1 項目簡介

　　嶺澳核電站二期位于大亞灣核電基地，是我國“十五”期間唯一開工的核電項目，采用中廣核集團具有自主品牌的中國改進型壓水堆核電技術路線CPR1000，建設兩臺百萬千瓦級壓水堆核電機組。其儀控系統(tǒng)采用了TXS（安全級儀控系統(tǒng)）+T×P（非安全級儀控系統(tǒng)）的數(shù)字化儀控系統(tǒng)。所有儀控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信都是由SINEC H1總線～IPROFIBUS總線系統(tǒng)構成的終端總線、電廠總線和現(xiàn)場總線完成。非安全級儀控系統(tǒng)TXP的網(wǎng)絡結構全部使用了西門子工業(yè)網(wǎng)絡產(chǎn)品OSM（單元機組+公用機組共使用18個ITP62、22個ITP53、4個BCO8）組成的多個光纖環(huán)網(wǎng)來滿足設計要求。終端總線用于PU（Processing Unit）、SU（Server Unit）和OT（Operating Termina1）之間的通信以及通過網(wǎng)關／網(wǎng)橋與其他儀控系統(tǒng)互相連接，電廠總線用于PU（Processing Unit）、AS620（Automation System）、ES680（Engineering System）和DS670（Diagnostic System）之間的通信，并且通過網(wǎng)關與TXS系統(tǒng)相連。本文著重對TXP系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡結構和功能進行了分析。

2 通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)構成和功能

　　核電站儀控系統(tǒng)網(wǎng)絡的設計準則為：

　　（1）一體化操作和信息管理網(wǎng)

　　該層網(wǎng)絡的傳輸介質(zhì)根據(jù)核電站的使用環(huán)境和隔離、防火的要求，選用光纜是適當?shù)?。對于其網(wǎng)絡拓撲則根據(jù)核電站IC站點多、容量大、可靠性高的需要，宜選冗余的雙環(huán)網(wǎng)絡。其網(wǎng)絡傳輸協(xié)議宜選TCP／IP協(xié)議。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)則宜選擇技術成熟，可靠和應用廣泛的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，RIUNIX。網(wǎng)絡的傳輸速度要求100MBit／s或更高。

　　（2） 自動控制和保護層網(wǎng)絡

　　作為核安全級（1E級）數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，其模塊的硬／軟件必須是經(jīng)過核安全級（1E級）的鑒定，有過成熟應用經(jīng)驗的產(chǎn)品。本文不做詳細描述。

　　非核安全級數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡將各個過程控制功能組相互連接后再與操作和信息管理網(wǎng)絡通訊。功能組的劃分主要考慮所完成的功能，兼顧采購合同的責任范圍，以減少設計接口，又便于調(diào)試維修。

　　公用通訊網(wǎng)主要將兩機組公共部分以及廠區(qū)少部分系統(tǒng)的信息與控制命令，分別與兩個機組的操作和信息管理網(wǎng)絡進行通訊。

　　TXP通訊網(wǎng)絡有兩種： “電廠總線”和“終端總線” 。兩種通訊網(wǎng)絡都是由若干OSM網(wǎng)絡交換機通過光纖連接組成的虛擬環(huán)網(wǎng)結構。該總線結構是通過使用SINEC H1 FO而建立起來的，基于IEEE 802．3標準。OSM是SINEC H1 FO網(wǎng)絡核心部件。整個網(wǎng)是以環(huán)狀結構相連接的，并通過OSM模件中的開斷點實現(xiàn)環(huán)形結構。當虛擬環(huán)網(wǎng)上所有部件均正常工作時，其中必有一塊OSM模件的電子開關是打開的（RM模式），在開斷點上，來自兩個方向的信號受到監(jiān)視。當虛擬環(huán)網(wǎng)上有一部件工作不正常形成開路時，信號僅來自單方向，則可以認為是總線故障。在這種情況下，斷點將被關閉，該電子開關閉合形成新的形式的總線網(wǎng)并且與此相連的總線部件將被重新結合在通訊網(wǎng)絡之中，重建過程小于0．3秒，同時報警通知系統(tǒng)維護人員排除故障，實現(xiàn)了冗余總線的設計。

　　虛擬環(huán)設計保證了內(nèi)在的單容錯，能使系統(tǒng)總線在單一故障情況下繼續(xù)工作。從可用率及冗余質(zhì)量上比較，與二取一的總線結構相當，保證了系統(tǒng)單一故障容錯，增強了系統(tǒng)通信的可靠性。

　　2.1 電廠總線

　　電廠總線是用于連接DCS level 1層設備和連接用于level 1和level 2層之間通訊的處理單元（PU）。以下DCS設備連接在電廠總線上：

　　· 所有的自動化控制系統(tǒng)AS620；

　　· 一對冗余的處理單元PU；

　　· 與安全級儀控系統(tǒng)之間的網(wǎng)關；

　　· 第三方儀控系統(tǒng)；

　　·TXP系統(tǒng)的診斷系統(tǒng)DS670；

　　·TXP系統(tǒng)的工程師站ES680；

　　·DCS系統(tǒng)的時鐘發(fā)生器。

　　電廠總線的設計滿足下列要求：

　?。?）使用標準的通訊協(xié)議

　　電廠總線是基于符合IEEE 802．3／802．3u協(xié)議的以太網(wǎng)總線。符合ISO／OSI的7層通信模型。電廠總線在協(xié)議的結構上有一些不同，主要差別在3層至7層。使用了西門子公司為適用工業(yè)通信開發(fā)的SINEC NETAP協(xié)議。