本實用新型涉及控制系統(tǒng)邏輯構建技術領域,具體涉及一種用于AP1000核電廠帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構的邏輯構建。

背景技術：

目前，在各種技術路線下的核電常規(guī)島工程中，控制邏輯圖設計是所有核電常規(guī)島設計院必須完成的設計任務。

在常規(guī)的邏輯圖設計中，各類型被控設備包括氣動執(zhí)行機構的控制邏輯全部使用與、或、非等最基本的邏輯單元構建而成，邏輯圖面紛繁復雜且重復邏輯關系非常多，既給設計人員帶來了重復的設計工作，又不利于組態(tài)人員和運行人員理解。在目前邏輯模塊中狀態(tài)提示模塊通常僅顯示各種常規(guī)的正常狀態(tài)信息，而在故障狀態(tài)時卻無法提供特別的提示信息，容易被運行人員忽視。本實用新型中，故障提示模塊是從人因工程角度，分析了運行人員的運行習慣和操作思路，創(chuàng)新性提出對執(zhí)行機構“未全開”和“未全關”的狀態(tài)信息進行顯示，提高了故障狀態(tài)時運行人員的警覺程度，有效避免了可能存在的運行人員操作失誤。

目前為止，也尚未發(fā)現(xiàn)有帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構邏輯模塊設計的相關應用，本發(fā)明創(chuàng)造性提出了這種帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構邏輯模塊。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種能夠提高運行人員故障響應速率并且具有閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構邏輯模塊。

為了達到上述目的，提供一種帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構邏輯模塊，包括：

指令處理模塊、邏輯輸出模塊、故障提示模塊和顯示模塊；及

所述指令處理模塊輸入端與外部的指令信息相連，經運算生成邏輯指令信息，發(fā)送至邏輯輸出模塊；及

所述故障提示模塊接收邏輯輸出模塊的狀態(tài)信息和就地執(zhí)行機構狀態(tài)信息，判斷狀態(tài)信息處于異常狀態(tài)時輸出異常信號；及

所述顯示模塊接收由故障提示模塊發(fā)出的異常信號或指令處理模塊產生的狀態(tài)信號；及

所述的邏輯輸出模塊輸出對象為得雙電控電磁閥執(zhí)行機構，邏輯輸出模塊輸出的開指令可對執(zhí)行機構進行開操作，邏輯輸出模塊輸出的關指令可對執(zhí)行機構進行關操作，從而控制就地執(zhí)行機構。

增加了故障提示模塊，在故障提示模塊中對異常開、關狀態(tài)進行判斷計算，輸出開故障、關故障信號，并且當執(zhí)行機構要求全開或者全關時發(fā)生未全開或未全關的異常狀態(tài)，則輸出未全開或未全關故障信息，有效提醒運行人員注意執(zhí)行機構的故障狀態(tài)，節(jié)省運行人員的響應時間以及故障恢復時間，避免運行人員遺漏相關故障信息。

優(yōu)選的，所述的異常信號包括未全開信號和未全關信號，故障提示模塊接收邏輯輸出模塊和就地執(zhí)行機構的開狀態(tài)信號和關狀態(tài)信號進行邏輯運算，當開狀態(tài)異常時，輸出未全開信號，當關狀態(tài)異常時，輸出未全關信號。

所述的未全開信號為狀態(tài)在[0-100％)區(qū)間內的狀態(tài)。

所述的未全關信號為狀態(tài)在(0-100％]區(qū)間內的狀態(tài)

優(yōu)選的，所述的故障提示模塊包括非門F5和非門F6,非門F5接收就地執(zhí)行機構開狀態(tài)，并輸出未全開信號；非門F6接收就地執(zhí)行機構關狀態(tài)，并輸出未全關信號。

優(yōu)選的，所述的指令處理模塊內包括閉鎖模塊，當閉鎖模塊處于閉鎖狀態(tài)時，其他指令信息無法生效執(zhí)行，當閉鎖模塊處于解鎖狀態(tài)時，其他指令信息得以執(zhí)行。

