西安脉冲反应堆半实物仿真系统设计研究

为了给在建中的西安脉冲堆数字化仪表与控制系统提供调试用模拟信号源、验证功率调节方法以及人员培训等,研制了一套西安脉冲反应堆半实物仿真系统。提出了半实物仿真系统的设计思想,设计了系统框架。改进了堆芯仿真物理模型,使用MATLAB编制了堆芯实时仿真程序。采用组态王软件编制了人机界面,采用可编程控制器S7-200进行棒位控制和棒位测量。研制了控制棒驱动机构模拟件、信号发生器和手动操作盘等多个硬件设备,建立了系统内部的通讯。在该半实物仿真系统上模拟了升、降控制棒的功率变化和发射脉冲后的脉冲参数,与堆上实验结果符合较好,测量了信号发生器的输出信号,与预期一致。结果表明,该半实物仿真系统能够实现设计目的且性能良好。      

CPR1000超温超功率保护通道精度计算及软件实现

确定反应堆保护系统参数整定值时,需考虑参数测量和处理的精确度。本文首先结合超温超功率ΔT保护计算原理及保护通道精度计算方法,对超温和超功率保护通道误差进行分析,给出系统功能设计和类结构设计,最后通过C＋＋进行软件实现精度计算的界面化操作。计算方法和软件已应用于CPR1000及相关改进项目中。     

反应堆系统数字化实时仿真的高效实现

根据实验反应堆的物理特性，建立堆芯动态模型，探讨多种实时仿真算法的实现途径。研究提出了进行数字化实时仿真的一种高效实现方法。为配合功率调节系统半实物仿真试验而实现了一座实验反应堆在Windows平台下的实时仿真系统。      

反应堆功率控制半实物仿真系统

对于新型研究堆,其功率自动调节系统的设计缺乏基本的设计参数和依据,需要通过半实物仿真试验对功率自动控制系统的控制参数和性能进行研究.半实物仿真系统是一个半实物的反应堆闭环控制系统.它根据当前功率与给定功率的偏差执行功率调节算法,输出步进电机控制信号,使步进电机正、反向转动,以此达到功率调节作用.通过在半实物仿真系统上进行的各种控制方式的闭环运行试验得到结论:需根据不同的棒位区域取不同的控制器参数,才能够较好地满足预定的控制指标和性能要求,为新型研究堆功率自动调节系统的设计及闭环运行提供理论依据和技术基础.     

核供热堆功率调节系统分布式半实物实时仿真人机接口设计

核供热堆用于低温供热以及海水淡化等负荷跟踪的条件下,需建立半实物仿真平台来验证其功率调节系统,其仿真数据量大,使得单机仿真实验的实时性很难得到保证,结果的显示和存储均不方便.利用分布式结构建立了半实物的仿真平台和清晰、直观的人机接口,减轻了模型计算机的负担,提高了运算速度,满足了系统实时化的要求;画面清晰简洁,方便的指令输入和结果输出使系统的验证更加容易.     

直流蒸汽发生器给水控制半实物仿真系统

采用直流蒸汽发生器的核动力装置是一个多变量耦合的复杂被控对象,为了对其给水控制系统进行研究,设计了一个直流蒸汽发生器给水控制半实物闭环仿真系统.该系统由实时仿真系统、给水控制系统物理设备和仿真过程管理系统组成.给水控制系统物理设备采集实时仿真系统提供的参数信号,并输出控制信号至电动执行机构.半实物闭环控制仿真试验表明,该仿真系统具有较好负荷跟踪能力,可为实际直流蒸汽发生器控制系统的设计及运行提供技术指导.     

基于可编程序控制器的零功率装置控制保护系统

采用可编程序控制器(PLC)构建了零功率装置控制保护系统.利用可编程序控制器的逻辑运算功能和I/O模块,模块化结构和冗余技术,实现了零功率装置控制保护系统的功能.通过系统半实物仿真调试,验证了系统的功能,证明了可编程序控制器可应用于控制保护系统中.     

基于LabVIEW的窄隙室探测器漏电流自动监测系统

利用图形化编程环境LabVIEW和数据采集卡NI4351,建立了一套TGC探测器高电压测试的漏电流自动监测系统,实现了漏电流的自动监测和记录,实时地显示了产生漏电流的时刻和漏电流的大小,获得了较好的监测效率和精度。     

基于LabVIEW的多通道数据采集系统

采用NI PCI-MIO-16E-1数据采集卡为硬件平台,以LabVIEW为开发软件,采用NI-DAQmx驱动程序和TDMS高速数据流文件,开发了一套多通道数据采集系统。最高可实现16道信号同时采集,同时实现数据的实时后处理、在线监测和实时图形显示。该系统在现代测控、自动化和大型科学实验研究中具有重要的应用价值。     

反应堆物理启动数字化在线实验系统

系统是基于微机在线数据采集和处理的综合实验系统，包含中子计数信号和堆功率信号采集模块、外推临界实验模块、周期反应性测量模块和反应堆中子通量水平实时监测模块。其数据及结果显示功能强大，包含中子探测信号显示、反应堆装载图显示、详细数据列表显示、次临界外推曲线和周期反应性内插曲线显示。微机操作界面友好，功能多且操作方便，可方便地设置数据采集卡参数、反应堆物理参数及与实验过程有关的其它参数。     

基于网络远程控制的压水堆功率控制半实物仿真

利用压水堆堆芯数学仿真模型,在VC 6.0和MATLAB环境下对压水堆核电站的功率控制系统进行半实物仿真.开发了一个由控制反馈和现场响应两部分所组成的仿真程序,实现了反应堆功率、反应性变化和堆芯控制棒驱动的在线模拟,并且实现了基于Internet网络的微机/工控机控制信号的传输.     

