专利名称：数字工厂保护系统的制作方法
本申请的主题公开于申请人的共同未决临时美国专利申请第60/048,922和60/048,923号中，这两份申请皆于1997年6月6日申请，本申请要求享有这两份申请的优先权。
对相关申请的参照本临时申请的主题总的来说涉及1997年4月29日申请的编号为08/848,556未决美国申请中的主题，后者基于1996年6月申请的一份临时申请，其公开内容在此引入以用于完全公开。另外，本申请的主题涉及公开于一份申请(Att.Docket ABB-165)中的内容，此申请由本申请的发明人与此在同一日期提出，题为“数字设计安全激励系统(Digital Engineered Safety Features Actuation System)”，其主题在此引入以作参考。
背景技术：
本发明涉及核电站的数字工厂保护系统，尤其涉及加压水反应堆的数字工厂保护系统(DPPS)。
在核电站中，独立的停车和安全操作系统专门用来监测工厂的运行和评估大量涉及安全的参数。如果一个或更多检测到的参数显示出存在不安全的情况，那么用来减小预期瞬变状况影响的停车系统和/或安全操作系统可以自动执行适当的补救动作。必须使这些安全控制系统即工厂保护系统可靠地工作，因此，必须使所有检测到的参数有效。
在核电站保护系统的范围内，测量与工厂操作(plantoperation)有关的大量参数并不罕见。这些参数包括例如温度、压力、流量、功率密度、中子通量、液面位置等。工厂保护系统的其他功能包括对各种部件的状态监控，这些部件包括阀、泵、电动机、控制装置和发电机。
另外，在某些规定的条件下，工厂保护系统可以通过激励各种场系统(field system)和远程激励装置(remote actuation device)来启动一个事故保护停堆(RT)，即反应堆快速、受控和安全的停车。在加压轻水反应堆的情况下，常通过将缓和控制杆(moderatingcontrol rods)投入反应堆芯以使反应堆处于亚临界状态来实现停车。
在上述编号为08/848,556的共同未决美国申请中，公开了一种用于核工业中的发明，该发明用来提供一种遥感器的自动自测试系统，采用了多传感器、多通道冗余监控电路。该系统通过多个独立且是针对传感器的处理路径来检测或测量一个参数，每个路径都配备有并行的冗余子路径，每个子路径都能够顺序插入处理路径中以实现正常处理，或者与处理路径分离以实现测试。每个传感器直接或间接地将一数字数值提供给一比较器，该比较器将检测值与一预定值进行比较，该预定值又被提供给符合逻辑电路(coincidence logic)，该逻辑电路关于其他处理路径比较器的输入值评估其比较器的输出值，以提供表示合格或不合格状态的输出值。有利的是，该发明提供了一种自动自测试系统，用以检验参数检测系统中的信号路径处理功能和各种逻辑状态的有效性，所述的参数检测系统尤其是那种采用多个冗余处理路径的参数检测系统。
在上述编号为60/048,923的共同未决美国临时申请中，公开了一种用于核工业中的发明，该发明用来提供一种数字设计安全装置启动系统(Digital Engineered Safety Features Actuation System)(DESFAS)，该系统起核电站中工厂保护系统与设计安全装置之间一接口的作用。DESFAS连续监测每个远程启动设计安全装置系统的工厂保护系统启动电路(initiation circuit)，用以在工厂保护系统产生一“停堆(trip)”信号时执行补救动作。借助来自工厂保护系统的启动输入信号和操作员手动执行的输入信号，控制远程设备部件，如电磁阀、电动阀、泵、风扇和风门(dampers)。本发明的DPPS、上述自动自测试系统和上述DESFAS一起构成一个核电站反应堆保护系统。
