核電輻射監測系統軟件介紹

摘要:本文首先概述了核電輻射監測系統(RMS) 國內外發展現狀，針對核電站輻射監測的應用需求，設計了輻射監測系統軟件的主要功能、系統結構設計、 軟件數據處理流程和功能分配。

關鍵字：核電站、輻射監測、RMS

1概述

為推進核能的和平利用，上世紀七十年代，國務院做出了發展核電的決定，經過三十多年的努力，中國核電從無到有，得到了很大的發展。近年來，為滿足 經濟和社會發展不斷增長的能源需求，保障能源供應 與安全，保護環境，黨中央國務院作出了“積極推進核電建設”的決策，國務院正式批準了國家發展改革委上報的《核電中長期發展規劃(2005—2020年）》【1】， 它標志著中國核電發展進入了新的階段也為核電設備 制造、服務業提供了很好的發展機遇。上海自動化儀 表股份有限公司根據國核自儀系統工程公司在三門和海洋核電站中提出的項目需求，設計實現了核電站輻射監測系統，針對系統的功能要求設計了核電輻射 監測系統軟件。

核電輻射監測系統中統一監控平臺充分利用SUPMAX800系統現有的技術優勢，對不同廠商、不同 種類的現場設備(如PLC、智能儀表等)實現統一的數據集成和實時監控，將生產企業各個系統的數據整合到一個統一的平臺，企業在此平臺基礎上能夠直接監控生產現場各種裝置的實時運行狀態，并對數據進行 性能、效率分析，進而對生產過程進行優化與改進。

2系統功能需求

核電站與其它種類電站的主要差別是核反應堆運行中伴有核輻射產生，所以輻射監測系統是核電站必不可少的組成部分。系統所獲取的輻射變化信息對保護工作人員免受輻照、保護環境及保證核電站安全運行有重要作用，對分析核電廠的故障和事故具有重要 價值。

該核電監測系統軟件運行于Windows操作系統 平臺，通過SMCP、OPC、Modbus等通信協議與現場各類設備通信，采集實時數據;通過專用協議與現場 上位機監控系統通信，并且通過實時數據服務器，用通用的數據協議與各類外接設備進行數據通訊，提供數據査詢、統計及報表制作等功能。

核電輻射監測系統軟件主要完成以下幾個工作：

1數據讀寫功能。核電輻射監測軟件通過RS485 串口通訊協議，接受來自各就地設備(LRP)發送的設備狀態數據和報警信號，實時的進行顯示，記錄設備出 現的異常狀態并根據需要獲取設備的檢測數據；監測 軟件也可以對設備及時發出寫指令。

2數據發布和存儲功能。數據采集平臺采集到就地設備的數據后，數據庫配置工具Dmconfig可通過 SMCP、MODBUS/TaP、OK：三種數據通訊協議對不 同類型的數值信息向上位機發布。并在數據庫中進行 有效、穩定、長期的存儲。

3數據采集平臺具有雙機并采和雙機熱備功能， 雙機并采指接口機采集任務可以將采集到的數據同時向兩臺服務器發送;雙機熱備是指接口機可以與另 外一臺接口機形成雙機熱備，當某一臺發生故障時自動切換主接口機，并同時改換實時服務器的主/從身份。

4數據處理功能。RMS可根據存儲的數據計算歷史數據最大值、最小值、平均值和累加值，并在計算進程中可以實時的顯示計算值，顯示數據連續的變化趨勢，計算周期可配置，比如1分鐘，2分鐘，10分鐘。計算出來的這些平均值需配置位號支持SMCP發布， CRP還可處理自身的報警設置，報表設置，權限設置， 通訊接口相關設置，報警閥值等相關數據。

5趨勢控件功能費。統一監控平臺采集到數據后, 并將其存儲到歷史數據庫中，在歷史趨勢控件中，能對選擇的位號進行趨勢査詢。在趨勢控件中，添加數據庫中任意點后，可實時査看當前及歷史數據趨勢曲 線，相關數值并能以對數方式顯示。

3系統結構設計

3.1數據處理流程

環境轄射監測系統的軟件在用戶需求的分析下和 面向對象思想和系統架構原則的指導下是如何進行設計和實現的。整個系統軟件是在對用戶需求的分析的基礎上設計和實現的。通過對用戶需求的認真分析，把整個軟件系統設計成不同的模塊并實現各個模塊 的功能和相互之間的接口。而各個模塊的設計是根據 面向對象原則在特定的開發工具下實現的。這其中用到了面向對象編程中的封裝性、繼承性、多態性思想以及設計模式思想。物理數據結構主要用于各模塊之間函數的信息傳遞。接口傳遞的信息將是以數據結構封裝了的數據，以參數傳遞或返回值的形式在各模塊間傳輸。出錯信息將送入日志顯示窗口中顯示。

監測中心數據處理系統軟件完成如下部分功能: 數據通信(和現場監測系統進行數據傳輸)、數據庫設計和操作、數據處理整個系統的框圖如圖3.1所示： 其整體數據處理流程如下圖所示：

監測中心的數據獲取是基于窗口消息的，通過modbus串口協議數據通信程序從就地設備獲取數據包后，經校驗正確后即可用于實時數據顯示，同時需要存儲入庫和發指令信息給現場監測設備。監測中心的數據庫顯示査詢和動態線路圖顯示的人機操作也都是基于數據庫和實時數據包的事件觸發機制。

3.2功能分配

從功能上劃分，統一監控平臺可以劃分為以下幾個子系統：

1、數據采集平臺，接口機通過多種協議采集和接 收現場各種設備的實時數據，并將實時數據打包轉發 至實時數據庫
      2、實時數據庫服務，是統一監控平臺系統的核心運 行部件，具有髙度并發處理的能力，保證多路數據采集、 多客戶端事務請求下的數據一致性、響應實時性。

      3、標簽點數據庫，是標簽點基本屬性的存儲數據 庫，支持標簽點信息的基本操作包括：添加點、刪除點、屬性査詢、屬性修改、批量導入、導出，支持在線組態。

     4、實時數據庫功能，實時數據庫的滿負荷工況定義為每秒接收到10萬標簽點 的實時數據的穩定運行工況，支持毫秒級數據采集，最小采集周期為100ms。

     5、0PC服務器功能，作為OPC服務器端接收OPC客戶端的數據請求，支持OPC Foundation 的 OPC DA2.0 標準定義的所有功能，能同時處理128個OPC客端的數據請求,支持中、英文兩種本地語言模式。
     6、SMCP服務器，作為SMCP服務器端向局域網內發布標簽點，單臺服務器最多發布標簽點數為20000個，支持雙網卡冗余功能。
    7、報警服務，報警服務負責對報警點進行實時值掃描和報警邏輯判斷，并將產生的報警數據和服務器運行事件數據發送至SUPMAX800報警服務器。

     8、控制指令執行服務，籃控站發出的設備控制指令由控制指令執行服務負責調度并通過接口機發送到現場設備，控制指令支持以下通訊協議:Modbus串口、Mod- bus—TCP、OPC DA2.0、SMCP。

       9、日志數據庫，對統一籃控平臺運行過程中的關鍵狀態、事件、異常情況應采用一套結構化的方式進行保存和管理。

4結論

  本項目在三門和海陽兩個依托項目核 電站中的應用，填補了核電輻射籃測系統國產化的空白，該系統將對自儀公司參與核電系統國產化帶來巨大的機遇，提高國產系統的市場競爭力。相信該系統在核電國產化和核電長期發展中將起到更大的作 用。