核安全级DCS模拟量输入通道精度分析与设计

目前,国内核安全级DCS模拟量输入通道系统精度计算往往依托模拟量模块的精度数据开展系统级精度符合性计算,而未从设计层面具体分析影响模拟量通道精度的因素及设计方法。针对此问题,结合误差理论采用正向设计思路建立模拟量通道误差分析模型,通过通道关键器件选型和设计,实现通道精度的性能验证。结果表明,建立的误差模型较为准确,对核安全级DCS系统模拟量通道器件选型和设计具有指导意义。

核安全级DCS系统响应时间测试样本量分析方法研究

为保证安全级DCS系统响应时间测试的充分性,需确定测试样本量,以评定响应时间在给定置信度下不超过限值的概率。通过对安全级DCS系统响应时间特性进行分析及模型仿真,以及对仿真和实测数据进行检验,明确了响应时间符合正态分布特性。基于响应时间的正态分布特性和不超过某一规范限值的要求,提出了通过计算测试数据的可靠度置信下限,并比较其是否大于要求的可靠度置信下限来判断测试数据的充分性。最后,利用非中心t分布并参考相关标准,给出了方程求解法和查表法两种确定响应时间测试样本量的方法,并在工程实践中进行应用。结果表明,该分析方法具备在工程实践中应用的可行性。

开关电源在安全级DCS中的应用失效研究

针对国产化安全级DCS平台的模拟量调理模块研制过程中,某型国产反激式开关电源曾多次偶发输入端短路失效问题。对该电源内部原理进行剖析,建立故障仿真模型。结合安全级DCS的实际应用场景,对该故障进行定位,明确国产某型反激式开关电源的失效机理,并给出对应的改进优化设计,有效提升国产化安全级DCS平台的可靠性及安全性。

火力发电厂DCS系统设计与PID控制器参数自整定的研究

现阶段,分散控制系统在国内燃煤电厂中得到了大量运用,凭借其卓越的功能优势,逐步代替了常规仪表,显著增强了机组的控制性能,实现了资源的恰当高效运用,把自动化和管理水平推向了新高度。DCS系统具备全面的数据采集、控制、监视、操作和计算能力,通过集中监视、分散控制的模式,显著增强了系统的可靠性与协同工作效率。历经多年迭代与完善,DCS已进化为功能分散、管理统一、构造分明的先进控制系统。此研究聚焦于火电厂的热控改造项目,深入剖析了DCS系统的特性,并基于小型电站锅炉的独特性,在保障系统安全与可靠的前提下,设计并开发了火电厂电脑监控系统。并且,对于PID控制器参数人工整定流程繁琐且时效性不足的问题,此研究对控制器参数的自整定算法实施了探讨。

基于Python的DCS逻辑验证用例自动生成方法

DCS系统是核电站的关键控制系统之一,软逻辑功能测试是确保其可靠性和安全性的重要环节。传统的人工编写该测试用例通常耗时较长,本文提出利用Python编程语言,结合DCS逻辑验证规则,自动生成测试用例,从而提高测试效率。该方法通过解析设计输入pdf文件的坐标信息,识别设备功能块和引脚,递归遍历坐标信息,识别逻辑功能块类型和点类型返回树形数据,并仿照机器学习搭建多个小模型推演逻辑,最后根据用例编写规则生成符合DCS逻辑验证规则的测试用例。该方法可有效缩短用例编写时间。然而,递归解析过程中逻辑数据分析清晰性和验证全面性是需要解决的难点。本文的研究为DCS系统的自动测试提供了新的思路和方法。

摇摆、时间压力对DCS操作员监视绩效和工作负荷的影响

为了解摇摆、时间压力对数字化控制系统(DCS)操作员监视作业的影响,降低人因失误,设计监视试验获得摇摆(静止、低和高)和时间压力(无时间压力和有时间压力)条件下操作员监视绩效和工作负荷;运用统计学方法分析摇摆和时间压力对监视绩效和工作负荷的影响。结果表明:摇摆对监视绩效(监视时间和正确率)和工作负荷影响均不显著,但随着摇摆级别的增加,监视时间和工作负荷呈现上升趋势;时间压力显著影响监视时间和工作负荷,但对正确率影响不显著;监视任务中,状态确认任务用时显著多于数据比较任务,但正确率差异不显著。摇摆条件下DCS操作员监视绩效和工作负荷与静止条件基本一致;有时间压力条件下,DCS操作员监视工作负荷较大,但监视时间较短。