现有的大多数工厂保护系统属于模拟型，其中通过各种有源器件如运算放大器的专用硬连线来处理模拟值。这些系统通常很复杂且需要进行基本维护。可是，更大的问题是与使用许多运算放大器相关的功能“漂移(drift)”。
运算放大器漂移是放大器的增益随时间变化而变化的一种情况，这通常归因于运算放大器内半导体材料与阻性和容性器件的老化。
如可以理解的那样，在最坏的情况下，漂移误差可以连锁起来以产生比有效输出值低的值。模拟系统可能特别难以解决否则将完全运算的技术要求成分之外的问题所在。这样，定位这些已经漂移到技术要求条件之外的运算放大器的问题可能很浪费时间，当然可能就很昂贵。
在设计阶段通过结合危险/不确定性因素已经提出了运算放大器漂移的问题，这些因素比那些在漂移不成问题时所要求的因素大。这些危险/不确定性因素时常需要核电站在比其他可能的水平低的功率输出水平下工作。
发明概述本发明的一个目的在于提供一种与加压水反应堆一起使用的工厂保护系统，它主要为数字型，并且具有更长的平均无故障工作时间(mean time between failures)。
本发明的另一目的在于提供一种工厂保护系统，其维护比以前的模拟系统更简单。
本发明的另一目的在于提供一种工厂保护系统，它具有便利的可扩展性和很强的自诊断能力。
本发明的又一目的在于提供一种工厂保护系统，它采用了基本上比已有系统更少的布线。
本发明的再一目的在于提供一种工厂保护系统，它具有一种开放式体系结构，以便于连接到核电站中其他的电子系统上。
本发明提供一种用于加压水型核电站中的数字工厂保护系统(DPPS)。这种系统的特征在于，有多个交叉连接的检测参数处理通道，它们将一适当的调节数字值提供给一数字比较器，该数字比较器相对于一预定值测试该调节数字值，以确定是否已超出该预定值。一比较器与多个通道中的每一个相互连接，并且接收每个通道检测参数的分别的测量值。如果在4/2的基础上确定所检测参数不符合要求，就产生一个‘停堆’信号以执行补救动作。
本发明有利地提供了一种数字工厂保护系统，该系统采用了一些数字信号，提供了克服已有模拟系统中与漂移有关问题的系统，该系统具有增强的工作可靠性、可维护性、可重构性和与其他系统的连接性。
根据以下结合附图所进行的详细描述，本发明的其他目的和更宽范围的适用性将变得很明显，在这些附图中，类似部分由类似的参考符号指代。
附图简述
图1是一种四个安全通道系统及其内部部件的示意性方框图。
图2是单独一个安全通道的详细方框图。
图3是说明图1中四个安全通道整体功能的流程图。
图4是一印刷电路板的图示平面图，该印刷电路板上有装在板上的继电器和降压电阻。
图4A是图4中印刷电路板的图示平面图，其上用跳线代替电阻。
图4B是降压电阻与其继电器线圈相串联的示意性电路图。
图4C是跳线代替降压电阻的示意性电路图。
图5是一光调制解调器的示意性方框图。
图5A是通过光纤耦合连接在一起的输入光缆和输出光缆的示意性方框图。
图6是四个通道的示意性方框图，其中每个通道的接口和测试处理器通过一光纤总线与其他通道的那些接口和测试处理器进行通信。
图6A示出在通电状态期间一四端光学分配器(opticaldistributor)中的光学互连。
图6B示出在没有电的情况下图6A的四端分配器中光学互连环路(loop pathway)。
图7是用来实现光隔离测量的光耦合器示意性电路。
图8是装有调制解调器装置的子模支架(submodule carrier)35的透视图。
图8A是单独一个通道的示意性方框图，它示出一种方式，借助这种方式，一接口和测试处理器与设计安全系统(engineered safetysystem)的两个分开的列(trains)进行通信。
图9是数字设计安全装置系统的数字工厂保护通道与两个列之间的接口示意性方框图。