優(yōu)選的，所述的指令處理模塊輸入端接入外部指令，包括手動指令、自動指令以及允許條件，自動指令包括保護指令和聯(lián)鎖指令，指令處理模塊內包括優(yōu)先級判斷子模塊按優(yōu)先級由高到低的順序從所述保護指令、手動指令、聯(lián)鎖指令中選出當前指令，根據(jù)當前指令和允許條件，通過邏輯運算產生指令信息并發(fā)送至邏輯輸出模塊。

增加了閉鎖模塊作為其他輸入指令的先決條件，當閉鎖模塊啟動為閉鎖環(huán)境時，其他任何輸入指令均不能生效執(zhí)行，僅在解鎖環(huán)境下，方可執(zhí)行手動指令、聯(lián)鎖指令和保護指令。

優(yōu)選的，所述的指令處理模塊輸入端接入人機界面接口(MMI)、聯(lián)鎖指令、保護指令和允許條件，所述的人機界面接口上接入閉鎖指令、解鎖指令、手動開指令和手動關指令，閉鎖指令信息實現(xiàn)指令處理模塊邏輯運算的閉鎖功能。

優(yōu)選的，所述的閉鎖模塊包括RS觸發(fā)器C1和非門F1，RS觸發(fā)器C1的置位S端接入閉鎖指令，復位R端接入解鎖指令，RS觸發(fā)器C1的輸出端連接非門F1，非門F1的輸出端分別與手動指令、保護指令、聯(lián)鎖指令并聯(lián)接入與門。

優(yōu)選的，所述的邏輯輸出模塊包括RS觸發(fā)器C2、RS觸發(fā)器C3、或門H6和或門H7，指令處理模塊邏輯運算后輸出關指令信息接入或門H6，所述的RS觸發(fā)器C2的置位端S端連接指令處理模塊邏輯運算后輸出開指令信息，復位端R端連接或門H6的輸出端，所述的RS觸發(fā)器C2的輸出端連接雙電控電磁閥產生執(zhí)行機構開指令；指令處理模塊邏輯運算后輸出開指令信息接入或門H7，所述RS觸發(fā)器C3的置位端S端連接指令處理模塊邏輯運算后輸出關指令信息，復位端R端連接或門H7的輸出端，所述RS觸發(fā)器C3的輸出端連接雙電控電磁閥產生執(zhí)行機構關指令。

優(yōu)選的，所述的故障提示模塊還包括開關故障模塊，所述的開關故障模塊的輸入端接入邏輯輸出模塊的狀態(tài)信息、輸出信息和就地執(zhí)行機構的狀態(tài)信息，并輸出開關過程故障信息，所述開關過程故障信息傳送至顯示模塊。

本實用新型改變了一般狀態(tài)提示模塊的組成結構，設置故障提示模塊，故障提示模塊中對異常開、關狀態(tài)進行判斷計算，輸出開故障、關故障信號，并且當執(zhí)行機構要求全開或者全關時發(fā)生未全開或未全關的異常狀態(tài)，則輸出未全開或未全關故障信息，有效提醒運行人員注意執(zhí)行機構的故障狀態(tài)，節(jié)省運行人員的響應時間以及故障恢復時間，避免運行人員遺漏相關故障信息。本實用新型在指令處理過程中增加了氣動執(zhí)行機構的閉鎖模塊，通過在輸入指令前增加上位的閉鎖模塊，實現(xiàn)在執(zhí)行機構故障或檢修期間，為運行人員提供了防止誤操作的功能，保證了設備和系統(tǒng)的安全。

本實用新型的有益效果是增加了氣動執(zhí)行機構的閉鎖操作功能，在故障或檢修期間，提供了防止誤操作的功能，保證了設備和系統(tǒng)的安全。同時，本實用新型改變了一般狀態(tài)模塊的組成結構，設置故障提示模塊，通過邏輯運算對開、關狀態(tài)的異常狀態(tài)進行監(jiān)控，提供了未全開信息和未全關信息的視角，從人因工程的角度為運行人員的安全操作帶來了便利。

