現場總線技術在百萬級核電中的應用
加入技術交流群
整個TXP+TXS系統的信息是通過網絡技術傳輸的，網絡結構如上圖1。網絡由兩種總線系統SINEC H1-FO（構成以太網）和SINEC L2-FO（構成PROFIBUS－DP）組成。SINECH1 FO使用光纜作為傳輸介質。SINEC L2-FO采用PROFIBUS，是一種高速而廉價通信連接，可實現高速數據傳輸，適用于自動控制系統和在設備級分散的IO之間的通信。SINEC L2-FO（PROFIBUS）總線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系統自動控制機柜處理器部件之間的信息傳輸。另外還通過網關實現從安全系統到OM690系統的信息傳輸。SINEC L2-FO完全基于PROFIBUS過程現場總線標準子集。它的傳輸速率為1.5 Mbps。TXS中的數據通信也是由SINEC H1 FO總線和PROFIBUS總線系統構成，TXS系統不同的功能計算機之間的通訊是通過PROFIBUS總線來實現，MSI系統通過SINEC H1FO總線收集保護系統的數據，再通過網關把數據傳輸到TXP系統。
圖2 TXS系統的網絡結構圖
上圖1.2為TXS的網絡結構圖（其中紅線為PROFIBUS DP通訊，綠線為SINEC H1 FO通訊），SLLM模件用于PROFIBUS總線網絡（SINEC L2）星型耦合器，實現電信號收發(fā)功能，實現數據的傳輸。
2.2.2 PROFUBUS在自動化系統AS620 B中的應用
自動化系統AS620 B是TXP系統自動功能的基本系統，硬件基礎是自動處理器AP。AS620B可完成一般的自動任務，如系統和機組的保護、閉環(huán)控制等。
圖3 AS620B自動化系統
1）AP經柜內總線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PROFIBUS-DP現場總線與安放在現場設備附近的信號模件連接，構成分散式結構。
3）AP經PROFIBUS-DP/PA轉換，通過串行總線聯接儀器儀表與控制系統。
2.2.3 PROFIBUS連接外圍輔助系統PLC
核電廠內的公用系統，比如儀用空氣壓縮系統等采用PLC實現控制并需要與全廠控制系統交換數據的系統均通過PROFIBUS連接到TXP，由PROFIBUS提供實時數據傳遞和交換。
3.在百萬千瓦級核電站中使用現場總線的明顯優(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(jié)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數量，費用可以大大降低；
４．可以產生先進的、智能化現場儀表，如多變量變送器和執(zhí)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?同時也可使主機騰出手來從事優(yōu)化等工作以提高效益；
6．組態(tài)簡單，安裝、運行、維護簡便；
7．用戶可以自己擇優(yōu)選擇，達到最佳集成；
8. 打破了DCS的封閉性，增加了開放性以及兼容性，將現場總線控制系統（FCS）的優(yōu)勢引入。
4.結束語：
核電站應用現場總線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場總線技術應用到核電站領域的好處是顯而易見的。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的方式，畢竟核安全是我們必須確保的。同時在百萬級核電中我們看到可能需要同時使用幾種現場總線，兼容性與接口也是需要考慮的課題。
參考文獻：
[1] 陽憲惠.現場總線技術及其應用 北京：清華大學出版社，1999年
[2] PROFIBUS技術培訓 西門子，1999年
[3] 嶺澳核電站核電機組DCS調試，劉元，2006年
評論