图10是将数字工厂保护系统通信总线上的通信量(traffic)转化为以太网标准的方式的示意性方框图。
图10A是一流程图，通过该流程，将图10方框图的数据处理为适于以太网。
图10B是图10A流程图的增补流程图。
优选实施例描述以图1中的示意性方框形式示出本发明的整体功能组织结构，其中总地由参考符号10指代。如图1所示，系统10分为四个分开的通道，Ch.A、Ch.B、Ch.C和Ch.D。如分开这些通道的垂直实线所示，这些通道实际上被相互分开。可是，如下所述，各种通道通过光纤通信路径相互交叉连接。每个通道包括一双稳态处理器30、一停堆信号分配器40、一符合逻辑处理器50和初始逻辑电路60。
每个通道的双稳态处理器接收与该通道相关的传感器20的输出信号。传感器20可以为模拟型，它提供一模拟信号，该模拟信号随后受到模-数转换(如以下关于图2和3所述的那样)，以向双稳态处理器30提供一数字数据字。如果传感器20是一种直接的数字型，即，是一种旋光器件或线性位移器件，那么传感器20的数字输出信号可以直接供给双稳态处理器30。如以下更详细说明的那样，双稳态处理器30可以对数字传感器值相对于一个预停堆值和一个停堆值实施预停堆和停堆测试。在图1所示的内容中，若检测到停堆的情况，则将一“停堆”信号提供给通道A的符合逻辑处理器50以及其他通道的符合逻辑处理器50，其他通道亦即Ch.B、Ch.C和Ch.D。图1中Ch.A与其他通道之间的连接以虚线示出，表示出一光纤连接，该连接在各通道间提供所期望的电绝缘。符合逻辑处理器50确定的内容是对于一‘停堆’情况来说，相对于其四个输入信号，即，其来自停堆信号分配器40的本地输入(local input)和来自其他三个通道即Ch.B、Ch.C和Ch.D的‘停堆情况’信号，是否存在4/2情况(即，4/2条件)。如果检测到4/2条件，那么初始逻辑电路60提供必需的信号，以进行事故保护停堆(RT)和启动数字设计安全装置。事故保护停堆可以包括使反应堆操纵杆投入反应堆芯中以使反应堆芯停止工作。
图2示出单独一个通道——图1的通道A的功能组织结构。如图所示，可能受到信号调整(滤波、定标(scaling)、放大等等)的传感器20输出信号供给模-数(A/D)转换器25，以提供一个数字数据字作为输出信号。该数字数据字输入给双稳态处理器30，双稳态处理器30对该数据字与一预存值进行初步比较，该预存值表示预停堆情况。预停堆情况是预定点或数字数据字的值，它接近停堆情况，同时仍允许手动或系统干预来防止事故保护停堆。当双稳态处理器检测一预停堆情况时，启动(即“设定”)一预停堆报警，以警告反应堆操作员可能即将出现停堆情况。随后，相对于另一个表示停堆情况的预存值测试该数据字，若检测到停堆情况，则通过交叉通道处理器把输出信号供给通道A的符合逻辑单元50和其他通道的符合逻辑单元，其他通道即为通道B、C和D。如果在4/2条件存在(4/2情况)，那么一个停堆信号启动事故保护停堆断路器(Reactor TripBreaker)和数字设计安全装置启动系统(DESFAS)。
图1中单独一个通道的功能顺序示于图3中；尽管图3的流程图表示单独一个通道功能顺序，不过它也代表其他通道的功能流程。如图所示，对该系统进行初始化，读取各个传感器20的模拟输出信号，并将其输入该通道中。然后，这些模拟输入值受到模-数转换处理以提供一个多位数据字，然后将该多位数据字传输给双稳态逻辑处理器30。随后，双稳态逻辑处理器30把这些数字数据字与所存储的设定值进行比较，以确定是否有一预停堆情况；如果没有预停堆情况(即，所测量的值在规定的范围内)，那么操作流程返回读取模拟输入信号步骤，重复该操作过程。如果确定有一预停堆情况，那么把一预停堆报警信号发送给其他处理通道和操作员。