随着能源架构的改善,核能作为一种清洁、高效的能源,在庞大的能源架构体系中脱颖而出。核能涉及的应用领域很广,其中,在电力行业中应用最为广泛,其它行业也正日益普及。利用核能发电,较之传统的利用石油、煤炭等能源进行发电的方式,具有污染程度小,发电能量大的优点,目前,核能发电已在发电产业中占据不可替代的位置。另一方面,核能发电也会引发一些核安全问题。核能发电过程中,会产生一些以固体、液体等形式存在的核废料,这些核废料带有不同强度的辐射,如若处理不善,不仅会造成经济损失,还会带来安全隐患。近几年,核废料的固化及妥善处理越来越受到人们的关注与重视。本文针对核废料生产过程的特点,以方家山核电站为课题背景,对核废料处理工艺的现状及工艺流程进行分析,设计了核废料固化控制系统。该固化控制系统采用冗余结构的分布式控制。现场控制级采用SIMATIC S7-400冗余控制器,开发了核废料固化过程中的运输、固化、冲刷等工艺流程实时控制程序,监控级通过WinCC 7.0组态界面,对现场设备进行设置、操作与监控。核废料固化工艺涉及到的控制环节繁多,因而系统不可避免地会有突发故障的产生。为了避免辐射的影响,操作监控室要远离现场设备区,这样便给故障的查找与解决带来困难。针对这种情况,将可能发生的故障情况绘制成故障树,通过分析评价,设计故障分析系统,以此来缩短故障的搜索时间,保证固化流程的正常进行。该固化控制系统经现场调试,系统运行状态良好,顺利通过了生产验收与测试,目前已经投入生产实践中。