一种提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法与流程

本发明属于核电厂仪控系统，具体涉及一种提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法。

背景技术：

1、在现有技术中，国内有catia2程序用于核电厂数字化仪表控制系统优化设计研究，基于核电厂仪表控制系统数字化技术的应用，通过对catia2程序进行改造，对重要保护通道引入数字化采样模块模型及数字化处理时间步长，以及对保护通道所用输入变量引入采样时间步长，满足了核电厂数字化仪表控制系统优化设计的需要。有simulink模型中的参数自动更新方法及装置研究，通过数据标识判断simulink模型所调用的数据是否需要更新，并在条件满足时依据共享数据模块中存储的数据更新simulink模型中参数变量的参数值。有simulink图形模型的形式验证方法，通过对simulink图构建其在java中的对应对象，最后应用混成霍尔逻辑证明器对转化得到的进程进行形式化验证，从而实现原simulink图形模型的形式验证等公开报道。

2、上述文献有catia2程序用于核电厂数字化仪表控制系统的仿真优化设计研究。catia2程序较详细的模拟了核电厂一、二回路对象模型，并对反应堆主要控制系统进行了仿真。但该程序中控制系统结构固化，当控制系统结构与catia2程序内置的控制系统结构相比发生变化时无法进行仿真。随着核电新项目的建设和控制技术的发展，控制系统结构不再局限于一种形式，因此采用现有的catia2程序进行仿真无法适用于目前核电控制系统技术的发展。

3、另一方面，文献有采用simulink进行控制系统和控制对象建模的方法和研究，但文献仅限于使用simulink独立进行控制对象和控制系统建模及验证，未涉及采用simulink仿真控制系统，同时采用catia2仿真控制对象并在二者之间进行数据交互和同步仿真的方法。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题，提供一种提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，能够实现利用catia2程序仿真控制对象的同时，按照控制系统仿真需求，达到既可以在catia2程序中进行一部分控制系统仿真，又可以在simulink中实现一部分控制系统或者全部控制系统仿真的目标，从而更好的优化控制系统设计，提高核电厂的安全性和经济性。

2、本发明采用的技术方案：

3、一种提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，包括如下步骤：

4、s1、在catia2程序中对反应堆一、二回路控制对象建模，得到控制对象模型；

5、s2、在catia2中对反应堆控制系统进行建模，得到反应堆控制系统模型一；

6、s3、在simulink程序中建立反应堆控制系统模型二；

7、s4、利用c++语言，建立catia2程序和simulink程序间的内存型共享数据库；

8、s5、建立控制系统仿真控制台及其相应的人机界面，通过在人机界面输入不同的仿真模式值m，并传递给共享数据库中的仿真控制台指令表，控制catia2程序进行独立运算或者和simulink程序进行同步仿真运行；

9、s6、在catia2程序中定义全局变量数据集合，与共享数据库数据中3个数据表进行数据交互；在catia2程序中定义中间变量，根据全局变量得到的仿真控制台指令表中仿真模式值m的不同，在catia2控制对象模型和反应堆控制系统模型一之间传递数据或者是catia2控制对象模型和simulink中的反应堆控制系统模型二之间传递数据。

10、所述反应堆控制系统模型一和反应堆控制系统模型二为全部控制系统模型或部分控制系统模型。

11、所述共享数据库包括热工水力计算边界数据表、热工水力计算结果数据表、仿真控制台仿真指令表。

12、所述热工水力计算边界数据表中的数据由simulink程序中反应堆控制系统模型二的输出实时更新，热工水力计算结果数据表中的数据由catia2中控制对象模型实时更新，仿真控制台仿真指令表中数据由控制系统仿真控制台人机界面人为给定。

13、所述全局变量数据集合包括数据集一，数据集二和运行模式值a。

14、所述s6具体为：

15、当控制系统仿真控制台人机界面的仿真模式值m＝1时，该值传递到共享数据库中的仿真控制台指令表，并进一步传递到catia2程序的全局变量数据集合，运行模式值a＝m＝1；

16、当控制系统仿真控制台人机界面的仿真模式值m＝0时，该值传递到共享数据库中的仿真控制台指令表，并进一步传递到catia2程序的全局变量数据集合，运行模式值a＝m＝0。

