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0 引言
隨著我國(guó)核電站發(fā)展春天的到來(lái),“核電站數(shù)字化控制保護(hù)系統(tǒng)”的數(shù)字化和國(guó)產(chǎn)化要求也愈加強(qiáng)烈。在保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,需要對(duì)其進(jìn)行下裝、參數(shù)定值整定和監(jiān)控操作,其目的一方面是實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),另一方面,就是為了使該系統(tǒng)運(yùn)行在最佳的狀態(tài)下。以上操作可以通過(guò)串口(RS-485)組建成的維護(hù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該維護(hù)網(wǎng)絡(luò)可作為獨(dú)立的模塊存在,并提供給不同的應(yīng)用軟件使用。當(dāng)應(yīng)用軟件的需求變更時(shí),只需要更新一下維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù),即可滿(mǎn)足以上變化,所以該維護(hù)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的靈活性和適用性。
1 系統(tǒng)主要名詞的含義
以下是對(duì)該維護(hù)網(wǎng)絡(luò)主要名詞進(jìn)行的解釋?zhuān)?/p>
[1].?dāng)?shù)字化控制保護(hù)系統(tǒng):其英文為nuclear-reaction protection system (簡(jiǎn)稱(chēng):RPS)
[2].下裝:將配置和算法文件下載到RPS的控制器中,使RPS按照指定的配置和邏輯運(yùn)行。Download And Check Environment(簡(jiǎn)稱(chēng):DANCE)。
[3].參數(shù)定值整定:修改RPS控制器參數(shù)變量的當(dāng)前值,以使RPS運(yùn)行在最佳的狀態(tài)下。Parameter Tuning Environment(簡(jiǎn)稱(chēng):PATENT)。
[4].監(jiān)視:在RPS運(yùn)行過(guò)程中,通過(guò)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)查看各個(gè)控制器變量當(dāng)前值,以達(dá)到實(shí)時(shí)檢查和監(jiān)視目的。Real Time Monitor(簡(jiǎn)稱(chēng):MONITOR)。
[5].維護(hù)網(wǎng)絡(luò):用于提供下裝、參數(shù)定值整定和監(jiān)視服務(wù)的串口通訊網(wǎng)絡(luò)。Soft GatewayServer (簡(jiǎn)稱(chēng)SGS)。
圖1所示是維護(hù)網(wǎng)絡(luò)(SGS)在RPS中的位置以及和RPS相關(guān)部分之間的關(guān)系圖。
2 維護(hù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的制定
2.1 串口參數(shù)的設(shè)置及數(shù)據(jù)包格式
表1所列是對(duì)RS-485串口參數(shù)進(jìn)行配置的具體說(shuō)明。
本文的維護(hù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分定義了通訊數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu),在數(shù)據(jù)通訊過(guò)程中,發(fā)送和接收數(shù)據(jù)都要以一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包進(jìn)行組織。其數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2 通訊協(xié)議
通訊協(xié)議部分定義了表2所列的所有通訊服務(wù)。在通訊過(guò)程中,根據(jù)不同的需求,對(duì)每類(lèi)相同或相關(guān)數(shù)據(jù)的交互進(jìn)行抽象,并把它們定義成若干服務(wù)。由于選擇其中某些服務(wù)的組合可以完成某一項(xiàng)維護(hù)功能(例如下裝、參數(shù)整定和監(jiān)視)。這樣就大大增強(qiáng)了通訊協(xié)議的靈活性。
通訊過(guò)程采用一對(duì)一的”應(yīng)一答”機(jī)制來(lái)監(jiān)控每一包數(shù)據(jù)的有效性,以達(dá)到有效通訊的目的。通訊服務(wù)按照角色可分為兩類(lèi):一類(lèi)為請(qǐng)求服務(wù);另一類(lèi)為應(yīng)答服務(wù)。每一個(gè)請(qǐng)求服務(wù)都可以和一個(gè)或幾個(gè)應(yīng)答服務(wù)相對(duì)應(yīng),表3所列為請(qǐng)求服務(wù)和應(yīng)答服務(wù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2.3 通訊狀態(tài)圖
使用“狀態(tài)機(jī)”的形式可對(duì)通訊過(guò)程進(jìn)行控制和約束,圖3給出了通訊過(guò)程的總狀態(tài)圖,圖4為下裝通風(fēng)狀態(tài)分圖。圖5和圖6分別為參數(shù)整定和監(jiān)視模塊的分狀態(tài)圖。這些圖中的“圓圈”表示某個(gè)通訊狀態(tài),“箭頭”表示狀態(tài)變遷發(fā)生的條件或者命令。
3 維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
通??梢詫GS封裝成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(SGS.dll)提供給下裝、參數(shù)整定和監(jiān)視等應(yīng)用軟件使用(SGS.dll導(dǎo)出一個(gè)接口類(lèi)供應(yīng)用軟件使用),這樣做的好處是可將串口通訊的功能進(jìn)行整合,以達(dá)到軟件復(fù)用之目的。
圖7所示為SGS邏輯關(guān)系圖,通過(guò)它可以對(duì)通訊任務(wù)進(jìn)行分層處理。圖中的數(shù)據(jù)交互層為SGS.dll的接口類(lèi),通過(guò)該類(lèi)可給應(yīng)用程序提供通訊服務(wù);數(shù)據(jù)處理層可分析并且存儲(chǔ)上行(指RPS控制器到RPS應(yīng)用軟件方向)和下行(指RPS應(yīng)用軟件方向到RPS控制器)的數(shù)據(jù);串口通訊層可以用來(lái)配置串口資源、控制通訊狀態(tài)機(jī)的跳轉(zhuǎn)、同時(shí)可以用來(lái)控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等。
4 結(jié)束語(yǔ)
維護(hù)網(wǎng)格是核電站數(shù)字化控制保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,它作為獨(dú)立的通訊模塊,可為第三方使用提供服務(wù)。它不僅具有嚴(yán)格安全的通訊協(xié)議,而且結(jié)構(gòu)清晰靈活,與應(yīng)用程序之間耦合性低,同時(shí)易于通訊服務(wù)的擴(kuò)充和軟件的復(fù)用。
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