DB34_T 3440-2019聚变装置变流器控制系统设计要求.docxVIP

ICS 27.120.99 F 60 DB34 安 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 3440—2019 聚变装置变流器控制系统设计要求 文稿版次选择Design requirements of converter control system for nuclear fusion device 文稿版次选择 2019 - 11 - 04 发布 2019 - 12 - 04 实施 安徽省市场监督管理局 发 布 DB34/T 3440—2019 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。本标准由中国科学院等离子体物理研究所提出。 本标准归口单位：安徽省核聚变工程技术及应用标准化技术委员会。 I DB34/T 3440—2019 聚变装置变流器控制系统设计要求 范围 本标准规定了聚变装置变流器控制系统的术语和定义、通用要求、系统构成、设计要求和系统集成。本标准适用于超导聚变装置兆瓦级变流器控制系统（以下简称“控制系统”）设计，其它类似的电源 控制系统设计可参考执行。 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2900.33 电工术语 电力电子技术 GB/T 2900.56 电工术语 控制技术 GB/T 2900.83 电工术语 电的和磁的器件 GB/T 4960.9 核科学技术术语 第9部分：磁约束核聚变GB/T 2900.100 电工术语 超导电性 术语和定义 GB/T 2900.33、GB/T 2900.56、GB/T 2900.83、GB/T 4960.9 和 GB/T 2900.100 界定的以及下列 术语和定义适用于本文件。 开关网络 switching network unit（SNU） 由快速直流断路器及高功率电阻构成的换流单元。 通用要求 聚变装置变流器 实现电能变换的功能，为聚变装置磁体供电，实现聚变装置等离子体的产生、加热、控制及约束。 控制系统 应提供实时通讯网络接口，与等离子体控制系统通讯，接收控制信号，实现聚变装置变流器实时控制。 应提供网络接口及硬件接口，与聚变装置中央控制系统实现信号交互及系统状态联锁。 应提供控制及保护接口，用于开关网络系统的控制及测量。 应提供控制及保护接口，用于超导磁体失超保护系统的控制及测量。 1 DB34/T 3440—2019 应独立设置设备联锁保护控制器。 系统构成 控制系统与托卡马克装置等离子体控制系统、中央控制系统、失超检测系统存在众多接口。控制系统采用主控制层与设备控制层相结合的主从系统结构，所有变流器应具有相互关联的运行时序及逻辑。结构如图 1 所示。 失超检测系统托卡马克中央控制系统等离子体控制系统其它系统 失超检测系统 托卡马克中央控制系统 等离子体控制系统 主控制层联锁控制器主控制层常规控制器变流系统主控制层 主控制层联锁控制器 主控制层常规控制器 失超保护系统开关网络SNU 失超保护系统 开关网络SNU 设备层联锁控制器 设备层常规控制器 其它系统 通讯网络 直联IO信号 通讯网络 或/及 直联IO 信号 图1 控制系统结构 控制系统从层次上包括主控制层控制器和设备层控制器两个控制层；从控制器功能归属分为常规控制器和联锁控制器。数据采集以及设备监控功能可以在本系统常规控制器及联锁控制器中实现，也可以采用独立的硬件系统实现。每一类型控制器设置必要的信号接口单元，实现信号交互。 设计要求 2 DB34/T 3440—2019 主控制层常规控制器 功能要求 协调及同步所有设备层常规控制器运行时序。 综合所有设备层常规控制器运行状态，并进行综合判断及处理。 周期性接收等离子体控制系统的控制量，并将控制量下发到所有设备层常规控制器，实现聚变装置变流器控制。 能切换控制模式，实现聚变装置变流器控制在聚变装置多负载相互耦合条件下需具有解耦控制功能。 接收中央控制系统对聚变装置变流器的预置参数，实现聚变装置变流器参数配置。 实时接收中央控制系统的时序、逻辑等控制信号，并转发到相应设备层常规控制器，实现聚变装置变流器时序、逻辑等控制。 性能要求 运行程序具备最小定时精度 1 us 的定时功能，定时器摆动小于定时周期的 5％。定时器 100 s 累积时间误差小于 10 μs。 运行程序具有不少于 10 个定时功能，最小定时周期不大于 100 μs。 运行控制周期不大于 1 ms。 硬件要求 应采用加固型构架的硬件系统。 外部存储器宜采用半导体存储介质，不宜采用机械硬盘，且具备存储冗余配置。 软件要求 控制器安装具有实时内核的操作系统。 控制程序应运行在实时内核上，且具备多线程（或多进程）架构。 控制程序