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使用NI CompactRIO在線監(jiān)控核反應堆

2017-07-31
關(guān)鍵詞: 在線監(jiān)測 核電站 NI

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  機械振動可能會損壞旋轉(zhuǎn)的機械部件,,并且在許多情況下會嚴重降低機械的可操作性和使用壽命。連續(xù)監(jiān)測振動及其他信號是預測機械特性和效率的關(guān)鍵,而且通常需要連續(xù)數(shù)據(jù)采集和在線數(shù)據(jù)庫分析,。

  迄今為止,幾乎所有在線監(jiān)控(OLM)方案都是針對壓水反應堆(PWR),,大概是由于全球壓水反應堆數(shù)量較多的緣故;然而,,沸水反應堆(BWR)和研究用反應堆也能從OLM技術(shù)中獲益。例如,,使用LabVIEW軟件和CompactRIO硬件,,Analysis and Measurement Services Corporation(AMS)迅速開發(fā)了用于監(jiān)控這些關(guān)鍵組件的解決方案,并在美國橡樹嶺(Oak Ridge, TN)部署了一個原型至高通量同位素反應堆(HFIR),。AMS最近也獲得了更多的政府資助來實現(xiàn)沸水反應堆(BWR) OLM技術(shù)的商業(yè)化,。

  機械監(jiān)控和診斷的必要性

  OLM系統(tǒng)可為核電站帶來極大的益處,它們可用于預測故障和識別系統(tǒng)性能中的非常規(guī)行為,。這些系統(tǒng)也有利于簡化日常維護和預防可造成重大損失的長期損壞,。系統(tǒng)的關(guān)鍵信號包括機械設(shè)備的振動、溫度,、轉(zhuǎn)速以及電機電流特征,。在高通量同位素反應堆應用中,亟需一個系統(tǒng)對位于難以靠近區(qū)域的旋轉(zhuǎn)設(shè)備提供更高頻率的監(jiān)控,。此時,,無線在線監(jiān)控系統(tǒng)提供了最理想的解決方案,該方案可實現(xiàn)遠程監(jiān)控,,且無需額外布線即可進行必需的測量,。

  基于NI CompactRIO構(gòu)建遠程監(jiān)控設(shè)備

  基于NI CompactRIO 和NI 9234動態(tài)信號采集模塊,AMS開發(fā)了EWV-1監(jiān)控軟件作為智能數(shù)據(jù)采集和傳輸樞紐,。我們之所以選擇CompactRIO,,是因其體積小、功耗低,,以及能夠在核電站的惡劣環(huán)境下工作,。

  EWV-1還配備了無線連接來傳輸所采集的數(shù)據(jù),以進行分析,、診斷,,并可將數(shù)據(jù)儲存在工廠的數(shù)據(jù)庫以供未來使用。此外,所有的這些信息均可傳輸?shù)接脩舻墓ぷ髡緛韺崿F(xiàn)遠程實時用戶監(jiān)控,。

  使用LabVIEW Real-Time和LabVIEW FPGA進行實時分析

  CompactRIO包括一個可重配置I/O (RIO)現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和一個實時控制器,。通過在CompactRIO使用FPGA并結(jié)合LabVIEW FPGA模塊,AMS高效,、可靠地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集及板載信號調(diào)理,。實時控制器與LabVIEW Real-Time模塊相結(jié)合,可對數(shù)據(jù)計算結(jié)果進行板載分析,。這些計算結(jié)果,,而不是整個數(shù)據(jù)集,在之后可以通過無線網(wǎng)絡進行傳輸,,以滿足任意帶寬限制,。這些數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶需求儲存在大量不同的數(shù)據(jù)庫解決方案中。

  在線監(jiān)控BWR發(fā)電廠

  使用CompactRIO和LabVIEW,,AMS公司開發(fā)了OLM解決方案,,以實現(xiàn)對不易靠近或處在危險場所的設(shè)備的實時遠程監(jiān)控。對核電站而言,,該解決方案可提供的直接益處包括降低監(jiān)控設(shè)備成本,,以及根據(jù)需要獲取額外數(shù)據(jù),便于換料停機和正常運行時的維護工作,。


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