為了評價核電站DCS響應(yīng)時間的測試方法中,重啟MPU這個步驟是否必需,本文將響應(yīng)通道涉及的物理部件進行耗時分析,并在此基礎(chǔ)上建立對應(yīng)的數(shù)學模型,通過大量的仿真,獲得響應(yīng)時間的統(tǒng)計概率分布,為測試中的試驗步驟取舍提供了一定的理論支撐。 

【文章來源】：自動化博覽. 2020,37(02)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

跳堆響應(yīng)時間信號流程圖

2020.2AUTOMATIONPANORAMA87記錄儀從收到模擬量跳變開始記錄，并在接收到RPC 四個通道傳來的跳堆信號后停止記錄，計算出四通道中的最大值，即為一次響應(yīng)時間測試的結(jié)果。同一個工況同一個觸發(fā)條件，需要多次測量，以避免出現(xiàn)偶然誤差，并得到更多的數(shù)據(jù)樣本。 3數(shù)學模型為了分析重啟操作是否必須，我們先來研究信號流上的各部分耗時，查詢相關(guān)的技術(shù)文件，以跳堆為例，其信號流程如圖2[2]所示： 圖2跳堆響應(yīng)時間信號流程圖展開成實際的物理器件，可以得到如圖3所示的流程圖[2、3]，圖中涉及到的運算時間，除了MPU相關(guān)的時間為隨機波動外，其他的都可認為定值（因涉及商密，各參數(shù)此處不做羅列，仿真過程中也做了相應(yīng)處理）。 圖3物理器件的響應(yīng)時間說明由此，單次測量的響應(yīng)時間可以用如式（1）表征： （1）其中 、分別表示MPU1及MPU2的響應(yīng)時間，C表示其他固定時間的總和。FIRMSYS系統(tǒng)的MPU采用的是定周期處理，因此，當信號到達MPU后，分為等待掃描時間和處理時間。本文分別用TW以及TP表示，TW為[0%,100%]×CPU運行周期，TP可以根據(jù)CPU的負荷大致計算，此處，取實際運行中的大致范圍為[45%,55%]。由此可得MPU的響應(yīng)時間數(shù)學表達式： （2）因為MPU為固定周期，本文以25ms為例，模型中的T^W可以表達為：TW=random(1,25) （3）TP=random(25×45%,25×55%)=random(15,18) （4）由此，可得單次響應(yīng)時間的表達式如下： （5） （6）式（5）中，是一個完全隨機數(shù)，與MPU1、MPU2的時序無關(guān)聯(lián)。因此等式可以用來表達每次測試后進行MPU重啟的操作方法。

技術(shù)縱橫88Technology 圖4TW為隨機的概率分布多次仿真下，TMPU均在圖形中軸出現(xiàn)最大值，兩側(cè)呈均勻減少趨勢。以同樣的方式對式（7）進行仿真，得到如圖5~圖7所示概率分布圖形： 圖5TW固定為5ms的概率分布圖6TW固定為12ms的概率分布圖7TW固定為25ms的概率分布統(tǒng)計結(jié)果顯示，在為定值的情況下，數(shù)理統(tǒng)計將較為集中在一定的矩形區(qū)域，除去矩形的左右兩側(cè)，可以視作較為均勻分布。同時仿真式（5）及式（7），可以直觀看到兩個統(tǒng)計的重疊度： 圖8TW完全隨機與固定為5ms的概率分布圖9TW完全隨機與固定為12ms的概率分布由此可知，針對單通道，數(shù)據(jù)的概率分布與有較強關(guān)聯(lián)，當時，兩種圖形都集中分布在中軸，在或者時，兩圖形重疊度最低。對于式（8），因為取的是四通道最大值，而各自的相對其他通道也可理解為存在一定的隨機性。因此推測，統(tǒng)計概率可能會向完全隨機的圖形偏移。讓式（8）中各通道的隨機取一個值進行10000次仿真，并與完全隨機進行比較，得到概率分布圖形如圖10所示： 圖10四通道的TW分別為21、4、12、4ms2222222

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]核電站數(shù)字化反應(yīng)堆保護系統(tǒng)停堆響應(yīng)時間分析[J]. 鄭偉智,李相建,朱毅明.  自動化博覽. 2010(08)



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