研華在核電站輻射監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

　　核能是清潔的能源，它在節(jié)省煤、石油和天然氣等不可再生資源的消費(fèi)的同時(shí)，減少了二氧化碳、二氧化硫、煙塵排放對大氣的污染。核能之所以成為清潔能源的另一個重要原因就是核電站在開發(fā)能源時(shí)始終堅(jiān)持高安全標(biāo)準(zhǔn)和高度重視環(huán)境保護(hù)。我國已成為世界上在建核電規(guī)模最大的國家，占世界在建核電容量的40%，據(jù)此推算，中國將在2020年成為僅次美國的核電大國。核電建設(shè)總投資將達(dá)到約3000億元。到2050年，中國核電將成為綠色能源支柱，占一次能源消費(fèi)的比重將達(dá)到15%。在發(fā)展新能源的同時(shí)，也需要對建立安全的環(huán)境保護(hù)體系。我國在役和新建核電站都加強(qiáng)和建立完整的核安全、環(huán)境保護(hù)、核應(yīng)急等保障體系。保證核電站是安全、清潔的。

　　系統(tǒng)需求

　　我國對核電廠輻射環(huán)境工作要求核電廠自身進(jìn)行監(jiān)測，地方環(huán)保部門對其執(zhí)行獨(dú)立的監(jiān)測性監(jiān)測。核電廠周圍環(huán)境監(jiān)測，開展大氣、水體和田野等3大門類20余個監(jiān)測項(xiàng)目。核電站投入運(yùn)行后其周圍環(huán)境的γ輻射水平，環(huán)境介質(zhì)(大氣、水體、土壤)和農(nóng)副產(chǎn)品中的放射核素濃度的含量跟蹤監(jiān)測。監(jiān)測點(diǎn)每天24小時(shí)連續(xù)自動進(jìn)行環(huán)境輻射劑量率的監(jiān)測，并要定期公布。核電站輻射監(jiān)測系統(tǒng)主要包括信息管理系統(tǒng)、工藝輻射監(jiān)測系統(tǒng)、排出流輻射監(jiān)測系統(tǒng)、區(qū)域輻射監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境輻射監(jiān)測系統(tǒng)和固化廠房輻射監(jiān)測系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)，其中信息管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)對其它各子系統(tǒng)監(jiān)測通道實(shí)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理和集中控制，以保證核電站的安全運(yùn)行以及操作人員與周圍居民的輻射安全。研華有豐富的產(chǎn)品線和產(chǎn)品種類，可以根據(jù)不同的工程實(shí)際需求選擇不同產(chǎn)品，構(gòu)成完整的解決方案。

　　系統(tǒng)描述

　　因各核電站的具體要求不同輻射監(jiān)測信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也不盡相同，附圖是一個典型的核電輻射監(jiān)測信息管理系統(tǒng)示意圖，各專用計(jì)算機(jī)根據(jù)具體工程的不同又包括數(shù)據(jù)采集站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、顯示終端等，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和顯示終端可以獨(dú)立設(shè)置，也可以集成在數(shù)據(jù)采集站上。從示意圖中可以看出輻射監(jiān)測信息管理系統(tǒng)包括一個多臺計(jì)算機(jī)組成的局域網(wǎng)，使用研華工業(yè)交換機(jī)組網(wǎng)。各專用計(jì)算機(jī)具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等功能。

　　上位主機(jī)采用I5 CPU級別高配ACP-4320MB研華工控機(jī)，因?yàn)樾枰杉椛浔O(jiān)測系統(tǒng)就地儀表數(shù)據(jù)，所以需使用RS_485通訊卡，主要使用PCI-1612C及PCI-1622C通訊卡，帶隔離和浪涌保護(hù)，在核電站現(xiàn)場均能穩(wěn)定工作。

　　輻射監(jiān)測系統(tǒng)中除標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測通道使用RS_485總線采集數(shù)據(jù)外，還需采集大量的開關(guān)量及模擬量信號(如電磁閥狀態(tài)、流量、壓力等信號)，并對部分設(shè)備進(jìn)行控制(如電磁閥、取樣泵、電加熱器等)，雖然可以選擇內(nèi)置I/O板卡完成相關(guān)功能，但因?yàn)椴杉刂频男盘栞^多且主板PCI槽有限，還需預(yù)留日后擴(kuò)展空間，所以使用ADAM-4000系列模塊通過RS_485總線實(shí)現(xiàn)此功能。

　　數(shù)字量輸入輸出選用ADAM-4055，該模塊具備8路數(shù)字量輸入和8路數(shù)字量輸出，該模塊采用控制地線的方式實(shí)現(xiàn)各路數(shù)字量輸出，如果控制電路共地則選用ADAM-4068，可實(shí)現(xiàn)8路繼電器觸點(diǎn)的輸出。模擬量的輸入選擇ADAM-4017+，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場4～20mA模擬信號的采集。

　　在無人值守的監(jiān)測站點(diǎn)需要對采集的數(shù)據(jù)存儲和處理，研華的嵌入式工業(yè)電腦UNO-2178A，可具有8個串口，非常方便的擴(kuò)展和加入需要的監(jiān)測儀表。UNO-2178A無風(fēng)扇，低功耗的特點(diǎn)大大減少了站點(diǎn)的日常維護(hù)工作，作為專用計(jì)算機(jī)，結(jié)合EKI-2541S把數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。