現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在百萬(wàn)級核電中的應用

作者：時(shí)間：2012-11-02 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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整個(gè)TXP+TXS系統的信息是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)傳輸的，網(wǎng)絡(luò )結構如上圖1。網(wǎng)絡(luò )由兩種總線(xiàn)系統SINEC H1-FO（構成以太網(wǎng)）和SINEC L2-FO（構成PROFIBUS－DP）組成。SINECH1 FO使用光纜作為傳輸介質(zhì)。SINEC L2-FO采用PROFIBUS，是一種高速而廉價(jià)通信連接，可實(shí)現高速數據傳輸，適用于自動(dòng)控制系統和在設備級分散的IO之間的通信。SINEC L2-FO（PROFIBUS）總線(xiàn)系統用于正常運行系統儀控設備與安全系統儀控設備之間、正常運行系統與子系統之間、TXP系統自動(dòng)控制機柜處理器部件之間的信息傳輸。另外還通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現從安全系統到OM690系統的信息傳輸。SINEC L2-FO完全基于PROFIBUS過(guò)程現場(chǎng)總線(xiàn)標準子集。它的傳輸速率為1.5 Mbps。TXS中的數據通信也是由SINEC H1 FO總線(xiàn)和PROFIBUS總線(xiàn)系統構成，TXS系統不同的功能計算機之間的通訊是通過(guò)PROFIBUS總線(xiàn)來(lái)實(shí)現，MSI系統通過(guò)SINEC H1FO總線(xiàn)收集保護系統的數據，再通過(guò)網(wǎng)關(guān)把數據傳輸到TXP系統。

圖2 TXS系統的網(wǎng)絡(luò )結構圖
上圖1.2為T(mén)XS的網(wǎng)絡(luò )結構圖（其中紅線(xiàn)為PROFIBUS DP通訊，綠線(xiàn)為SINEC H1 FO通訊），SLLM模件用于PROFIBUS總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )（SINEC L2）星型耦合器，實(shí)現電信號收發(fā)功能，實(shí)現數據的傳輸。
2.2.2 PROFUBUS在自動(dòng)化系統AS620 B中的應用
自動(dòng)化系統AS620 B是TXP系統自動(dòng)功能的基本系統，硬件基礎是自動(dòng)處理器AP。AS620B可完成一般的自動(dòng)任務(wù)，如系統和機組的保護、閉環(huán)控制等。

圖3 AS620B自動(dòng)化系統
1）AP經(jīng)柜內總線(xiàn)與安裝在柜內子機架上的功能模件連接，構成集中式結構。
2）AP經(jīng)PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)與安放在現場(chǎng)設備附近的信號模件連接，構成分散式結構。
3）AP經(jīng)PROFIBUS-DP/PA轉換，通過(guò)串行總線(xiàn)聯(lián)接儀器儀表與控制系統。
2.2.3 PROFIBUS連接外圍輔助系統PLC
核電廠(chǎng)內的公用系統，比如儀用空氣壓縮系統等采用PLC實(shí)現控制并需要與全廠(chǎng)控制系統交換數據的系統均通過(guò)PROFIBUS連接到TXP，由PROFIBUS提供實(shí)時(shí)數據傳遞和交換。

3.在百萬(wàn)千瓦級核電站中使用現場(chǎng)總線(xiàn)的明顯優(yōu)勢：
１．可以大量減少隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜子；這樣就節省了I/O裝置及裝置室的空間；
２．由于減少了D/A及A/D變換數量，使精度可以得到提高；
３．減少電纜的用量，大量減少了由傳統的就地儀表到控制機柜硬接線(xiàn)數量，費用可以大大降低；
４．可以產(chǎn)生先進(jìn)的、智能化現場(chǎng)儀表，如多變量變送器和執行器等，使維修預報成為可能；
5．免除主機入口處的“瓶頸”現象，提高系統的安全性和可靠性?同時(shí)也可使主機騰出手來(lái)從事優(yōu)化等工作以提高效益；
6．組態(tài)簡(jiǎn)單，安裝、運行、維護簡(jiǎn)便；
7．用戶(hù)可以自己擇優(yōu)選擇，達到最佳集成；
8. 打破了DCS的封閉性，增加了開(kāi)放性以及兼容性，將現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS）的優(yōu)勢引入。

4.結束語(yǔ)：
核電站應用現場(chǎng)總線(xiàn)可提高儀控系統的可靠性，安全性；克服DCS系統的封閉性，降低成本提高電站的經(jīng)濟效益，減少運行、維修費用；有利于設計、維修和備品備件的管理；提高了工作效率和管理水平?，F場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)應用到核電站領(lǐng)域的好處是顯而易見(jiàn)的。但是，由于核電站特別是核島的特殊工作環(huán)境，高溫，高壓同時(shí)伴有放射性輻射，出于環(huán)境，安全性以及冗余后備的考慮，一些核島內系統包括反應堆保護以及多樣化停堆系統仍然大量采用硬接線(xiàn)的方式，畢竟核安全是我們必須確保的。同時(shí)在百萬(wàn)級核電中我們看到可能需要同時(shí)使用幾種現場(chǎng)總線(xiàn)，兼容性與接口也是需要考慮的課題。

參考文獻：
[1] 陽(yáng)憲惠.現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及其應用北京：清華大學(xué)出版社，1999年
[2] PROFIBUS技術(shù)培訓西門(mén)子，1999年
[3] 嶺澳核電站核電機組DCS調試，劉元，2006年

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