0  引言

隨著我國核電站發(fā)展春天的到來，“核電站數(shù)字化控制保護系統(tǒng)”的數(shù)字化和國產(chǎn)化要求也愈加強烈。在保護系統(tǒng)的運行過程中，需要對其進行下裝、參數(shù)定值整定和監(jiān)控操作，其目的一方面是實時地監(jiān)測該系統(tǒng)的運行狀態(tài)，另一方面，就是為了使該系統(tǒng)運行在最佳的狀態(tài)下。以上操作可以通過串口(RS-485)組建成的維護網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。該維護網(wǎng)絡(luò)可作為獨立的模塊存在，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，只需要更新一下維護網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)，即可滿足以上變化，所以該維護網(wǎng)絡(luò)具有很強的靈活性和適用性。

1  系統(tǒng)主要名詞的含義

以下是對該維護網(wǎng)絡(luò)主要名詞進行的解釋：

[1]．?dāng)?shù)字化控制保護系統(tǒng)：其英文為nuclear-reaction protection system (簡稱：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行。Download And Check Environment(簡稱：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運行在最佳的狀態(tài)下。Parameter Tuning Environment(簡稱：PATENT)。

[4]．監(jiān)視：在RPS運行過程中，通過維護網(wǎng)絡(luò)查看各個控制器變量當(dāng)前值，以達到實時檢查和監(jiān)視目的。Real Time Monitor(簡稱：MONITOR)。

[5]．維護網(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 (簡稱SGS)。

圖1所示是維護網(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RS-485串口參數(shù)進行配置的具體說明。

本文的維護網(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)通訊過程中，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)都要以一個完整的數(shù)據(jù)包進行組織。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)。在通訊過程中，根據(jù)不同的需求，對每類相同或相關(guān)數(shù)據(jù)的交互進行抽象，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維護功能(例如下裝、參數(shù)整定和監(jiān)視)。這樣就大大增強了通訊協(xié)議的靈活性。

通訊過程采用一對一的”應(yīng)一答”機制來監(jiān)控每一包數(shù)據(jù)的有效性，以達到有效通訊的目的。通訊服務(wù)按照角色可分為兩類：一類為請求服務(wù)；另一類為應(yīng)答服務(wù)。每一個請求服務(wù)都可以和一個或幾個應(yīng)答服務(wù)相對應(yīng)，表3所列為請求服務(wù)和應(yīng)答服務(wù)的對應(yīng)關(guān)系。

2.3  通訊狀態(tài)圖

使用“狀態(tài)機”的形式可對通訊過程進行控制和約束，圖3給出了通訊過程的總狀態(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  維護網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)

通?？梢詫GS封裝成動態(tài)鏈接庫(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)出一個接口類供應(yīng)用軟件使用)，這樣做的好處是可將串口通訊的功能進行整合，以達到軟件復(fù)用之目的。

圖7所示為SGS邏輯關(guān)系圖，通過它可以對通訊任務(wù)進行分層處理。圖中的數(shù)據(jù)交互層為SGS．dll的接口類，通過該類可給應(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配置串口資源、控制通訊狀態(tài)機的跳轉(zhuǎn)、同時可以用來控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等。

4  結(jié)束語

維護網(wǎng)格是核電站數(shù)字化控制保護系統(tǒng)的一個重要組成部分，它作為獨立的通訊模塊，可為第三方使用提供服務(wù)。它不僅具有嚴格安全的通訊協(xié)議，而且結(jié)構(gòu)清晰靈活，與應(yīng)用程序之間耦合性低，同時易于通訊服務(wù)的擴充和軟件的復(fù)用。