基于FPGA的核電站儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證.pdf

1、FPGA（FieldProgrammableGateArray，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）是新一代核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)的最佳備選項(xiàng)。FPGA具有超越微處理器和軟件系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，然而，作為核能發(fā)電領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，F(xiàn)PGA的適用性、可靠性以及許可中可能存在的問(wèn)題都具有不確定性。
　　本文分析了FPGA在核電站儀控系統(tǒng)的應(yīng)用中需要遵守的標(biāo)準(zhǔn)。基于經(jīng)過(guò)NRC（美國(guó)核管理委員會(huì)）許可的HFC-6000系統(tǒng)平臺(tái)，按照FPGA的開(kāi)發(fā)生命周期，將已有的H

2、FC-6000TMRDemo應(yīng)用系統(tǒng)程序移植到FPGA上，并實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)序列和核電站外圍設(shè)施專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(BOPESFAS)應(yīng)用兩個(gè)功能。本文先采用圖形化語(yǔ)言LabVIEW作為工具，開(kāi)發(fā)基于虛擬儀器的TMRDemo系統(tǒng)，以深入理解系統(tǒng)需求和控制邏輯;再以原理圖設(shè)計(jì)輸入方式，在FPGA集成開(kāi)發(fā)環(huán)境QuartusⅡ上開(kāi)發(fā)基于FPGA的TMRDemo程序，并設(shè)計(jì)FPGATMRDemo應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)程序和系統(tǒng)進(jìn)行功能和時(shí)序仿真驗(yàn)

3、證;最后，利用NIPXI虛擬儀器平臺(tái)構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)，并與FPGATMRDemo應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)機(jī)，進(jìn)行FPGATMRDemo系統(tǒng)測(cè)試。
　　核電站FPGA儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未成熟，通過(guò)開(kāi)展FPGA核電站儀控系統(tǒng)實(shí)踐，研究FPGA核電儀控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方法以及V&V（驗(yàn)證與確認(rèn)）方法，能夠更好地理解FPGA儀控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和V&V的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，獲得利用FPGA替代現(xiàn)有核電站保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，為FPGA技術(shù)在核電站儀控系統(tǒng)的應(yīng)用和V&V