由于图3的流程图代表图1和2中通道A，所以把该预停堆报警信号发送给通道B、C和D。预停堆报警信号启动一个警报，以指示预停堆情况，这种情况可能是停堆情况的前兆。如果预停堆情况还存在，那么该数据字就受到“停堆测试”，在该测试中，把数据字的值与代表真正“停堆”情况的一个存储值作比较。如果未检测到真正的“停堆”情况，则操作流程返回到读取模拟输入信号步骤，重复该操作流程。如果检测到一个停堆情况，则启动停堆情况报警，将停堆情况信号发送给其他三个通道并存储它们。然后，操作流程继续前进到4/2符合逻辑单元中，其接收其他三个通道4/2符合逻辑单元的输出信号。然后评估四个输入信号的停堆情况，如果至少两个输入信号指示出一个停堆情况，那么4/2符合逻辑单元向一控制继电器提供停堆输出信号，该控制继电器又向事故保护停堆断路器和数字设计安全装置启动系统(DESFAS)提供一个输出信号。
本系统采用电动机械式继电器作为其操作系统的一部分。通常，根据商用可编程逻辑控制器(PLC)的制造商，它们提供24VDC输出信号或12VDC输出信号，以激励功率开关继电器的线圈或将其断电。最适用于特定电源开关功能的继电器常常是那些被设计成由12VDC所激励的继电器，这些继电器肯定经常与24VDC PLC相匹配。为了对这些条件下的12VDC继电器进行安装灵活性的测量，其中这些继电器可以由12VDC或24VDC电源驱动，本发明采用了一种安装有继电器组织结构的印刷电路板(PCB)，它可用于24VDC或12VDC系统中。如图4所示，印刷电路板PCB装有两个继电器K1和K2以及两个降压电阻R1和R2。继电器K1和K2具有12VDC的线圈，它们可以从例如Kilo VacCorporation得到。如图4B所示，(对于继电器K1来说)降压电阻R1与继电器K1的线圈构成串联电路。选择降压电阻R1的阻值，以使电阻R1和线圈K1确定一分压器，当电源电压为24VDC时，该分压器向线圈K1提供12VDC。这样，12VDC继电器可以与一24VDC电源一起使用。如果继电器K1要与一12VDC电源一起使用，那么就去除降压电阻R1，接入跳线JP1或者跳线插入该电路中以替代降压电阻R1。如图4C中的电路图所示，跳线JP1使12VDC线圈K1能直接接至12VDC电源。继电器K2的电路与所述继电器K1的电路相同。图4B中，第二电阻(未编号)以虚线示出；该第二电阻可以用来限定具有电阻R1的真正的分压器，继电器K1的线圈工作电压来自于两个电阻间的中间连接点。
本发明的数字工厂保护系统在其各个通道之间采用光纤互连，并将其用于整个数据通信。作为光纤系统的一部分，各种电驱动调制解调器介入到光纤电路中。如图5所示，调制解调器M配备有输入电缆IN和输出电缆OUT，这两个电缆通过传统的连接器ST接至调制解调器M。另外，调制解调器M配备有电源PWR。根据本发明，传统的光纤连接器FOC可活动安装或固定到调制解调器M上或与其相连。例如，光纤连接器FOC可以通过一个托架(bracket)(图中未示)固定到调制解调器M上，或者通过一根软绳接至调制解调器M。如果调制解调器M出现内部故障或者掉电，那么可以通过断开输入电缆IN和输出电缆OUT并且如图5A所示借助光纤连接器FOC将这些电缆连接在一起而绕过调制解调器M，从而保持光纤路径的物理和光学的整体性。