應理解，在本實用新型范圍內中，本實用新型的上述各技術特征和在下文(如實施方式)中具體描述的各技術特征之間都可以互相組合，從而構成新的或優(yōu)選的技術方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附圖說明

圖1是本實用新型的AP1000核電廠帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構邏輯模塊；

圖2是本實用新型的AP1000核電廠帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構的模塊內部邏輯圖；

其中：

LOCK 閉鎖指令；

UNLOCK 解鎖指令；

MOP 開指令；

MCL 關指令；

IOP 聯(lián)鎖開；

ICL 聯(lián)鎖關；

POP 保護開；

PCL 保護關；

PEOP 允許開；

PECL 允許關；

OP 開狀態(tài)；

CP 關狀態(tài)；

OD 開指令；

CD 關指令；

OF 開故障；

CF 關故障；

FLT 綜合故障；

NOPND 未全開；

NCLSD 未全關；

LK 閉鎖；

MO 手動開；

MC 手動關；

AT 自動；

F1～F6 非門；

Y1～Y8 與門；

H1～H8 或門；

C1～C5 RS觸發(fā)器。

具體實施方式

在常規(guī)的邏輯設計中，各類型被控設備的控制邏輯全部使用與、或、非等最基本的邏輯單元構建而成，邏輯圖面紛繁復雜，不利于組態(tài)人員和運行人員理解。本實用新型在提煉帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構的邏輯基礎上，結合AP1000核電廠PLS(電廠控制系統(tǒng))人機接口畫面設計的要求和特點，設計了一種帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構且有固定輸入輸出的邏輯模塊，為所有AP1000核電廠帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構邏輯設計提供了便利，同時也為其他類型核電廠或常規(guī)火電廠的氣動執(zhí)行機構邏輯設計提供了參考。

本實用新型的執(zhí)行機構的邏輯模塊用于控制和監(jiān)視雙電控電磁閥，此類執(zhí)行機構用脈沖信號進行打開或關閉操作。執(zhí)行機構有兩個輸入，分別接收開指令脈沖信號和關指令脈沖信號，指令脈沖信號變成“1”后執(zhí)行機構打開或關閉，直至全開或全關。

一種帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構邏輯模塊，包括指令處理模塊、邏輯輸出模塊、故障提示模塊和顯示模塊；所述指令處理模塊輸入端與外部的指令信息相連，經運算生成邏輯指令信息，發(fā)送至邏輯輸出模塊；所述故障提示模塊接收邏輯輸出模塊的狀態(tài)信息和就地執(zhí)行機構狀態(tài)信息，判斷狀態(tài)信息處于異常狀態(tài)時輸出異常信號；所述顯示模塊接收由故障提示模塊發(fā)出的異常信號或指令處理模塊產生的狀態(tài)信號；所述的邏輯輸出模塊輸出對象為得雙電控電磁閥執(zhí)行機構，邏輯輸出模塊輸出的開指令可對執(zhí)行機構進行開操作，邏輯輸出模塊輸出的關指令可對執(zhí)行機構進行關操作，從而控制就地執(zhí)行機構。

故障提示模塊包括開關故障模塊和異常狀態(tài)信號模塊，異常信號狀態(tài)模塊接收就地執(zhí)行結構的開狀態(tài)信息和關狀態(tài)信息，經邏輯運算，當開狀態(tài)異常時，輸出未全開信號，當關狀態(tài)異常時輸出未全關信號。異常信號狀態(tài)模塊包括非門F5和非門F6,非門F5接收就地執(zhí)行機構開狀態(tài)，并輸出未全開信號NOPND；非門F6接收就地執(zhí)行機構關狀態(tài)，并輸出未全關信號NCLSD?？梢?，當狀態(tài)在[0-100％)區(qū)間內則顯示未全開，當關閉狀態(tài)在(0-100％]則顯示未全關。

