核能發電是一項新型技術，利用核能發電需要對核反應堆進行合理有效控制，防止核輻射對人們身體以及周圍環境產生破壞，需要借助于科學技術手段對核反應堆進行有效控制，核電廠中應用數字化儀表控制系統恰恰方便實現了這一點。本文對核電廠數字化儀表控制系統的應用現狀以及發展趨勢進行分析，旨在促進核電廠健康穩定發展。

　　過去核電廠數字化儀表控制系統是單機測控系統，但是隨著計算機技術的飛速發展，其已經發展成為集散控制系統，并且在通信技術飛速發展的背景下出現了全數字化儀表控制系統。全數字化儀表控制系統的優點是在現場總線控制系統以及可編程控制器中融入了常規電廠集散控制系統，其應用領域更加廣泛，比如應用在常規島、BOP以及核島的全過程控制，確保核電廠安全穩定運行。

　　1 核電廠數字化儀表與控制系統概述

　　基于數字計算機技術完成自動控制與保護、信息顯示以及網絡通信來實現核電廠的監測與控制功能，履行該功能的所有硬件設備和軟件就被稱為核電廠數字化儀表與控制系統。

　　該系統的主要功能分為信息處理與顯示功能和控制功能。其特點是實現全廠信息管理和過程控制以及復雜的控制規律的綜合控制。核電廠數字化儀表與控制系統提供了一個集成的計算機系統，其信息、控制和監測功能覆蓋了核電廠的所有過程系統。核電廠數字化儀表與控制系統的類型主要分為集中型和集散型。集中型計算機控制系統具有能集中顯示操作、利用率高等特點。但是集中型控制系統網絡控制、分散控制的優點體現不出來，還需使用大量的控制電纜，靈活性、擴展性較差。另外，系統可靠性也是一個主要的問題，即所謂的危險集中，通常是采用多重冗余計算機的方式提高系統的可靠性。

　　2 核電廠數字化儀表和控制系統的應用

　　2.1 必要性

　　數字化是改善核電廠性能的需要，進一步提高安全性、改善經濟性是世界核電發展必須解決的課題。為此，除了反應堆本體設計采取各種改進或革新措施外，需要儀表和控制系統作出重大變革，主要是：

　　2.1.1 巨大改進的人機界面 過去幾十年核電廠運行經驗表明，在發生的各種事故中60%以上主要是由人的失誤引起的。對美國三哩島事故和，蘇聯的切爾諾貝里事故的調查也表明，人的失誤是造成事故的主要原因。因此必須對人機界面進行重大改進，要求改變信號的顯示方式和顯示內容，克服控制室顯示信號過多、過于分散、工作面過大的狀況;要求減輕操縱員觀察、分析、判斷的負擔，特別是事故工況下，減輕對操縱員正確決策的依賴;要求提供更加智能化的人機界面，給操縱員提供更多的決策支持和操作引導功能等。

　　2.1.2 高度的自動化 現代的核電廠需要實現高度的自動化運行。一方面為了進行負荷跟蹤發電和全廠綜合協調控制運行，使核電廠運行在佳狀態，以達到更好的經濟性;另一方面，使各種操作盡可能自動執行，所有保護動作都自動觸發自動完成，在預計運行事件或設計基準事故開始后30min時間內，不需要操縱員的干預，使核電廠的運行性能和安全不直接依賴于操縱員的立即響應，也使操縱員有比較充裕的時間進行冷靜、全面的分析和判斷，從而可以大大減少誤判和盲目處置的概率。

　　2.1.3 高度的可靠性 儀表和控制系統的問題，如控制特性不好、信號傳輸過程中的干擾、重要設備故障是引起堆處、不安全狀態或計劃外停堆的重要原因，因此需要儀表和控制系統達到高度的可靠性。

　　2.1.4 高度的可維護性 核電廠的儀表和控制系統是一個十分復雜、龐大的系統，如何保證它自身長期、連續地處于可靠的工作狀態，直接影響到核電廠的連續運行能力和安全性;同時儀表和控制系統設備維護是一項工作量很大、技術性很強的工作，對核電廠營運來說是一項很大的負擔。因此，需要儀表和控制系統具有高度的可維護性。

　　2.2 數字化是技術發展的必然

　　在過去的幾十年里，電子、儀表及控制設備領域發生了根本性的技術變化：①數字化技術在傳統工業領域，如火電廠、石油化工廠及加工工業等得到日益廣泛的運用，并表現出巨大的優越性，已經完全處于主導地位。②電子器件及電子設備制造工業已經轉向數字化系統。核工業領域的需求是無法獨立支撐模擬儀表和控制設備的制造工業體系的。模擬器件和儀表的備品備件及技術支持的獲取已經越來越困難。③目前的教育培養主要面向數字技術，年輕一代對模擬技術了解很少，制造單位、設計單位和營運單位越來越缺少熟悉模擬技術的人員。

　　因此，核電廠儀表和控制系統實現數字化是技術發展的必然。

　　3 發展趨勢

　　核電廠儀表和控制系統正在向全面數字化方向迅速發展。

　　①世界核發達國家近年發展的新一代核電廠無一不是采用全數字化的儀表和控制系統，這包括已經建造并投入運行的法國的1450MW N4系列壓水堆核電廠(1996年)和日本的1350MW ABWR沸水堆核電廠(1997年)，以及已設計完畢尚未建造的美國APl000、System80+等。②老一代核電廠設計在建造新廠時改用數字化的儀表和控制系統，如俄羅斯的WER核電廠在連云港建造時采用了數字化儀表和控制系統。我國在建的嶺澳二期核電廠也對法國原900MW壓水堆核電廠設計在儀表和控制系統方面做了重大改進，采用數字化儀表和控制系統。③許多老一代的在役核電廠已經進行或正在進行儀表和控制系統數字化改造。

　　所以，核電廠儀表和控制系統實現數字化是大勢所趨。

　　4 總結

　　總而言之，在核電廠中應用數字化儀表控制系統意義重大，也是未來發展的必然趨勢，并且隨著科學技術的發展，數字化儀表控制系統將會不斷升級換代，在確保核電廠安全穩定運行的同時能夠提高核電廠的供電質量。核電廠的運行有利有弊，我們需要格外注意核電廠運行過程中引發的輻射問題，依靠數字化儀表控制系統進行合理有效控制，同時需要不斷培養核電廠數字化儀表控制系統操作專業人才，確保有足夠的人員儲備，促使核電廠數字化儀表控制系統更加完善。

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