如以上与图1相关所述的那样，整个系统结构包括四个物理上分开的参数检测通道，它们通过一个光纤链路进行交叉通道通信。另外，每个通道从一个分开的电源接收其工作电能；如果将电能提供给单个通道的功率变换器出现故障，那么只有该通道不起作用。如代表这些通道的接口和测试处理器ITP的图6所示，每个接口和测试处理器ITP通过各个光学调制解调器进行通信，或者经一光纤路径通过无线电收发机XCVR进行通信(如图6下部中的通信总线CB所示)。如图所示，将各个无线电收发机XCVR插入和置入通信总线CB中。如果损失了供给一特定通道的电能，那么相关无线电收发机XCVR的损耗可以破坏通信总线CB的光学整体性。为了解决该问题并且确保通信总线的工作整体性，本发明提供四端口(quadport)光学分配器，它们在电源掉电时默认(default to)进行光学改道传输(redirection)。如图6A所示，将每个光学分配器D设计成由与该通道(即通道A、通道B、通道C或通道D)相关的电源供给24VDC。每个分配器D包括成对的光学输入/输出端口，端口1与端口1A配对，端口2与端口2A配对。另外，每个分配器包括内部光学“T”型开关(图中未示)或者其功能上等同的装置，它们能够根据其通电和断电的状态沿一个或两个内部路径对输入和输出的光学信号进行改道。连接这些光学开关以便当所有光学开关都通电时，通过输入/输出端口对之间的分配器D直接传输光学信号。这样，在通电期间，光学信号将经过端口1与1A之间和端口2与2A之间。在通电状态下，光学分配器对于该网络基本上是透光的。如果在一个通道中失去电源，那么光学分配器由于掉电，而转换光学路径，以便有效地使光学信号循环，从而有效地提供环路端接(loop termination)，以使通信总线CB适于与一遗漏的(missing)通道连续工作。如图6B所示，光学开关根据电源的掉电自动默认将端口1连接到端口2上，而将端口1A连接到端口2A上，从而在分配器D的两侧实现环路端接。在图6左侧上通道A和到分配器D中有掉电的情况下，分配器D会默认采取一环路端接模式，从而保持其余通电通道B、C和D的通信总线CB整体性。用内部电磁线圈来移动反射器的光纤开关由Molex.Inc.生产。
在工厂保护系统的这种设计方案中，重要之处在于，各电路之间相互绝缘，以使一个电路中的过电压情况不影响另一电路的工作。通常，这里所公开的数字工厂保护系统采用能提供24VDC输出的可编程逻辑控制器(PLC)，24VDC输出在可编程逻辑控制下接通或断开。由于这种PLC对系统工作来说很关键，所以重要之处在于，它们要远离过电压情况。根据本发明，通过在PLC的输出端和所有其他的电压转换部分处采用光耦合器来保证系统的整体性。如图7所示，光耦合器OC包括一对PN发光二极管D1和D2，它们(以相反的导通方向)并联连接在输入端IN1和IN2之间。施加在输入端IN1与IN2之间的DC输入电压将使两个二极管中的一个发光(这取决于输入电压的极性)。光电晶体管PT的发射极和基极连接在输出端OUT1和OUT2之间，承受跨导的变化，该变化是受驱动导通的二极管所发射光的函数。因此，施加在输入端IN1和IN2之间的电压电平将引起光电晶体管PT跨导的相应变化。由一普通光耦合器所提供的输入-输出电隔离可以在3-5千伏的范围内；所以，由光耦合器提供的隔离可以保证系统的整体性。在要求所有装置都符合IEEE的级别1E要求的数字工厂保护系统的范围内，在此范围内使用光耦合器足以增强系统的可靠性。
在大系统方案中，采用不同类型的总线协议和通信系统并不罕见。本发明中，总线协议为基本令牌环形网类型。许多系统中，采用工业标准MODBUS，本系统是IEEE RS-232标准的变型。本发明采用一种系统，通过该系统，各系统的接口卡可以用来提供系统间的无缝连接。如图8所示，子模支架卡SCB用来接纳接口卡，例如所示的接口卡IC1和IC2。根据本发明，这些卡中的至少一个是ABB CI-532卡，这种卡允许与MODBUS系统和专用ABB系统相连接。提供接口卡以便于在不同网络协议之间进行连接且是无缝连接。图8A示出一种应用，其中可以使用多协议卡。如图8A的左下部和右下部所示，以上参照和引入的专利申请中的数字设计安全装置启动系统(DEAFAS)的列“A”和列“B”通过光纤数据链接DL1和DL2，采用可编程逻辑控制器(PLC)与数字工厂保护系统DPPS的综合测试处理器ITP进行通信。图8中，可编程逻辑控制器PLC每一个都有一MODBUS端口。为了实现与主系统总线的无缝连接，接口测试处理器ITP配备有一ABB CI 535或类似实现连接的卡。
