一种用于硼表化学滴定的人机交互方法及装置
技术领域
本发明涉及核电
技术领域
，具体涉及一种用于硼表化学滴定的人机交互方法及装置。背景技术
压水堆核电站是载硼运行的反应堆,通过控制一回路冷却剂中的硼酸浓度达到控制反应性的目的。因此，用于硼浓度监测的硼表对于压水堆核电站的运行与控制中起着重要作用。但是，随着硼表设备中中子源衰变、探测器和电子设备性能变化等因素的影响，硼浓度的测量会出现一定程度的偏差，因此，需要在核电站每个大修期间对硼表进行重新标定(校准)。
在标定期间，硼表通过测量的中子计数率与对应的化学滴定硼浓度进行拟合，从而计算标定系数，达到修正硼表的目的。现阶段标定过程为，化学滴定人员只能通过电话的方式与硼表标定人员进行沟通，完成数据的获取、溶液配制和试验沟通。该人工滴定严重影响了化学滴定人员的效率，也不可避免地会出现数据获取错误的情况发生，无法保证硼表标定的准确性和效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题为现有硼表标定过程全程人工操作沟通，准确性和标定效率均不高，因此，本发明提供一种用于硼表化学滴定的人机交互方法及装置，通过从机(人机交互终端)与主机(硼表二次测量设备)进行准确实时的数据交互，无需化学滴定人员通过电话的方式与硼表标定人员进行沟通，完成数据的获取、溶液配制和试验沟通，提高操作准确性和硼表校准效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于硼表化学滴定的人机交互方法，包括从机执行的如下步骤：
获取主机发送的溶液配置指令，所述溶液配置指令携带配置硼浓度组别代码和当前标定点标识；
基于所述配置硼浓度组别代码确定硼表测量范围，并根据所述硼表测量范围和当前标定点标识进行溶液配置，当溶液配置完成则生成溶液配置完成标识并发送给主机，以使所述主机基于溶液配置完成标识发送取样滴定指令；
基于所述取样滴定指令进行溶液取样和化学滴定，当溶液取样完成且化学滴定完成，则生成取样滴定结束指令，并发送实际滴定硼浓度数值给主机，完成化学滴定。
进一步地，所述根据所述硼表测量范围和当前标定点标识进行溶液配置，包括：
获取当前配置硼浓度，并结合初始硼浓度和初始硼溶液体积，计算硼溶液的配置体积；其中，所述当前配置硼浓度指当前置换次数下的理论硼浓度；
显示所述配置硼浓度组别代码和所述硼溶液的配置体积，以使工作人员根据所述配置硼浓度组别代码和所述容器体积进行溶液配置。
进一步地，计算硼溶液的配置体积的公式具体为：
其中，P0为初始硼浓度，V0为回路内初始硼溶液体积，Vd为硼溶液的配置体积，n为置换次数，Xn为当前置换次数为n时对应的理论硼浓度。
进一步地，所述取样滴定指令包括当前配置硼浓度序号；
所述基于所述取样滴定指令进行溶液取样和化学滴定，包括：
基于所述取样滴定指令控制滴定开始状态的指示灯点亮，并生成开始滴定的语音，以提示滴定人员开始进行溶液取样和化学滴定；
在滴定人员完成溶液取样和化学滴定后，获取滴定人员输入的滴定硼浓度数值和取样滴定结束指令，并基于所述取样滴定结束指令控制滴定结束状态的指示灯点亮。
进一步地，所述一种用于硼表化学滴定的人机交互方法还包括主机执行的如下步骤：
在接收到所述从机发送的溶液配置完成标识后，确定当前标定点标识对应的中子计数率稳定情况，当所述中子计数率稳定，则生成取样滴定指令。
进一步地，所述主机的通讯帧格式包括从机地址、功能码、始地址高字节、始地址低字节、寄存器数高字节、寄存器数低字节、字节数、中子计数率、从机信息、配置硼浓度组别代码、标定点标识和CRC效验码。
进一步地，所述从机的通讯帧格式包括从机地址、功能码、数据长度、滴定硼浓度数值、从机信息、CRC效验码。
一种用于硼表化学滴定的人机交互装置包括主机和从机，其中，所述主机为硼表二次测量设备，所述从机包括通讯模块、溶液配置模块和取样滴定模块；
