Applicability of field programmable gate arrays in instrumentation and control systems in nuclear power plants

Abstract

El trabajo ha consistido en el análisis de la aplicabilidad e idoneidad de las FPGAs (matrices de puerta programables en campo, por sus siglas en inglés) en los sistemas de instrumentación y control de centrales nucleares, tanto de nueva construcción como en proyectos de modernización de plantas existentes, centrándose sobre todo en su empleo en sistema de seguridad.

Para ello se han seguido tres líneas diferenciadas: búsqueda y estudio de bibliografía especializada en esta tecnología y su aplicación a industrias tecnológicamente punteras, asistencia a congresos internacionales relacionados con la instrumentación y control de plantas nucleares y entrevistas con personas destacadas y pioneros del sector nuclear en el desarrollo de este tipo de productos y su aplicación.

Con todo lo anterior, se ha preparado una guía con los diferentes puntos y aspectos clave en el desarrollo de sistemas de instrumentación y control para plantas nucleares empleando tecnologías basadas en FPGAs, y se han aplicado dichos resultados a un caso práctico para el desarrollo de una especificación de diseño para un secuenciador de cargas de salvaguardias.

This study has focused on the analysis of the applicability and suitability of FPGAs (field programmable gate arrays) for instrumentation and control systems of nuclear power plants, both new builds and upgrade projects of existing plants, mainly on its use for safety systems.

For this purpose three research activities has been performed: search and study of specialized bibliography on this matter and its application in high tech industries, attendance to international congresses regarding instrumentation and control in nuclear power plants and interviews with leaders and pioneers of the nuclear sector in the development of this type of products and their application.

Based on the previous work, a guideline with all key points for the development of instrumentation and control systems using FPGAs has been carried out, and the results have been used for issuing a design specification for a specific system: a diesel load sequencer.