在中科院钍基熔盐核能项目^([1])(Thorium Molten Salt Reactor system,TMSR)的反应堆控制系统样机开发中,使用了EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)^([2])作为仪器与控制平台软件。为了实现控制系统的IOC(Input/Output Controller)级冗余及服务器间的数据同步,使用了基于EPICS环境的RMT(Redundancy Monitor Task)冗余软件包^([3])及其数据同步组件CCE(Continuous Control Executive)。通过开发相关的IOC驱动程序,实现了对服务器的IOC冗余切换控制。论文讨论了RMT冗余功能在服务器中的实现方法及在功率控制系统中的冗余性能实验情况。
功率控制系统(Power Control System,PCS)是反应堆控制系统(Reactor Control System,RCS)的重要组成部分,它完成功率提升、功率保持与功率调节的作用。在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor,TMSR)核能系统固态堆设计方案中,功率控制器根据实测功率与设定功率值之间的偏差和偏差的变化趋势,按照经典的比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制算法,给出调节控制棒的运动距离和运动方向等信号。PCS的PID算法设计与基于反应堆中子物理、热工及控制棒的传动性能构成的闭环控制系统的特性有关,其不同参数的确定与系统的静态和动态性能指标的要求相对应。本文从控制的角度出发,在已有的控制棒样机中设计的棒控棒位系统及相关中子物理的基础上对PCS的PID算法进行多层次仿真与参数分析,并对系统的可控性与可测性进行分析验证。分析及仿真结果表明两种控制模型下的系统均是完全可控及完全可测的,在合适的PID参数集下均能体现响应的快速性及系统的良好鲁棒性和抗干扰能力,具有实际的应用意义。
针对钍基熔盐堆分布控制系统(Distributed Control System,DCS)中数字超声流量计的实验物理和工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)网络接入需求,本文提出了一种数字以太网接口设计方案,实现上位机操作员接口(Operator Interface,OPI)层面的流量数据实时监测。硬件使用DM9000以太网芯片,扩展连接到TMS320F28335为控制器的数字化超声流量计平台上。DCS软件设计以超声流量计作为客户端,与运行EPICS服务器程序的上位机构成客户端/服务器结构,自检结果表明,二者之间可进行可靠的传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)通信。在流量标定平台上的实际测试进一步验证了超声流量计与上位机实时数据通信的可靠性,实现了EPICS环境下超声流量计的网络化功能。