本发明通过光纤电缆和RS-232调制解调器实现了数字工厂保护系统的各个通道与DESFAS的两列之间的连接。如图9所示，接口测试处理器ITP与列A和列B之间的通信通过两条光纤电缆FOC1和FOC2来完成。两个光纤调制解调器(RS-232标准)M1A与M2A固定在维护/测试卡M/T中，并且分别耦合到光纤电缆FOC1和FOC2上。以类似的方式，光纤调制解调器M1B固定在数字设计安全系统的列“A”中，而另一调制解调器M2B类似地固定在列“B”中。使用电缆FOC1和FOC2形式的光纤数据链接以及相关的RS-232调制解调器去除了以前所需的隔离器和场终端设备。另外，与以前的系统相比，机械和电气装置数目以及现场连线时间有所减少。
用于核电站中的设备必须符合IEEE的I类标准，特别是关于在地震波中幸存的能力。通常，I类设备相当昂贵。可是，常常适于将工厂保护系统连接到无需达到I类性能的其他装置上。如图10所示，显现出网络接口能力，其中数字工厂保护系统总线PB上的通信量分接在一“IT”连接器上，并且传递给一AT级(或更高级)个人计算机PC。场致发光显示器ELD用来输出计算机PC视频信息。(ABB制造的)CI 526卡连同一标准以太网卡E固定在计算机PC的内部总线上。如以下所述，CI 526卡与以太网卡相连，以使DPPS总线PB上所有的通信量都转化为用来在外部以太网EN上传输的以太网协议。CI 526卡按照图10A和10B的流程图工作。如图10A所示，初始化该系统，在步骤S6装载操作系统、设备驱动器、windows软件和ABB“advasoft”软件(步骤S1-S5)，在步骤S7接收任何发送节点数据并且显示它们，而且在步骤S8将其转换为以太网协议。在步骤S9将所转换的数据发送给以太网卡中的RAM，然后通过以太网协议发送给总厂计算机(S10)。另外，(在S12)在触摸式屏幕ELD上提出请求，(在S13)处理这些请求，并且(在S14)将它们发送给CI 526RAM，(在S15)将数据发送给网络节点，在S16和S17进行状态校验和循环冗余校验CRC。
图10B的流程图是图10A操作流程的另一种形式。如本领域的普通技术人员可知的那样，在不脱离所附权利要求书及其等同概念中所确定的本发明实质和范围的情况下，可以对本发明数字工厂保护系统的图示实施例作各种变换和修改。
以上公开了本发明的优选实施例。不过，本领域的普通技术人员可知，在本发明的教导下，可以有某些修改和另外的形式。因此，以下的权利要求书用来确定本发明的真正范围和内容。
权利要求
1.一种用于核电站中的数字工厂保护系统，包括第一组多个基本上相同的独立检测参数处理通道，每个通道接收一个代表所检测参数的数字值；数字比较器，它与每个检测参数处理通道相关连，用来对所检测参数的所述数字值与一预定数字值作比较，该预定数字值表示一预停堆情况，如果检测到所述预停堆情况，该数字比较器就产生预停堆输出信号，所述比较器还对所述数字值与第二预定数字值作比较，第二预定数字值表示一停堆情况，当检测到所述停堆情况时，该比较器产生停堆输出信号；和符合逻辑处理器，它与每个所述检测参数处理通道相关连，用来从所述数字比较器接收所述停堆输出信号，所述符合逻辑处理器还交叉连接到每个检测参数处理通道上，用来从每个所述通道内的数字比较器中接收分别的停堆输出信号，其中所述符合逻辑处理器产生一停堆信号，以便一旦接收到满足4/2条件的停堆输出信号，就执行补救动作。