開關故障模塊的輸入端接入邏輯輸出模塊的狀態(tài)信息、輸出信息和就地執(zhí)行機構的狀態(tài)信息，并輸出開關過程故障信息。開關故障模塊包括RS觸發(fā)器C4、RS觸發(fā)器C5和或門H8。RS觸發(fā)器C4的置位S端接入RS觸發(fā)器C2的輸出端，復位R端接入就地執(zhí)行機構的開狀態(tài)OP，RS觸發(fā)器C4輸出開故障信息OF。RS觸發(fā)器C5的置位S端接入RS觸發(fā)器C3的輸出端，復位R端接入就地執(zhí)行機構的關狀態(tài)CP，RS觸發(fā)器C5輸出關故障信息CF?；蜷TH8為二輸入或門，其輸入端分別接入RS觸發(fā)器C4的輸出端和RS觸發(fā)器C5的輸出端，或門H8輸出綜合故障信息FLT。

所述的指令處理模塊內包括閉鎖模塊，當閉鎖模塊處于閉鎖狀態(tài)時，其他指令信息無法生效執(zhí)行，當閉鎖模塊處于解鎖狀態(tài)時，可執(zhí)行其他指令信息。指令處理模塊輸入端接入的外部指令，包括手動指令(來自手操面板)、自動指令(如聯(lián)鎖指令、保護指令)以及允許條件，指令處理模塊內包括優(yōu)先級判斷子模塊按優(yōu)先級由高到低的順序從所述保護指令、手動指令、聯(lián)鎖指令，選出當前指令，根據(jù)當前指令和允許條件，通過邏輯運算產生指令信息并發(fā)送至邏輯輸出模塊。

指令處理模塊包括RS觸發(fā)器R1、與門Y1～Y8、或門H1～H5非門F1～F4。RS觸發(fā)器C1的置位S端接收閉鎖指令LOCK，復位R端接收解鎖指令UNLOCK，RS觸發(fā)器C1輸出閉鎖信號LK。非門F1的輸入端連接RS觸發(fā)器C1的Q端。與門Y1為二輸入與門，其輸入端分別接入手動開指令MOP和非門F1的輸出端。與門Y1輸出手動開信號MO。與門Y2為三輸入與門，其輸入端分別接入非門F1的輸出端、聯(lián)鎖開指令IOP和自動信號。與門Y3為二輸入與門，其輸入端分別接入手動關指令MCL和非門F1的輸出端。與門Y3輸出手動關信號MC。與門Y4為三輸入與門，其輸入端分別接入非門F1的輸出端、聯(lián)鎖關指令ICL和自動信號?；蜷TH1為二輸入或門，其輸入端分別連接與門Y1的輸出端和與門Y2的輸出端?；蜷TH2為二輸入或門，其輸入端分別連接與門Y3的輸出端和與門Y4的輸出端。與門Y5為二輸入與門，輸入端分別接入保護開指令POP和非門F1的輸出端，與門Y6為二輸入與門，輸入端分別為保護關指令PCL和非門F1的輸出端，非門F2的輸入端為與門Y6的輸出端。與門Y7為三輸入與門，其輸入端分別為或門H1的輸出端、非門F2的輸出端和允許開信號PEOP?；蜷TH3為三輸入或門，其輸入端分別為與門Y1的輸出端、與門Y3的輸出端和RS觸發(fā)器C1的輸出端?；蜷TH4為二輸入或門，其輸入端分別為與門Y7的輸出端和與門Y5的輸出端。非門F4的輸入端為或門H3的輸出端。非門F4輸出自動信號AT。非門F3的輸入端為與門Y5的輸出端。與門Y8為三輸入與門，其輸入端分別為非門F3的輸出端、或門H2的輸出端和允許關信號PECL。或門H5為二輸入或門，其輸入端分別與門Y6的輸出端和與門Y8的輸出端。