通讯模块，用于获取主机发送的溶液配置指令，所述溶液配置指令携带配置硼浓度组别代码和当前标定点标识；
溶液配制模块，用于基于所述配置硼浓度组别代码确定硼表测量范围，并根据所述硼表测量范围和当前标定点标识进行溶液配置，当溶液配置完成则生成溶液配置完成标识并发送给主机，以使所述主机基于溶液配置完成标识发送取样滴定指令；
取样滴定模块，用于基于通讯模块传输的取样滴定指令进行溶液取样和化学滴定，当溶液取样完成且化学滴定完成，则生成取样滴定结束指令，并发送实际滴定硼浓度数值给主机，完成化学滴定。
进一步地，所述一种用于硼表化学滴定的人机交互装置还包括：
硼表二次测量设备，用于在接受到所述溶液配置模块经远程通讯模块发送的溶液配置完成标识后，确定当前标定点标识的中子计数率稳定情况，当所述中子计数率稳定，则生成取样滴定指令。
进一步地，所述主机与所述从机通过RS485总线、、RS232总线或TCP/IP通信。
本发明提供的一种用于硼表化学滴定的人机交互方法及装置，通过获取主机发送的溶液配置指令，并根据溶液配置指令携带的配置硼浓度组别代码和当前标定点标识进行溶液配置，当溶液配置完成则生成溶液配置完成标识并发送给主机，以使主机基于溶液配置完成标识发送取样滴定指令，基于取样滴定指令进行溶液取样和化学滴定，当溶液取样完成且化学滴定完成，则生成取样滴定结束指令，并发送滴定硼浓度数值给主机，提高操作准确性和硼表校准效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一种用于硼表化学滴定的人机交互方法的流程图；
图2为本发明一种用于硼表化学滴定的人机交互装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例基于现场总线通讯技术，采用Modbus RTU模式将硼表二次测量设备作为主机，设置有通讯模块、溶液配置模块、取样滴定模块和数据处理模块的人机交互终端作为从机。
具体地，本实施例中主机和从机通讯的信息约定如表1所示：
表1
如图1所示，一种用于硼表化学滴定的人机交互方法，包括从机执行的如下步骤：
S11：获取主机发送的溶液配置指令，溶液配置指令携带配置硼浓度组别代码和当前标定点标识。
S12：基于配置硼浓度组别代码确定硼表测量范围，并根据硼表测量范围和当前标定点标识进行溶液配置，当溶液配置完成则生成溶液配置完成标识并发送给主机，以使主机基于溶液配置完成标识发送取样滴定指令。
具体地，从机(人机交互终端)在获取主机(即硼表二次测量设备)发送的配置硼浓度组别代码和当前标定点标识进行溶液配置后显示给工作人员，并获取当前配置硼浓度，结合初始硼浓度和初始硼溶液体积，计算硼溶液的配置体积；其中，当前配置硼浓度指当前置换次数下的理论硼浓度。计算硼溶液的配置体积的公式具体为：
其中，P0为初始硼浓度，V0为回路内初始硼溶液体积，Vd为硼溶液的配置体积，n为置换次数，Xn为当前置换次数为n时对应的理论硼浓度。通过计算硼溶液的配置体积，缩短整个硼溶液配置时间，提高标定试验效率。
在计算得到硼溶液的配置体积后将硼溶液的配置体积显示给工作人员，同时，表示开始配置状态的指示灯点亮，并通过语音提示工作人员可以开始进行溶液配置，工作人员根据语音提示和显示的配置硼浓度组别代码和硼溶液的配置体积开始进行溶液配置，在配置完成后点击配置完成按钮，开始配置状态的指示灯熄灭，同时配置完成状态的指示灯点亮，从机生成溶液配置完成标识并发送给主机，主机在接收到从机发送的溶液配置完成标识后，确定当前标定点标识的中子计数率稳定情况，当中子计数率稳定，则生成取样滴定指令发送给从机。
进一步地，从机在显示配置硼浓度组别代码和当前标定点标识的同时，还会显示别滴定过程中滴定人员必须了解的其他相关配置参数，本实施例中的其他相关配置参数包括但不限于配置硼浓度组别代码、当前配置硼浓度序号和当前配置硼浓度数值。