2.如权利要求1用于核电站中的数字工厂保护系统，其中所述第一组多个为四个。
3.如权利要求1用于核电站中的数字工厂保护系统，其中每个所述比较器还包括一双稳态处理器。
4.如权利要求3用于核电站中的数字工厂保护系统，其中所述数字值由所述双稳态处理器接收，所述双稳态处理器实现对所检测参数的所述数字值与表示一预停堆情况的预定数字值的比较。
5.如权利要求4用于核电站中的数字工厂保护系统，其中所述双稳态处理器实现对所述数字值与表示一停堆情况的所述第二预定值的进一步比较，并且在检测到所述停堆情况时，将所述停堆输出信号提供给所述符合逻辑处理器。
6.如权利要求1用于核电站中的数字工厂保护系统，其中用来执行补救动作的所述停堆信号由一数字设计安全装置启动系统接收。
7.如权利要求1用于核电站中的数字工厂保护系统，其中用来执行补救动作的所述停堆信号由事故保护停堆断路器接收。
8.如权利要求7用于核电站中的数字工厂保护系统，其中用提供12VDC或24VDC启动输出信号的高能继电器启动所述停堆断路器。
9.如权利要求6用于核电站中的数字工厂保护系统，其中用来执行补救动作的所述停堆信号还由事故保护停堆断路器接收。
10.如权利要求9用于核电站中的数字工厂保护系统，其中用提供12VDC或24VDC启动输出信号的高能继电器启动所述停堆断路器。
11.如权利要求10用于核电站中的数字工厂保护系统，其中对停堆信号进行光隔离以防止输入反馈。
12.如权利要求6用于核电站中的数字工厂保护系统，其中对停堆信号进行光隔离以防止输入反馈。
13.如权利要求1用于核电站中的数字工厂保护系统，其中用光纤数据链接来交叉连接所述通道。
14.如权利要求1用于核电站中的数字工厂保护系统，其中每个通道还包括一维护和测试板以及用来与设计安全装置系统进行通信的接口和测试处理器。
15.如权利要求13用于核电站中的数字工厂保护系统，其中每个所述接口和测试处理器通过光纤数据链接与所述设计安全装置系统进行通信。
16.如权利要求14用于核电站中的数字工厂保护系统，其中所述接口和测试处理器还包括四端口光学分配器，所述四端口光学分配器根据掉电而使光纤数据改道。
17.如权利要求15用于核电站中的数字工厂保护系统，其中所述光学分配器根据掉电而提供环路端接以保护所述光纤数据线的整体性。
18.如权利要求13用于核电站中的数字工厂保护系统，其中所述接口和测试处理器可以开始进行所述通道内的逻辑测试。
19.如权利要求17用于核电站中的数字工厂保护系统，其中每个接口和测试处理器还包括一分开的I/O模块和一分开的可编程逻辑电路。
20.一种用来监控核电站中所有涉及安全的系统参数的方法，包括交叉连接第一组多个基本上相同的独立处理通道；其中每个所述通道还包括以下步骤接收代表所检测参数的第二组多个调节(conditioned)数字输入信号；对所述数字输入信号与表示一预停堆情况的第一预定存储数字值进行比较；若检测到所述预停堆情况，则生成一预停堆输出信号并传输给所有所述通道；若检测到所述预停堆情况，则从所有所述通道接收预停堆信号；若接收到所述预停堆输出信号，则对所述数字输入信号与表示一停堆情况的第二预定存储数字值进行比较；若检测到所述停堆情况，则生成一停堆输出信号并传输给每个所述通道内的符合逻辑处理器，其中若在4/2条件的基础上接收到所述停堆输出信号，则所述符合逻辑处理器生成一停堆信号；以及若检测到所述停堆信号，则采取预定校正动作。
21.如权利要求20用来监控核电站中所有涉及安全的系统参数的方法，其中所述接收代表所检测参数的第二组多个调节数字输入信号的步骤还包括以下步骤接收代表所检测参数的模拟信号；以及将所述模拟信号转换成代表所检测参数的数字信号。