DCS控制器中电表接触传感器计量误差检测方法

由于DCS控制器中电表传感器在计量检测过程中,传统的B-MAC-DCS协议能耗和丢包率较高,无法缓解汇聚节点的漏斗效应,导致在远程抄表过程中传感器计量误差增大。提出一种机械电表接触传感器计量误差检测方法。采用小波基函数对DCS控制器中的接触传感器计量数据抗干扰处理,并通过动态选取阈值的方法,对经过小波变换后的数据去除噪声。使用低功耗自适应集簇分层型(low energy adaptive clustering hierarchy,LEACH)协议分簇代替传统的B-MAC协议;根据簇内监测值,引入阈值分析方法获取传感器计量指标,并将其作为判定依据进行误差检测,根据计量指标的变化情况判断是否存在计量误差。实验结果表明,所提方法可以准确且有效检测出机械电表接触传感器计量误差,解决DCS中机械电表的运行隐患问题。

UV平板打印技术在核电DCS成套中的研究与应用

随着核电技术的快速发展,核电DCS成套设备对标识、标记等工艺要求不断提高,传统的标识方法已难以满足高精度、高效率的需求。本文深入研究了UV平板打印技术,探讨了其在核电DCS成套设备中的应用,并对其优势进行了详细分析。实验结果表明,UV平板打印技术能够显著提高标识的清晰度和效率,为核电DCS成套设备的制造和维护提供了有力的技术支持。

虚拟I/O模块在DCS以太网通信接口模块上的实现

为减少硬件模块的重复开发,在保留原DCS软硬件系统架构不变的基础上,在以太网通信接口模块硬件上虚拟不同的I/O模块。虚拟I/O模块与硬点I/O模块具有一致的输入、输出及参数属性,且组态方式和产物格式一致。同一以太网通信模块上可在不同的虚拟I/O槽位上配置不同的虚拟I/O模块,如Modbus TCP虚拟I/O模块和GOOSE虚拟I/O模块,进而在同一硬件实现不同的通信功能。虚拟I/O模块的使用一方面减少了DCS系统硬件模块的种类,简化备品备件,另一方面也提高了通信扩展的灵活性和便利性。

基于DCS的造纸打浆计算机控制系统设计研究

制浆造纸业是一种基础型的工业。为了进一步提升自身的生产品质与效率,提升资源利用率,该产业应大力对自身创新路径进行有效探索。此行业在自身发展过程中呈现出显著非确定与复杂属性,同时也具有较大挑战性。基于此背景,深入研究以DCS为基础的造纸自动化控制系统,并对其进行相应的设计与实现。首先,对此系统硬件核心进行概述,主要涉及湿部机柜室配置、ACN控制器;其次,对此软件开发关键点展开分析,具体可以细分为:编程语言、软件工程环境、站点设计,这些问题都颇为令人瞩目。

基于DCS的风电场有功控制系统设计研究

随着新型电力系统的提出和要求,风力发电在电力系统中的占比不断提高。目前已建设的风电场的AGC控制系统大多不能满足相关规定的要求,亟须改进和完善。基于DCS系统为核心对风电场AGC控制进行了改进设计,提出了一套先进、开放、易用和可靠的风电AGC系统,实现了电网规定的所有功能和指标。

基于DCS-惯性权重组合的柔性机械臂运动轨迹控制系统研究

为了有效调控机械臂运动幅度,避免柔性机械臂实际运动轨迹与目标轨迹发生较大的偏差,设计一种基于分散控制系统(DCS)-惯性权重组合的柔性机械臂运动轨迹控制系统,它是一个集合了计算机、通信、显示和控制的计算机系统,该系统由过程控制和过程监控。通过DCS算法控制监测对象行为幅度并计算柔性机械臂惯性权重,利用DCS-惯性权重组合求解素数控制指标的具体数值,实现了对柔性机械臂运动轨迹控制系统的软件设计。实验结果表明,DCS-惯性权重组合算法作用下的机械臂末端坐标在横轴、纵轴、空间轴方向上的运动幅值均可以被控制在10个单位长度之内,并且在0.52 s内进入机械臂运动轨迹最佳控制状态,运动轨迹差值最大仅为0.01 rad,验证了该系统具备可行性和有效性。

基于ZYNQ的DCS设备数据采集模块优化设计

为了提高DCS(分布式控制系统)设备数据采集精度,优化系统运行效果,设计了一种基于ZYNQ的DCS数据采集模块。该模块可配合C/S架构,适应高性能的硬件运行环境,以确保DCS系统的高效通信。硬件架构使用ZYNQ-7000 BGA90可编程逻辑芯片作为核心芯片,配备双核ARM Cortex-A9处理器和DDR3内存。选用FS-AC32型号的6口无线AP控制器和S3150-8T2FP 8口L2+PoE+供电交换机。软件架构方面,设计了系统的数据采集和存储方法。数据采集方面,针对DCS设备的运营需求进行了数据指标分解、埋点需求设计和通信模块的优化,实现了高效的数据采集。系统测试结果表明,6组DCS设备数据采集误报率始终在0.5%以下,数据采集精度得到了显著提升。