17、当运行模式值a＝m＝1时，所述catia2程序和simulink程序间进行同步仿真运行；共享数据库热工水力计算边界数据表中的实时更新数据将通过catia2全局变量的数据集一，再通过中间变量供控制对象模型读取；共享数据库热工水力计算结果数据表中实时更新数据将由simulink中的控制系统模型二读取。

18、当运行模式值a＝m＝0时，所述catia2将独立运行进行控制系统仿真；中间变量不接受caita2外部数据，只在caitia2控制对象模型和反应堆控制系统模型一之间互相交换数据进行仿真运行；共享数据库热工水力计算边界数据表中的数据和热工水力计算结果数据表中的数据虽然在实时更新，但并不由catia2控制对象模型或控制系统模型二读取。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

20、(1)本发明提供一种提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，实现既可采用catia2程序进行控制对象建模，又可利用catia2程序和simulink程序共同建立控制系统模型或单独利用simulink程序建立控制系统模型的目的，提高核电厂控制系统仿真的灵活性和对核电厂控制系统发生变化时仿真建模的适应性。

21、(2)本发明提供一种提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，通过simulink程序进行部分或全部控制系统建模，并通过建立catia2程序和simulink程序数据交互和同步仿真关系，使得控制系统优化仿真不再受catia2内部固化的控制系统结构模型限制，增加了控制系统优化仿真工作建模的灵活性，扩展了catia2程序的仿真适用范围，为现有核电厂控制系统结构改进和后续控制系统新方案的采用提供了优化设计手段。

技术特征：

1.一种提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，其特征在于，所述反应堆控制系统模型一和反应堆控制系统模型二为全部控制系统模型或部分控制系统模型。

3.根据权利要求1所述的提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，其特征在于，所述共享数据库包括热工水力计算边界数据表、热工水力计算结果数据表、仿真控制台仿真指令表。

4.根据权利要求3所述的提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，其特征在于，所述热工水力计算边界数据表中的数据由simulink程序中反应堆控制系统模型二的输出实时更新，热工水力计算结果数据表中的数据由catia2中控制对象模型实时更新，仿真控制台仿真指令表中数据由控制系统仿真控制台人机界面人为给定。

5.根据权利要求1所述的提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，其特征在于，所述全局变量数据集合包括数据集一，数据集二和运行模式值a。

6.根据权利要求5所述的提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，其特征在于，所述s6具体为：

7.根据权利要求6所述的提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，其特征在于，当运行模式值a＝m＝1时，所述catia2程序和simulink程序间进行同步仿真运行；共享数据库热工水力计算边界数据表中的实时更新数据将通过catia2全局变量的数据集一，再通过中间变量供控制对象模型读取；共享数据库热工水力计算结果数据表中实时更新数据将由simulink中的控制系统模型二读取。

8.根据权利要求6所述的提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法，其特征在于，当运行模式值a＝m＝0时，所述catia2将独立运行进行控制系统仿真；中间变量不接受caita2外部数据，只在caitia2控制对象模型和反应堆控制系统模型一之间互相交换数据进行仿真运行；共享数据库热工水力计算边界数据表中的数据和热工水力计算结果数据表中的数据虽然在实时更新，但并不由catia2控制对象模型或控制系统模型二读取。

技术总结
本发明属于核电厂仪控系统技术领域，具体涉及一种提高核电厂控制系统仿真灵活性的方法。本发明包括如下步骤：S1、在CATIA2程序中对反应堆一、二回路控制对象建模，得到控制对象模型；S2、在CATIA2中对反应堆控制系统进行建模，得到反应堆控制系统模型一；S3、在Simulink程序中建立反应堆控制系统模型二；S4、建立CATIA2程序和Simulink程序间的内存型共享数据库；S5、建立控制系统仿真控制台及其相应的人机界面，通过在人机界面输入不同的仿真模式值M；S6、在CATIA2程序中定义全局变量数据集合；根据全局变量得到的仿真控制台指令表中仿真模式值M的不同传递数据。本发明能够更好的优化控制系统设计，提高核电厂的安全性和经济性。

技术研发人员：张英,陈智,李羿良,王华金,肖凯,周继翔,郑艳秋,张瑞,陈柯,蒲笑非,杨鹏程
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15