一種基于灰度圖像的核反應(yīng)堆主泵故障輔助診斷系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及反應(yīng)堆的主栗故障診斷，更具體的說，涉及一種基于灰度圖像的核反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核反應(yīng)堆是個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，其對安全可靠性有著特殊的要求，故操作人員必須對反應(yīng)堆的各個系統(tǒng)在各種運行狀態(tài)了如指掌，而且其對各種可能發(fā)生的故障及其原因要非常熟悉，這樣才能對可能出現(xiàn)的反應(yīng)堆運行事件或事故進行及時準(zhǔn)確的判斷。隨著故障診斷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，以檢測、識別、預(yù)測和干預(yù)為核心的狀態(tài)檢測與故障診斷系統(tǒng)在核領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用，并逐漸建立了相應(yīng)的計算機輔助系統(tǒng)，以便在應(yīng)急故障出現(xiàn)時，能及時正確的診斷出故障，并采取相應(yīng)的對策，保證和提高核反應(yīng)堆運行的安全性和可靠性。核反應(yīng)堆是個龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，實時運行時包含了海量的非線性、高耦合的數(shù)據(jù)，用傳統(tǒng)的方法系統(tǒng)的分析全部的數(shù)據(jù)來掌握反應(yīng)堆綜合運行狀態(tài)往往難以奏效，故一種能將復(fù)雜問題直觀化、形象化、簡單化的反應(yīng)堆故障診斷系統(tǒng)提上了日程，本發(fā)明針對核反應(yīng)堆主栗故障提出一種基于灰度圖像的輔助診斷系統(tǒng)，就能很好的解決這個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于灰度圖像的核反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)及方法，能將反應(yīng)堆海量的復(fù)雜數(shù)據(jù)直觀化、形象化、簡單化，從而有效的將反應(yīng)堆主栗的運行狀態(tài)呈現(xiàn)在操作人員面前，便于其對反應(yīng)堆主栗的運行狀態(tài)作出判斷并進行相應(yīng)的動作。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種基于灰度圖像的核反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)前端處理單元、可編程邏輯門陣列、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，其中:
[0005]數(shù)據(jù)前端處理單元，采集反應(yīng)堆實時運行的相關(guān)數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過其處理單元的分析整合后生成與反應(yīng)堆實時運行相關(guān)的參數(shù)矩陣，再經(jīng)過其處理單元的進一步轉(zhuǎn)換，使參數(shù)矩陣規(guī)范化，然后將其轉(zhuǎn)化成灰度圖像，同時，數(shù)據(jù)前端處理單元還能將可編程邏輯門陣列反饋回的信號經(jīng)簡單處理傳遞給反應(yīng)堆DCS系統(tǒng)；
[0006]可編程邏輯門陣列，其中存儲了反應(yīng)堆主栗正常運行工況下的灰度圖像數(shù)據(jù)，能將數(shù)據(jù)前端處理單元傳輸過來的反應(yīng)堆主栗實時運行灰度圖像進行圖像相關(guān)性算法分析處理，并與反應(yīng)堆主栗正常運行工況及各種事故工況的灰度圖像數(shù)據(jù)進行對比分析，找出相關(guān)性最大，匹配度最高的圖像，由系統(tǒng)自動判斷故障的類型及事故演變的進展情況，此時，操作員根據(jù)系統(tǒng)給出的預(yù)判斷結(jié)果，嚴(yán)密監(jiān)視主栗故障工況下灰度圖像上相關(guān)參數(shù)的變化，最終確認(rèn)故障的類型及事故演變的進展情況；
[0007]數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要包括(I)第一層數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，同步的傳輸反應(yīng)堆實時運行的相關(guān)參數(shù)至數(shù)據(jù)前端處理單元；(2)第二層數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，進行可編程邏輯門陣列、數(shù)據(jù)前端處理單元以及反應(yīng)堆DCS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。
[0008]—種基于灰度圖像的核反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷方法，基于灰度圖像的核反應(yīng)堆主栗故障診斷步驟如下:
[0009]在可編程邏輯門陣列中首先存儲好反應(yīng)堆主栗正常運行工況下及各種事故工況下的灰度圖像數(shù)據(jù)；
[0010]經(jīng)現(xiàn)場傳感器和第一層數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)前端處理單元采集反應(yīng)堆主栗運行的實時相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過其處理單元的分析整合后生成與反應(yīng)堆主栗實時運行相關(guān)的參數(shù)矩陣，再經(jīng)過其處理單元的進一步轉(zhuǎn)換，使參數(shù)矩陣規(guī)范化，然后將其轉(zhuǎn)化成灰度圖像，再由第二層數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將灰度圖像相關(guān)信息傳遞至可編程邏輯門陣列；