根据核电站测量范围的不同，主机会发送不同组别的配置硼浓度组别代码，分别对应不同的硼表测量范围和标定点标识，具体对应关系见表2所示。同时，从机中显示的配置参数还包括当前实际配置的硼浓度序号和当前置换次数下的理论硼浓度，方便不同滴定人员了解实时标定状态。该部分内容是以本文框形式显示，且不能修改。
序号
配置硼浓度组别代码
硼表测量范围
标定点标识
1
1
0-2500mg/L
15
2
2
0-2800mg/L
16
3
3
0-3000mg/L
16
4
4
0-5000mg/L
20
表2
S13：基于取样滴定指令进行溶液取样和化学滴定，当溶液取样完成且化学滴定完成，则生成取样滴定结束指令，并发送实际滴定硼浓度数值给主机，完成化学滴定。
具体地，取样滴定指令包括当前配置硼浓度序号，从机在获取取样滴定指令后，控制滴定开始状态的指示灯点亮，并生成开始滴定的语音，以提示滴定人员开始进行溶液取样和化学滴定。
在滴定人员完成溶液取样和化学滴定后，获取滴定人员输入的滴定硼浓度数值和取样滴定结束指令，并根据取样滴定结束指令控制滴定开始状态的指示灯熄灭，滴定结束状态的指示灯点亮，同时，发送实际滴定硼浓度数值给主机，以使在接收到从机发送的溶液配置完成标识后，确定当前标定点标识对应的中子计数率稳定情况，当中子计数率稳定，则生成取样滴定指令。
进一步地，当所有标定点标识对应的标定试验点均完成溶液配置和取样滴定，从机则从主机中获取每一标定点标识记录的中子计数率，并结合各标定点标识对应的滴定硼浓度数值进行曲线拟合，计算标定系数，最后基于标定系数完成对硼表的修正。
具体地，以滴定硼浓度数值作为X轴上的数值，稳定的中子计数率的倒数作为Y轴上的数值绘制标定曲线，并根据标定曲线计算标定系数：
计算标定曲线的计算公式具体为：
其中：a、b、c为标定系数，n为硼浓度为P时的中子计数率，P为硼浓度。
进一步地，主机的通讯帧格式包括从机地址、功能码、始地址高字节、始地址低字节、寄存器数高字节、寄存器数低字节、字节数、中子计数率、从机信息、配置硼浓度组别代码、标定点标识和CRC效验码，具体如表3所示：
进一步地，从机的通讯帧格式包括从机地址、功能码、数据长度、滴定硼浓度数值、从机信息、CRC效验码，具体如表4所示：
实施例2
如图2所示，本实施例提供与实施例1中一种用于硼表化学滴定的人机交互方法一一对应的一种用于硼表化学滴定的人机交互装置，包括主机和从机，其中，主机为硼表二次测量设备，从机包括通讯模块、溶液配置模块、取样滴定模块和数据处理模块：
通讯模块，用于获取主机发送的溶液配置指令，溶液配置指令携带配置硼浓度组别代码和当前标定点标识。
溶液配制模块，用于基于配置硼浓度组别代码确定硼表测量范围，并根据硼表测量范围和当前标定点标识进行溶液配置，当溶液配置完成则生成溶液配置完成标识并发送给主机，以使主机基于溶液配置完成标识发送取样滴定指令。
取样滴定模块，用于基于通讯模块传输的取样滴定指令进行溶液取样和化学滴定，当溶液取样完成且化学滴定完成，则生成取样滴定结束指令，并发送滴定硼浓度数值给主机。
进一步地，从机还包括数据处理模块，用于当所有标定点标识对应的标定试验点均完成溶液配置和取样滴定后，则从主机中获取每一标定点标识记录的中子计数率，并结合各标定点标识对应的滴定硼浓度数值进行曲线拟合，计算标定系数；然后基于标定系数完成对硼表的修正。
进一步地，一种用于硼表化学滴定的人机交互装置还包括：
硼表二次测量设备，用于在接受到溶液配置模块经远程通讯模块发送的溶液配置完成标识后，确定当前标定点标识的中子计数率稳定情况，当中子计数率稳定，则生成取样滴定指令。
进一步地，主机与从机通过RS485总线通信、RS232总线或TCP/IP通信。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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