[實用新型]一種基于FPGA的核電站數字控制計算機系統架構

有效

• 申請號: 201821769527.0
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN209014940U
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 李蘇;李魯亞;黃寶忠
• 申請（專利權）人: 美核電氣（濟南）股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種基于FPGA的核電站數字控制計算機系統架構，為雙機冗余系統，包括：兩臺設備，分別為主控制機及熱備用機，所述主控制機及熱備用機結構相同，互為備用；其中，所述主控制機包括基于FPGA的中央處理單元，所述中央處理單元分別連接至第一控制器及第二控制器；所述主控制機及熱備用機結構通過選擇開關相連。本實用新型為雙冗余系統，為了保證最短的DCC停機時間，其中一臺設備故障時可切換為另一臺設備。

技術領域

本公開涉及核電站技術領域，特別是涉及一種基于FPGA的核電站數字控制計算機系統架構。

背景技術

目前國內DCC系統的核電站，控制系統是基于PAL+邏輯器件架構，采用大量的PAL邏輯芯片。

基于PAL最大的特點：一是單個PAL芯片邏輯容量小，每個板卡上PAL元器件多且復雜，維護任務繁重；二是PAL元器件的廠家基本停產，原有器件和備件老化嚴重，無法滿足核電站長期穩定運行的要求。三是PAL的開發語言不是通用的語言，對于升級移植不方便。四是PAL器件老化或故障導致時序不可控。

而基于FPGA的架構DCC控制系統，對于核電站控制系統，是個新的數據控制處理技術。如何基于FPGA搭建新的控制系統是本申請所要解決的技術問題。

實用新型內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種基于FPGA的核電站數字控制計算機系統架構，DCC系統基于功能模塊化設計，在故障情況下，便于更換和簡化維修工作量，縮短DCC停機時間，不會導致整個系統功能失效，減小停堆風險。

為了實現上述目的，本申請采用以下技術方案：

一種基于FPGA的核電站數字控制計算機系統架構，為雙機冗余系統，包括：兩臺設備，分別為主控制機及熱備用機，所述主控制機及熱備用機結構相同，互為備用；

其中，所述主控制機包括基于FPGA的中央處理單元，所述中央處理單元通過輸入輸出擴展板連接至輸入輸出控制器；

所述主控制機及熱備用機通過選擇開關相連。

進一步的技術方案，所述輸入輸出控制器包括兩者類型的控制器，分別為和顯示打印系統連接控制器和與輸入輸出系統連接的控制器；

所述輸入輸出系統包括模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊及數字量輸出模塊。

進一步的技術方案，所述中央處理單元包括FPGA和存儲單元。

進一步的技術方案，所述中央處理單元通過通用異步串行控制器的接口UASC連接至虛擬控制臺計算機，所述中央處理單元通過輸入輸出擴展板連接至輸入輸出總線，所述輸入輸出總線上分別連接至總線終端、輸入輸出緩沖交織控制器及輸入輸出緩沖控制器，所述輸入輸出緩沖控制器連接至數字量輸入模塊、數字量輸出模塊及模擬量輸出模塊，所述輸入輸出緩沖交織控制器連接至模擬量輸入模塊。

進一步的技術方案，基于FPGA的核電站數字控制計算機系統架構還包括觸點報警掃描儀，所述觸點報警掃描儀通過輸入電路板連接至主控制機及熱備用機，主控制機及熱備用機之間通過選擇開關相連；

所述觸點報警掃描儀在檢測到主控制機或熱備用機故障時，觸發選擇開關連接至未故障的主控制機或熱備用機。

與現有技術相比，本公開的有益效果是：

1.本公開是基于FPGA技術的核電站DCC系統架構，是實時系統，FPGA邏輯并行處理，速度快，響應時間短。

2.本公開可用國產FPGA芯片，不依賴國外芯片和開發工具，板卡維修方便。

3.本公開通過FPGA實現邏輯功能，極大降低了PAL、邏輯芯片數量，電路簡化。