現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)PROFIBUS在核電站的應(yīng)用

1 核電廠儀控系統(tǒng)
　　核電廠全數(shù)字化儀控系統(tǒng)主要是由常規(guī)儀控TXP（Opera—tional IC System）和安全儀控TXS（Safety IC System）兩部分組成，主要目的是用于監(jiān)測(cè)和控制核電廠釋熱和電能生產(chǎn)的主要和輔助過(guò)程，在所有運(yùn)行模式包括應(yīng)急情況下，維持電廠的安全性、可操作性和可靠性，并且在正常運(yùn)行工況下保證電廠的經(jīng)濟(jì)性。

　　PROFIBUS是一種簡(jiǎn)單、堅(jiān)固和可靠的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，是目前唯一能夠以標(biāo)準(zhǔn)方式應(yīng)用于所有領(lǐng)域并貫穿整個(gè)過(guò)程鏈的現(xiàn)場(chǎng)總線。如圖1，儀控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信是由電廠總線和現(xiàn)場(chǎng)總線、SlNEC H1 FO 總線和PROFIBUS總線系統(tǒng)構(gòu)成的終端總線完成。終端總線用于PU／SU和OT以及ET和DT之間的通信以及通過(guò)網(wǎng)關(guān)／網(wǎng)橋與外部公共網(wǎng)互連。電廠總線用于AS62o、OM690、ES680和DS670之間的通信，并且通過(guò)網(wǎng)關(guān)與終端總線相連，與安全儀控系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)總線相連。數(shù)據(jù)通信包括核電廠中所有數(shù)據(jù)和命令的傳輸，具體涉及到安全系統(tǒng)的儀控系統(tǒng)、安全相關(guān)系統(tǒng)的儀控系統(tǒng)和正常運(yùn)行系統(tǒng)的儀控系統(tǒng)，完成在不同的系統(tǒng)之間或在同一系統(tǒng)的不同組件之間的信息傳送，以及與其它外部系統(tǒng)的通信任務(wù)。數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)采用了光纖電纜，對(duì)電磁干擾不敏感。
2 SINEC H1總線
　　以線性工業(yè)以太網(wǎng)為標(biāo)準(zhǔn)的SlNEC H1結(jié)構(gòu)，它是基于IEEE802．3（Ethernet）標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)范，是一種總線型系統(tǒng)，涉及到ISO／OSI開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及傳輸層。它采用的是CSMA／CD總線訪問(wèn)技術(shù)，傳輸接口符合lSO 80733傳輸協(xié)議。所以說(shuō)SlNEC H1局域網(wǎng)符合局域網(wǎng)的模型結(jié)構(gòu)，它是這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的工業(yè)應(yīng)用。圖2中星型耦合器經(jīng)過(guò)網(wǎng)關(guān)將T×S的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)與TXP系統(tǒng)的電廠總線連接起來(lái)、星型耦合器連接MSl（監(jiān)視服務(wù)界面）和SU（服務(wù)單元）、MSl（監(jiān)視服務(wù)界面）和驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)之間的連接，SU作為T×S的重要通信設(shè)備，其任務(wù)主要為：循環(huán)獲取數(shù)據(jù)，為MSl和自動(dòng)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的鏡像管理，為應(yīng)用程序提供用戶接口，將應(yīng)用程序的指令傳輸至實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境或?qū)⒅噶畹姆答佇盘?hào)傳輸至應(yīng)用程序。

3 SINEC L2總線
　　SlNEC L2現(xiàn)場(chǎng)總線采用了PROFIBUS總線系統(tǒng)，它用于連接數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到電廠總線，數(shù)據(jù)傳輸速度為1．5Mbps。SINEC L2 網(wǎng)按傳輸媒介區(qū)分可分為屏蔽雙絞線型（SlNEC L2TW ）、光纖型（SlNEC L2FO）、組合型（SlNECL2Tvv／FO），SlNEC L2TVv一般采用總線形結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)是通過(guò)一個(gè)總線終端或總線連接器連接到總線上，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)段最多可以有32個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)段通過(guò)中繼器連接，通過(guò)中繼器最多可連接127個(gè)節(jié)點(diǎn)，在任何兩站之間不得超過(guò)七臺(tái)中繼器。單段結(jié)構(gòu)的L2網(wǎng)，若采用基帶傳輸、RS485總線標(biāo)準(zhǔn)，最遠(yuǎn)距離為1200m。如驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、信號(hào)采集和功能處理計(jì)算機(jī)以及冗余的信號(hào)采集和功能處理計(jì)算機(jī)之間的連接。SlNEC L2總線技術(shù)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是由西門子公司早期推出的SlNEC 網(wǎng)絡(luò)系列包括SlNEC S1、SlNEC L2、SlNEC H1、SINEC H3等四種。其中SINEC L2是一種適于中、小規(guī)模的工業(yè)局域網(wǎng)，它是以德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)DIN1925定義的德國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的OSl（開(kāi)放系統(tǒng)參考模型），已廣泛應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域。