Zuverlässige Signalwandlung für Prüfungen im Leitstand von Kernkraftwerken

Keyfacts Applikation

Sektor

Kernenergie

Anwendung

SPS-gestützte Hardware-in-the-Loop-(HIL)-Prüfung zum Test sowie zur Anbindung neuer Steuerungstechnik an bestehende nukleare Systeme

Messparameter

Simuliertes 4…20-mA-Sensorsignal, umgewandelt in stabile Spannungsausgänge für nachgeschaltete Steuerungen

Hauptanforderungen

Exakte und stabile Signalwandlung, zuverlässige galvanische Trennung zwischen SPS und Bestands-Hardware, einfache Integration in Prüfeinrichtungen

Präzise Signalaufbereitung und galvanische Trennung für Prüfumgebungen

Modernisierungsprojekte in Kernkraftwerken erfordern neue Steuerungshardware, die zuverlässig mit bestehenden Systemen kommuniziert, die ursprünglich nicht für heutige SPS-Architekturen ausgelegt wurden. Systemintegratoren müssen diese Schnittstellen vor der Inbetriebnahme mithilfe automatisierten Prüfsystemen validieren. In SPS-gestützten Hardware-in-the-Loop-(HIL)-Aufbauten werden Sensorsignale wie Druck und Temperatur simuliert, um reale Betriebsbedingungen abzubilden. Instabilitäten oder Ungenauigkeiten bei der Signalwandlung verfälschen die Validierungsergebnisse und verzögern die Inbetriebnahme neuer Komponenten. Eine zuverlässige, galvanisch getrennte Signalaufbereitung ist daher Voraussetzung zur Prüfung der Sicherheitskontrolltechnik innerhalb kritischer nuklearer Anwendungen.

Applikationsanforderung und -beschreibung

Systemintegratoren entwickeln automatisierte Prüfeinrichtungen, um neue Steuerungsmodule vor der Inbetriebnahme zu validieren. Dadurch wird die Kompatibilität mit bestehenden Anlagen sichergestellt und moderne Komponenten können unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden. Die SPS empfängt Simulationsbefehle von einem zentralen Server und erzeugt analoge Ausgangssignale, die Feldsensoren wie Reaktorparameter nachbilden. Diese Signale werden als 4…20-mA-Signale übertragen, entsprechend der klassischen Prozessmesstechnik.

Für die Anbindung nachgeschalteter Steuerungen muss das Stromsignal in ein präzises Spannungssignal umgewandelt werden. Die Herausforderung besteht darin, die Signalintegrität während kontinuierlicher automatisierter Prüfzyklen sicherzustellen, da bereits geringe Drift oder Instabilitäten die Validierungsergebnisse verfälschen.

Zusätzlich ist die galvanische Trennung entscheidend. Die Prüfumgebung muss Erdschleifen und Signalstörungen zwischen moderner SPS-Hardware und bestehenden Steuerungseingängen vermeiden. Langzeitverfügbarkeit, Bauteilverfügbarkeit und einfache Integration sind ebenfalls zentrale Anforderungen, da Verzögerungen in Beschaffung und Requalifizierung Projektlaufzeiten oder die Energieproduktion erheblich beeinflussen können.

Why Knick?
Der Universaltrenner P27000 erfüllt die Anforderungen hochgenauer Langzeitprüfumgebungen, insbesondere in nuklearen Anwendungen, in denen die Integration neuer Steuerungssysteme zur Optimierung der Anlagenleistung beiträgt. Mit einer Vielzahl von Ein- und Ausgangskonfigurationen ermöglicht das Gerät zukünftige Erweiterungen und zusätzliche Einsatzmöglichkeiten. Über 400 werkskalibrierte Messbereiche stehen für eine flexible Nutzung zur Verfügung. Das Gerät bietet eine präzise Umwandlung von mA- in Spannungssignale mit stabilem, driftfreiem Ausgang sowie eine zuverlässige galvanische Trennung zwischen SPS und nachgeschalteter Steuerung. Zudem erfolgt die Signalverarbeitung komplett analog und erfüllt damit die strengen Sicherheitsanforderungen der Kerntechnik.

Fazit

Durch die Integration des P27000 in automatisierte Prüfeinrichtungen wird eine stabile und reproduzierbare Signalschnittstelle zwischen modernen SPS-Architekturen und bestehenden nuklearen Steuerungen realisiert. Die präzise Milliampere-zu-Spannungsumwandlung gewährleistet eine zuverlässige Hardware-in-the-Loop-Validierung, die Risiken vor der Inbetriebnahme reduziert.

Neben der technischen Leistungsfähigkeit verkürzt die einfache Installation die Aufbauzeit der Prüfsysteme und vermeidet Verzögerungen in Modernisierungsprojekten. Das Ergebnis ist eine effiziente Prüfplattform, die die sichere Integration neuer Steuerungstechnologien unterstützt und gleichzeitig die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen in Kernkraftwerken erfüllt.