功能对若干路数字量信号进行运算，得到运算结果。输出单元用于将运算结果转换为若干路第二模拟量信号后输出，还用于根据异常信息输出一路报警信号。通信单元与计算单元连接，用于实现计算单元与上位机的通信连接。该装置可实现现场仪表测量信号和安全级控制盘的输入信号的一致性，从而提高厂房的安全性。技术研发人员：刘泽辰,张博,杨庆彧,李晓薇,崔国华,丁长富,宝音,刘建伟,杨佳煜,赵利美,杨颖姝,崔瑶,吴珂,胡彦涛,田树龙,武婧受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15