邏輯輸出模塊由RS觸發(fā)器C2、RS觸發(fā)器C3、或門H6和或門H7，指令處理模塊邏輯運算后輸出關指令信息接入或門H6，所述的RS觸發(fā)器C2的置位端S端連接指令處理模塊邏輯運算后輸出開指令信息，復位端R端連接或門H6的輸出端，所述的RS觸發(fā)器C2的輸出端連接雙電控電磁閥產生執(zhí)行機構開指令；指令處理模塊邏輯運算后輸出開指令信息接入或門H7，所述RS觸發(fā)器C2的置位端S端連接指令處理模塊邏輯運算后輸出關指令信息，復位端R端連接或門H7的輸出端，所述RS觸發(fā)器C3的輸出端連接雙電控電磁閥產生執(zhí)行機構關指令。或門H6為三輸入或門，其輸入端分別連接就地執(zhí)行機構開狀態(tài)OP、RS觸發(fā)器C4的輸出端和或門H5的輸出端。RS觸發(fā)器C2的置位S端接入或門H4的輸出端，復位R端接入或門H6的輸出端，RS觸發(fā)器C2的輸出端輸出開指令OD?；蜷TH7為三輸入或門，其輸入端分別連接就地執(zhí)行機構關狀態(tài)CP、RS觸發(fā)器C5的輸出端和或門H4的輸出端。RS觸發(fā)器C3的置位S端接入或門H5的輸出端，復位R端接入或門H7的輸出端，RS觸發(fā)器C3的輸出端輸出關指令CD。

閉鎖信號模塊包括閉鎖指令LOCK和解鎖指令UNLOCK，當輸入閉鎖指令LOCK時，其他所有信號均被屏蔽；當執(zhí)行解鎖指令UNLOCK時，判定保護信號模塊狀態(tài)，所述的保護信號模塊包括保護開指令POP和保護關指令PCL，保護開指令POP為“1”時，開指令OD輸出信號“1”，保護關指令PCL為“1”時，關指令CD輸出信號“1”；當未接收到保護信號模塊的指令時，判斷允許信號模塊，允許信號模塊狀態(tài)為觸發(fā)手動信號模塊和聯(lián)鎖信號模塊的先決條件；所述的允許信號模塊包括允許開信號PEOP和允許關信號PECL，所述的手動信號模塊包括手動開指令MOP和手動關指令MCL，所述的聯(lián)鎖信號模塊包括聯(lián)鎖開指令IOP、聯(lián)鎖關指令ICL和自動信號AT，在未收到閉鎖指令LOCK以及手動信號模塊的信號時，自動信號AT為“1”，自動信號AT為“1”時可觸發(fā)聯(lián)鎖開指令IOP和聯(lián)鎖關指令ICL；當允許開信號PEOP為“1”時，輸入手動開指令MOP，開指令OD輸出“1”，自動信號AT為“1”時，觸發(fā)聯(lián)鎖開指令IOP，開指令OD輸出為“1”；當允許關信號PECL為“1”時，輸入手動關指令MCL關指令CD輸出為“1”，自動信號AT為“1”時觸發(fā)聯(lián)鎖關指令ICL，關指令CD輸出為“1”。所述的故障提示模塊提示的狀態(tài)包括開狀態(tài)OP、關狀態(tài)CP、未全開狀態(tài)NOPND、未全關狀態(tài)NCLSD、開故障狀態(tài)OF、關故障狀態(tài)CF和綜合故障FLT。

該邏輯模塊中，閉鎖模塊、自動信號AT和手動信號為AP1000核電廠PLS人機接口的手操面板上的模塊。閉鎖模塊上的閉鎖信號LOCK、解鎖信號UNLOCK，手動信號的手動開指令MOP、手動關指令MCL均由手操面板上的按鈕提供信號輸入，自動信號AT在手操面板上體現(xiàn)為指示燈，當未收到閉鎖信號LOCK、手動開指令MOP、手動關指令MCL時，自動信號AT輸出“1”，手操面板上的指示燈亮起，當閉鎖信號LOCK、手動開指令MOP、手動關指令MCL三者任一信號為“1”時，自動信號AT輸出“0”，手操面板上的指示燈熄滅。