22.如权利要求21用来监控核电站中所有涉及安全的系统参数的方法，其中所述采取预定校正动作的步骤还包括以下步骤将所述停堆信号提供给事故保护停堆断路器；以及将所述停堆信号提供给一数字设计安全装置启动系统。
23.一种数字工厂保护系统，包括用来交叉连接第一组多个基本上相同的独立处理通道的装置；其中每个所述通道还包括用来接收代表所检测参数的第二组多个调节数字输入信号的装置；用来对所述数字输入信号与表示一预停堆情况的第一预定存储数字值进行比较的装置；若检测到所述预停堆情况，则为所有所述通道生成一预停堆输出信号的装置；用来对所述数字输入信号与表示一停堆情况的第二预定存储数字值进行比较的装置；若检测到所述预停堆情况，则为所有所述通道生成一停堆输出信号的装置；若检测到所述停堆情况，从所有所述通道接收停堆输出信号；若在4/2条件的基础上在所述通道内检测到所述预停堆情况，则提供一停堆信号的装置；和若检测到所述停堆信号，则采取预定校正动作的装置。
24.如权利要求23的数字工厂保护系统，其中所述用来接收代表所检测参数的第二组多个调节数字输入信号的装置还包括用来接收代表所检测参数的模拟信号的装置；和用来将所述模拟信号转换成代表所检测参数的数字信号的装置。
25.如权利要求24的数字工厂保护系统，其中所述采取预定校正动作的装置还包括用来将所述停堆信号提供给事故保护停堆断路器的装置；和用来将所述停堆信号提供给一数字设计安全装置启动系统的装置。
26.如权利要求25的数字工厂保护系统，其中所述用来交叉连接的装置和所述用来接收预停堆信号的装置用光纤数据链接来连接。
27.一种用于核电站中的数字工厂保护系统，包括多个提供代表所检测参数的模拟输出信号的传感器，所述输出信号由一模-数转换器接收，所述模-数转换器用来提供一个代表所述所检测参数的数字值；四个基本上相同的独立检测参数处理通道，每个通道接收代表所检测参数的所述数字值；数字比较器，它与每个所述检测参数处理通道相连，用来对所述所检测参数的所述数字值与一预定数字值作比较，该预定数字值表示一预停堆情况，如果检测到所述预停堆情况，该数字比较器就产生预停堆输出信号，将所述预停堆输出信号提供给所有四个所述通道，所述数字比较器还对所述所检测参数的所述数字值与第二预定数字值作比较，第二预定数字值表示一停堆情况，当检测到所述停堆情况时，该比较器产生停堆输出信号，将所述停堆输出信号提供给所有四个所述通道；和符合逻辑处理器，它与每个所述检测参数处理通道相连，用来从所述数字比较器接收所述停堆输出信号，所述符合逻辑处理器还交叉连接到每个检测参数处理通道上，用来从每个所述通道内的数字比较器中接收分别的停堆输出信号，其中所述符合逻辑处理器产生一停堆信号，以便一旦从每个所述通道内的所述数字比较器上接收到满足4/2条件的停堆输出信号，就执行补救动作，其中所述用来执行补救动作的所述停堆信号由一数字设计安全装置启动系统和事故保护停堆断路器接收。
全文摘要
一种用于加压水型核电站中的数字工厂保护系统包括交叉连接的检测参数处理通道(CH－A,CH－B,CH－C,CH－D),它们将一适当的调节数字值提供给一数字比较器(30),该数字比较器(30)相对于一预定值测试该调节数字值,以确定是否已超出所检测的参数。比较器与多个通道中的每一个都相互连接,并且接收每个通道检测参数的分别的测量值。如果由4个中的2个或更多通道确定所检测的参数不符合要求,就产生一个‘停堆’信号以执行补救动作。
文档编号G05B9/03GK1272211SQ98807640
公开日2000年11月1日 申请日期1998年5月27日 优先权日1997年6月6日
发明者R·R·塞尼查尔, G·D·阿尔滕海恩, D·D·扎卡拉, S·G·布兰斯菲尔德, R·E·布赖安, A·G·金, G·J·麦克洛斯凯, F·J·萨夫赖恩, S·J·维尔科斯兹, P·L·雅诺塞 申请人:Abb燃烧工程核力公司