基于LabVIEW与CSS分布式测试系统的研究及应用

研究了LabVIEW与实验物理与工业控制系统EPICS的集成开发工具CSS平台的数据连接,通过这种连接可以将LabVIEW环境中采集到的数据实时发布至EPICS网络,在配置好CSS环境的分布式客户端实时显示需要监测的数据,实现了基于LabVIEW与CSS的分布式测试系统。通过在测试现场建立无线局域网,将各分布式客户端连入局域网并运行基于CSS BOY设计的监测界面,既减少了现场布线,又实现了EPICS应用,融合到了加速器控制的大系统中。该测试系统在中科院高能物理研究所的超导腔测试、耦合器测试、调谐器测试中多次使用,其运行可靠稳定。     

EAST超导磁体失超诊断预警系统设计

为进一步保障EAST超导磁体安全、准确、有效地运行,设计了EAST超导磁体失超诊断实时预警系统。该系统通过软件对失超诊断信号进行分析,提高了失超检测系统的精度和可靠性。失超诊断数据及相关的热工参数通过MDSplus从EAST工程试验数据库中在线获取,数据的可视化分析显示可以为失超保护软件的开发提供基础。本文主要介绍失超保护实时预警系统的设计方案、基本结构和测试结果。     

基于RBF神经网络的压水堆堆芯三维功率分布方法研究

堆芯三维功率分布的实时监测对核电厂的安全高效运行和控制系统优化均有重大意义。本文利用堆外核测量系统及RBF神经网络构建了一个实时堆芯功率三维分布监测系统,以提高监测的实时性及减小三维功率分布的拟合误差。在300 MW压水堆核电厂全范围仿真机上进行了一系列仿真实验,结果表明,该监测系统能在燃料循环周期的一定燃耗范围内,实时呈现堆芯三维功率分布,并通过几种方法对模型的精度进行了有效改进。     

微波功率源连锁保护装置研制

本文论述了-个微波功率源的连锁保护装置的设计.该系统核心是连锁保护控制电路,实现了对微波系统连锁保护信号和调制器连锁保护信号的实时监测和控制,且实现和PLC信号的传输.     

BESⅢ超导磁体失超保护及信号采集

介绍了北京正负电子对撞机上北京谱仪(BESⅢ)的超导磁体失超保护系统的设计原理,重点介绍了基于CAN总线的信号采集系统的设计和实现.信号采集系统监测和记录磁体内部关键电压信号以及磁体外部重要的辅助信号,用于分析和诊断磁体的状态,并用LabVIEW完成用户界面程序设计.     

BESⅢMUON气体监测器的研制与安装测试

研制计数管监测器,通过监测55Fe 5.9keV X射线光电峰,实时监测BESⅢMUON探测器的气体配比.经过系列实验研究了计数管的各种性能,明确其工作模式为有限正比模式;选取最佳工作高压保证监测器可以长期稳定运行.基于LabVIEW和ROOT编译了集成的PCI数据获取系统,实时在线显示监测结果.根据电子学信号特点,合理安装监测器高压、气体、电子学,减小测试系统开支.完成安装调试后进行长时间监测,并报告了初步的测试结果.     

核反应堆功率调节系统控制特性研究

某新型研究堆采用新型燃料元件和堆芯结构，反应堆的控制特性缺乏基本数据，功率调节系统的设计无可借鉴经验。通过半实物仿真试验，在同一功率定值下分别引入阶跃和斜坡反应性扰动，考虑调节棒在不同位置的价值影响，采用PD控制方案研究功率调节系统的调节特性和控制效果，并对控制方案和PD参数进行比较和优化，为反应堆功率调节系统的设计和投入运行奠定基础。半实物仿真试验结果表明：采用同一组控制器参数，无法满足预定的控制要求。充分发挥数字化控制器的优点，在同一功率定值、不同棒位下，采用不同的控制器参数能较好地满足预定的控制指标和性能要求。     

基于盲目反卷积算法的核脉冲信号处理

提出一种新的核脉冲信号测量分析方法,采用盲目反卷积算法,在线去除采集信号的堆积,恢复基线,还原核脉冲信号。系统采用FPGA控制高速ADC对核辐射信号连续采样,上位机通过USB2.0通讯,采用具有高速传输特性的Slave FIFO模式实现数据实时采集,利用NI LabVIEW软件平台实现算法处理与显示。结果表明,该方法具有传输速度快、能实时测量与显示等优点。     

基于FPGA的EAST-ICRF实时监控系统设计

在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)上进行核聚变试验时,离子回旋共振加热(ICRF)是该试验过程中加热等离子体的主要方法之一,而对发射机、传输线、真空室以及天线中的重要参数进行实时监测是托卡马克装置中ICRF对等离子体进行功率耦合的重要保障。提供了一种采用FPGA的ICRF实时监控系统设计方案、AD9252芯片以及SN74LS14型号施密特触发器进行数据采样,实现对各故障信号的实时显示、报警以及信号源的及时切断,同时利用FPGA可重复编程的特点,便于后期对系统进行维护和升级。