先进核安全级仪控系统通信协议技术研究

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1、日塑蚩日噩麦旦

2、皂Doi：l0．39694．issn．1671-1041．2013．05．003先进核安全级仪控系统通信协议技术研究马光强，杜乔瑞，石桂连，齐敏，赵勇(北京广利核系统工程有限公司，北京100094)摘要：核安全级仪控系统对数据通信的可靠性、安全性、实时·眭和确定性要求非常高，这些要求会直接或间接地作用于通信协议，从而使得通信协议的设计变得更加困难。本文根据核安全级仪控系统数据通信的关键特性推导出了一系列通信协议设计要求，对如何设计一个核安全级通信系统的通信协议给出了建议。关键词：核电厂；核安全级通信系统；通信协议中图分类号：TN919．3文献标志码：AResearcho

3、ncommunicationprotocoltechnologyofadvancednuclearsafetyinstrumentationandcontrolsystemsMAGuang～qiang，DUQiao—rui，SHIGui—zhi，QIMin，ZHAOYong(ChinaTechenergyCo．，Ltd．，Beijing100094，China)Abstract：Thenuclearsafetyinstrumentcontrolsystemrequiresgreatqualityofreliability，safety．real-timeandconfirmationo

4、fdatacommunication．Theserequirementswilldirectlyorindirectlyhaveinfluencesuponcommunicationprotoco1．sothatthedesignofcommunicationprotocolturnsmoredifficult．Accordingtothekeycharacteristicsofnuclearsafetycommunicationsystems，thispaperderivesasetofdesignrequirementsforcommunicationprotocol，andgiv

5、essomeadvicestodesignanewnuclearsafetycommunicationprotoco1．Keywords：nuclearpowerplants：nuCIearsafetycommunicationsystems；communicationprotoco10引言61500等国际标准和NUREG／CR一6082、NUREG／CR一6991、仪控系统是整个核电站的神经中枢系统，其中核安全DI&C—ISG一04等NRC审查指导文件的解读，我们可以发级仪控系统主要是指控制核反应堆安全停堆、堆芯余热排现，核安全级仪控系统对通信系统有很多明确的要求和约IqJ和(或)限

6、制预计运行事件和事故T况后果的系统。核束，可以归纳为可靠性等几个方面。安全级仪控系统是保障核电站安全运行的第一道防线，该系统能否安全、可靠、实时运行对核电站来讲至关重要。作为数字化仪控系统的神经系统，通信系统(下称核安全级通信系统)担负着上报设备状态、参数和下达控制指令的重要功能，对整个仪控系统的可靠性、安全性、实时性和可扩展性等具有重要的影响。在选择和设计核安全级通信系统时，除了考虑拓扑结构和通信介质外，通信协议是最关键也是最复杂的环节。特别是在自主设计一个核安全级通信系统时，如何通过通信协议体现核安全级通信系统的关键特征是一项非常困难的工作。核反应堆控制保护系统的通信架构如图1所示

7、。图1一个核反应堆控制保护系统的通信架构示意图北京广利核系统工程有限公司在研制国内首个核安全级数字化控制保护系统通用平台一FirmSys过程中，遇到1．1可靠性了如何设计一个符合核电行业标准、满足应用需求的核安指通信系统在一定时间内，在正常和异常工况下无故令级通信系统的问题。通过对核行业标准和相关文献的解障的完成通信功能的能力】。，以及对同类产品技术的分析，我们总结了核安全级通核安全级通信系统的通信协议应该在满足功能要求的信系统的一些关键特征，对如何设计一个核安全级通信系前提下，保持最简化，不使用无用的协议层次，不提供无统的协议给出了建议。用的服务和功能。核安全级通信系统要提供传输数据

8、完整性校验机制，1核安全级通信系统关键特征并记录／汇报传输错误。通过对IEEE7-4．3．2、IEEE603、IEC61513、IEC单通信节点的失效或故障不应该影响到整个仪控系统28EICVOI．202013No．5器麦旦庄臼拯眚臼的有效性和可靠性。核安全级通信系统应该保证数据通信过程中所有的延数据应该通过冗余系统的数据通信进行传输，以保证迟都是可知、可预测的。一个系统损坏时，整个系统能保持正常运转。无论在什么样的工况下，核安全级通信系统的通