[0011]可編程邏輯門陣列能將數(shù)據(jù)前端處理單元傳輸過來的反應(yīng)堆主栗實時運行灰度圖像進行圖像相關(guān)性算法分析處理，并與反應(yīng)堆主栗正常運行工況及各種事故工況的灰度圖像數(shù)據(jù)進行對比分析，找出相關(guān)性最大，匹配度最高的圖像，由系統(tǒng)自動判斷故障的類型及事故演變的進展情況，并將診斷結(jié)果反饋給數(shù)據(jù)前端處理單元，并由反應(yīng)堆DCS系統(tǒng)，將其傳遞至操作員站，此時，操作員根據(jù)系統(tǒng)給出的預(yù)判斷結(jié)果，嚴(yán)密監(jiān)視主栗故障工況下灰度圖像上相關(guān)參數(shù)的變化，最終確認(rèn)故障的類型及事故演變的進展情況。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0013](I)反應(yīng)堆主栗運行在正常工況下的灰度圖像如圖2(基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的正常工況圖像)所示，在每一個采樣周期內(nèi)，其采集的相關(guān)參數(shù)生成的灰度圖像均勻、連續(xù)、重復(fù)性很好；當(dāng)反應(yīng)堆主栗運行出現(xiàn)異常，發(fā)生故障時，在某一采樣點處灰度圖像出現(xiàn)了突變，且隨著采樣的繼續(xù)進行，其灰度圖像也會繼續(xù)發(fā)生明顯的變化，故障情況下灰度圖像事例如圖3(基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的故障工況事例圖像)所示；
[0014]可編程邏輯門陣列可將發(fā)生故障的灰度圖像與系統(tǒng)本來存儲的正常工況及各種事故工況的灰度圖像用圖像相關(guān)性算法分析處理，找出相關(guān)性最大，匹配度最高的圖像，由系統(tǒng)自動判斷故障的類型及事故演變的進展情況。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚的說明本發(fā)明的實施，下面將對描述本發(fā)明實施例中所需要用到的附圖作簡單說明。顯然，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，可以根據(jù)下面的附圖，得到其他附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的框圖；
[0017]圖2是本發(fā)明基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的正常工況圖像；
[0018]圖3是本發(fā)明基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的故障工況事例圖像；
[0019]圖4是本發(fā)明基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的基準(zhǔn)主栗卡軸故障工況圖像；
[0020]圖5是本發(fā)明基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的主栗卡軸故障工況圖像；
[0021]圖6是本發(fā)明基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的基準(zhǔn)主栗斷電故障工況圖像；
[0022]圖7是本發(fā)明基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的主栗斷電故障工況圖像。
【具體實施方式】
[0023]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更快的理解本發(fā)明，下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。
[0024]實施例1:
[0025]使用基于灰度圖像的核反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)，完成一回路主栗卡軸故障診斷的過程。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明裝置包括:數(shù)據(jù)前端處理單元、可編程邏輯門陣列、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
[0027]首先，該裝置的數(shù)據(jù)前端處理單元自動采集反應(yīng)堆主栗實時運行的相關(guān)數(shù)據(jù)信號，并進一步對該相關(guān)數(shù)據(jù)信號進行分析處理后生成與反應(yīng)堆主栗實時運行的相關(guān)參數(shù)矩陣，該參數(shù)矩陣是時間和相關(guān)信號的函數(shù)，其會隨著時間的推進真實的反映主栗的實時運行狀態(tài)。同時，該參數(shù)矩陣經(jīng)過數(shù)據(jù)前端處理單元的進一步轉(zhuǎn)換，能夠使參數(shù)矩陣規(guī)范化，并進一步轉(zhuǎn)化成反應(yīng)堆主栗實時運行的灰度圖像，該灰度圖像與參數(shù)矩陣信息是一一對應(yīng)的，其也能實時的真實反映反應(yīng)堆主栗的運行狀態(tài)；同時，數(shù)據(jù)前端處理單元還能將可編程邏輯門陣列反饋回的信號經(jīng)簡單處理傳遞給核反應(yīng)堆DCS系統(tǒng)；
[0028]然后，在可編程邏輯門陣列中，預(yù)先存儲了反應(yīng)堆主栗正常運行工況下的灰度圖像數(shù)據(jù)及各種預(yù)期反應(yīng)堆主栗故障工況下的各種灰度圖像數(shù)據(jù)，如圖3基于灰度圖像的反應(yīng)堆主栗故障輔助診斷系統(tǒng)的故障工況事例圖像所示，橫軸間隔圖條代表反應(yīng)堆主栗的相關(guān)參數(shù)，縱軸代表采樣周期，即步進時間。反應(yīng)堆主栗正常運行時，隨著時間的推進，每個采樣周期內(nèi)，間隔圖條顏色均勻，如同圖2正常工況圖像，當(dāng)反應(yīng)堆主栗在某個時刻發(fā)生故障，反應(yīng)堆主栗的灰度圖條在該采樣周期開始會發(fā)生突變，不同的故障類型及同一故障類型的不同演變程度在灰度圖像的反映也是不一樣，該圖就反映了反應(yīng)堆主栗發(fā)生故障后灰度圖條在幾個采樣周期內(nèi)演變；該數(shù)據(jù)可以是通過精確的模擬或真實的反應(yīng)堆主栗故障數(shù)據(jù)生成的?？删幊踢壿嬮T能將數(shù)據(jù)前端處理單元傳輸過來的反應(yīng)堆主栗實時運行的灰度圖像進行圖像相關(guān)性算法分析處理，并將該灰度圖