基于CNN的OCR技术在核电厂DCS系统测试中的应用和实现

核电厂分布式控制系统(DCS)的输入/输出模块在运行期间,随着电子器件性能下降以及时漂的影响,需要定期进行进度复测和校准。针对传统的DCS输入/输出通道测试覆盖率不足,测试效率低及人因问题,本文提出一种基于卷积神经网络(CNN)的光学字符识别(OCR)技术应用在DCS系统的在线测试方法。通过模拟设备和视频采集设备完成画面的自动切换,并读取画面信息,截取特定画面后对其图像预处理,再使用OCR识别模型识别画面内容,将得到的识别结果与期望值进行比较判断,从而实现自动化测试。测试结果表明,通过CNN训练后,显控设备画面字符识别率能达到100%,该方法可以突破设备厂家的专有通信协议的壁垒,可有效降低操作员的人因失误,提升测试效率和核电厂的经济性。

基于SCADA-DCS通讯技术的油气开采数据自动化采集与控制系统

设计基于SCADA-DCS通讯技术的油气开采数据自动化采集与控制系统。系统以SCADA服务器为上层监控服务器,通过与井站现场仪器仪表实时通信,监控整个开采过程。当油气缓冲罐液位越限时,SCADA服务器自动下达指令至原油处理站DCS,启动基于智能PID的油泵控制器,调节油泵变频器,控制油气液位不溢出。系统使用SCADA-DCS通讯技术的MODBUS通信协议,并根据通信中断优先级分配方法,确保对中断处理时间要求高的通信请求能实时响应。实验结果表明,该系统能提升油气液位控制和紧急信息通讯效率。

核安全级DCS设备危险频率下的电接触摩擦学特性

为研究核安全级分布式控制系统(DCS)设备中的电接触摩擦学特性,对核安全级DCS设备的危险频率进行了评估。建立了一套球面电接触摩擦学试验装置,在危险频率下进行了一系列载流摩擦学试验,探索不同电流作用下界面摩擦磨损特性。研究结果表明,核安全级DCS设备的危险频率为12 Hz;在该频率下,随着输入电流从1 A增大至3 A,摩擦因数呈现先减小后增大的趋势;在大电流作用下,电接触达到失效的时长显著增长;电接触界面表现出划痕、颗粒、微裂纹、磨屑堆积和磨屑飞溅等5种特征;虽然接触区域存在一定的氧化产物,但是只要有足够多的接触区域实现导电通路,界面依然能够保持良好的电接触状态。

工业加热电炉高耗电异常DCS数据主动采集技术研究

工业加热电炉在运行过程中容易出现高耗电现象,且异常用电数据产生的频率较高、数据量较大,使得对异常数据的采集效率降低。为此,提出工业加热电炉高耗电异常分布式控制系统数据主动采集技术研究。利用局部平均值计算工业加热缺失DCS数据,采用拉格朗日插值法对其插补,对插补后的数据标准化处理。构建用电不平衡特征矩阵,采用局部离群因子检测算法,提取出用电异常数据特征集,构建基于长短期记忆网络(long short-term memory,简称LSTM)的分位数回归模型,实现工业电炉异常DCS数据的主动采集。实验结果表明,所提方法有效地提高了采集效率和采集精度,采集平均用时仅为029ms,其准确率-召回率在98%以上。

核电DCS内生网络安全需求分析方法研究

核电数字化控制系统(DCS)的内生网络安全增强可以进一步提高核电站的安全性。通过对工业领域、核电领域网络安全相关法律法规、标准的研究,以及对国内外同行业产品内生网络安全情况的调研,针对核电DCS内生网络安全提出8项基本安全需求、103条总体安全需求条目。以某公司DCS为例开展需求分析。针对该公司产品存在不符合项提出整改建议,提升了该公司产品的内生网络安全。核电DCS内生网络安全需求分析方法为其他领域工业自动化产品的内生网络安全需求分析提供了参考。工业自动化产品的内生网络安全在需求分析时,除了开展工业自动化产品基本安全需求分析以外,还应关注应用领域的特殊安全需求。该方法可以提升工业自动化产品整体安全性。

化工安全生产中DCS自动化控制的应用

DCS自动化控制作为自动化控制最为重要的技术,极大推动了化工行业的发展。DCS控制系统在化工产品中的应用已是必然趋势,能大大加速国内化工行业的发展步伐,有效保障化工生产运行的安全性,降低生产能耗。重点探讨了DCS自动化控制系统在组合聚醚生产中的应用问题以及发展趋势,为相关化工企业的自动化转型提供参考。

基于DCS系统的除尘集中控制研究

该文以除尘集中控制为研究对象,分析DCS系统的概念、结构组成,通过多方面优势充分论证DCS除尘控制系统的可行性。并从硬件配置、软件配置、网络配置、确定闭环控制组态逻辑和实现工艺联锁控制功能等环节,分析DCS系统在除尘集中控制项目中的具体方法,明确系统搭建与应用要点,围绕应用期间面临的典型问题来提出解决策略。旨在发挥DCS系统作用,改善传统旧除尘控制系统,提高控制效果,保障除尘系统运行稳定。