本實用新型的邏輯模塊有兩種輸入信號，一種是手操面板輸入信號，一種是聯(lián)鎖保護信號。邏輯模塊根據(jù)手操面板輸入信號或聯(lián)鎖保護信號進行邏輯運算后輸出開指令信號OD至執(zhí)行機構，或者進行邏輯運算后輸出關指令CD至執(zhí)行機構，實現(xiàn)執(zhí)行機構的開、關功能。

為了滿足運行要求，模塊設有“閉鎖”、“解鎖”功能，只有處于“解鎖”狀態(tài)時，保護指令、手操面板輸入信號和聯(lián)鎖保護信號才被執(zhí)行；處于“閉鎖”狀態(tài)下，保護指令、手操面板輸入信號和聯(lián)鎖保護信號均被屏蔽。運行人員可以通過手操面板中的解鎖按鈕和閉鎖按鈕進行執(zhí)行機構“閉鎖”狀態(tài)和“解鎖”狀態(tài)的切換。允許開信號PEOP或允許關信號PECL是執(zhí)行機構算法輸出開指令信號OD或輸出關指令CD的先決條件，對手動開指令MOP、手動關指令MCL、聯(lián)鎖開信號IOP、聯(lián)鎖關信號ICL有閉鎖作用。當“允許開”條件滿足時，“手動開”、“聯(lián)鎖開”被執(zhí)行；當“允許關”條件滿足時，“手動關”、“聯(lián)鎖關”被執(zhí)行；“保護開”、“保護關”則不受“允許開”或“允許關”信號的限制?！霸试S開”或“允許關”在沒有連線輸入的情況下，默認值為“1”。

由此可見，該模塊算法具有開關優(yōu)先級邏輯。在執(zhí)行機構處于“閉鎖”狀態(tài)下，所有信號均被屏蔽；在執(zhí)行機構處于“解鎖”狀態(tài)下，手操面板輸入信號和連鎖保護信號才被執(zhí)行。在執(zhí)行機構處于“解鎖”狀態(tài)時，“保護開”、“保護關”的優(yōu)先級最高，“手動開”、“手動關”次之，“聯(lián)鎖開”、“聯(lián)鎖關”優(yōu)先級最低。

該模塊的內部邏輯詳圖如附圖1、2所示，包括手操面板、RS觸發(fā)器、與門、或門和非門。手操面板上有閉鎖按鈕、解鎖按鈕、手動開按鈕、手動關按鈕和自動指示燈，閉鎖按鈕和解鎖按鈕分別輸出閉鎖指令LOCK和解鎖指令UNLOCK，所述的閉鎖和解鎖為短信號；手動開按鈕和手動關按鈕分別輸出手動開指令MOP和手動關指令MCL。

本實用新型適用于雙電控電磁閥的氣動執(zhí)行機構。當無連鎖信號時，本輸入置0，保護指令的優(yōu)先級高于手動輸入和自動指令，無保護信號時，本輸入置0。允許條件為1時，手動指令和自動指令才有效，無允許條件時，本輸入置1。

本實用新型將帶閉鎖功能的雙電控電磁閥氣動執(zhí)行機構邏輯提煉成一個邏輯模塊，不僅大大簡化了各具體氣動執(zhí)行機構控制邏輯圖的編制工作，而且模塊中輸入輸出關系以及保護、手動和聯(lián)鎖等信號優(yōu)先級非常明確，便于設計、組態(tài)和調試人員設計和理解邏輯意圖，大大減少控制邏輯在設計、組態(tài)以及調試等階段的出錯概率。

以上已詳細描述了本發(fā)明的較佳實施例，但應理解到，在閱讀了解本發(fā)明的上述講授內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。