[实用新型]基于无线传感器网络的核电站故障诊断与状态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于无线传感器网络的核电站故障诊断与状态监测系统，涉及核电站自动控制技术领域。

背景技术

在核电站中，主要设备包括压力容器，蒸汽发生器，主氦风机，热气导管，堆内构件，汽轮机，控制仪表及电源等，完成从核能到热能，到机械能，最后到电能的转换。整个过程涉及的系统很多，不同系统之间相互关联，很多设备在高温、高压、高速旋转下工作，所以对核电站进行故障诊断与状态监测十分必要。而传统的分布式控制系统(以下简称DCS)是将布置在很多被监测对象上的传感器有线连接，带来的不仅是仪控系统更高的造价以及核电站内所有厂房更加复杂的总体布置，还有大量的桥架设计及电缆敷设工作并要防止在监测过程中数据传输线受到破坏。因此，目前的DCS系统只是根据保证核电站正常运行和核安全的原则对不到半数的设备进行监控，而其中只有少数重要设备例如主泵，进行了全方位监控，并未重点考虑绝大多数设备的自身安全和精细化运行维护的需求。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种基于无线传感器网络的核电站故障诊断与状态监测系统，以克服现有的DCS系统高造价、复杂总体布局、大量的电缆桥架设计和敷设工作的缺点，以便实时监控更多的设备和更多的实时运行参数，尤其是那些不在DCS监控范围内，或DCS仅监控少数参数的设备，可以在第一时间发现这些设备的运行异常情况，防止设备损坏，确保核电站的安全运行，提高故障诊断效率，节约运行成本。

本发明提出的一种基于无线传感器网络的核电站故障诊断与状态监测系统，包括：布设在核电站的每个被监测区域的若干个无线传感器网络节点、1个汇聚节点，以及位于主控制室的1个上位机监控单元；所述每个无线传感器网络节点由集成在1个单片机上的传感器模块、无线微处理器模块、无线通信模块和能量供应模块构成，所述每个汇聚节点由集成在1个单片机上的串口模块、无线微处理器模块、无线通信模块和能量供应模块构成；其中，每个被监测区域的各无线传感器网络节点之间以及无线传感器网络节点和汇聚节点之间均通过其内的无线通信模块进行数据的双向无线传输，各被监测区域的汇聚节点均通过其内的串口模块与上位机监控单元进行数据的双向有线传输。

所述上位机监控单元包括内嵌有操作员界面模块的图形显示器，内嵌有数据库模块、串口通信模块和故障诊断模块的工控机，以及由光报警装置和蜂鸣器组成的报警模块；其中，操作员界面模块通过串口通信模块与数据库模块相连，故障诊断模块分别与数据库模块、图形显示器及报警模块相连。

本实用新型提出的基于无线传感器网络的核电站故障诊断与状态监测系统，其优点是不仅能节省核电站仪控系统、电缆和桥架的设计和材料成本，以及大量电缆敷设的人工成本，有效缩短工期，而且能防止在监测过程中数据传输线被人为破坏和更全面地监测传统DCS系统不能监测的地方，及早发现故障，提高故障诊断的效率，降低误判率和漏判率，保证核电站的运行安全。

附图说明

图1是本实用新型提出的基于无线传感器网络的核电站故障诊断与状态监测系统的结构框图。

图2是本实用新型故障诊断与状态监测系统中上位机监控单元的结构框图。

具体实施方式

本实用新型提出的基于无线传感器网络的核电站故障诊断与状态监测系统，其结构框图如图1所示，包括：布设在核电站的每个被监测区域的若干个无线传感器网络节点、1个汇聚节点，以及位于核电站主控制室的1个上位机监控单元(所述被监测区域可包括核电站的电气厂房、核反应堆厂房、核辅助厂房、乏燃料厂房及常规岛各辅助建筑物子项等区域)；所述每个无线传感器网络节点由集成在1个单片机上的传感器模块、无线微处理器模块、无线通信模块和能量供应模块构成，所述每个汇聚节点由集成在1个单片机上的串口模块、无线微处理器模块、无线通信模块和能量供应模块构成；其中，每个被监测区域的各无线传感器网络节点之间以及无线传感器网络节点和汇聚节点之间均通过其内的无线通信模块进行数据的双向无线传输，各被监测区域的汇聚节点均通过其内的串口模块与上位机监控单元进行数据的双向有线传输。

本实用新型各个器件的具体实现方式及功能分别说明如下：