一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构的制作方法

本实用新型属于核电厂控制系统技术领域，具体涉及一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构。

背景技术：

先进的数字化控制系统为核电站运行带来显著的安全、经济和管理效益的同时，也对其工业网络系统运行的可靠性提出更高的要求。田湾核电站的控制系统通讯采用单环网络结构，由6个子环和1个主环组成。

子环经上行交换机a和上行交换机b与主环相连，上行交换机a和上行交换机b互为冗余。处于备用状态的上行交换机b实时监视主用侧上行交换机a的工作状态，当发现上行交换机a的与主环断开时，自动执行上行链路切换，达到冗余备用的目的。

每个子环内连接有若干自动处理机柜，自动处理机柜通过硬接线采集就地数据，经处理器逻辑运算后，通过控制系统单环网络传输至其他自动处理机柜、操作员站进行运算及显示；与此同时，操作员站发出的命令也通过控制系统单环网络传递到自动处理机柜，经处理后下发到执行器执行操作。自动处理机柜处理器均采用冗余配置，处理器a和处理器b同步接收数据，同步计算处理，互为冗余热备用。其中一个处理器作为主用处理器的输出处理结果，当主用处理器发生故障，可以自动无扰切换到冗余备用处理器继续运行。

基于处理器和上行链路的冗余配置，控制系统单环网络可以允许环网中出现单个断点，在此情况下，网络通讯不受影响。但是如果子环中出现双断点，可能导致双断点范围内的自动处理机柜通讯中断，值班人员无法监控通讯故障范围内自动处理机柜中的设备和信号。且因双断点故障范围内的自动处理机柜与其余自动处理机柜之间通讯中断，可能导致重要工艺设备误动的情况出现，进而影响机组正常运行，甚至引发机组非计划停运事件。

当前控制系统单环网络子环无法应对通讯双断点故障，其可靠性存在弱项，不能满足核电厂控制系统网络可靠性要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：本实用新型提供一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，采用创新的配置策略，合理分配处理器连接节点，优化了核电厂控制系统的单环网络结构，确保双断点故障下通讯传输不受影响，提升控制系统的可靠性。

本实用新型采用的技术方案：

一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，包括主环、子环、上行交换机、自动处理机柜、自动处理机柜处理器；子环与主环通过上行交换机进行通讯；子环下连接若干个自动处理机柜，自动处理机柜内设有自动处理机柜处理器。

所述上行交换机包括上行交换机a、上行交换机b，上行交换机a和上行交换机b互为冗余。

所述上行交换机a和上行交换机b分别与主环和子环相连接，同时两个上行交换机将子环分为了子环a侧半环和子环b侧半环两部分。

所述自动处理机柜处理器包括自动处理机柜处理器a、自动处理机柜处理器b，自动处理机柜处理器a和自动处理机柜处理器b互为冗余备用。

子环中所有自动处理机柜处理器a分配在子环a侧半环，将所有自动处理机柜处理器b分配在子环b侧半环；自动处理机柜处理器a通过子环连接节点与子环a侧半环连接，自动处理机柜处理器b通过子环连接节点与子环b侧半环连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型提供一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，通过对子环处理器连接节点的调整，提高了控制系统单环网络运行的可靠性，避免子环双断点故障导致的非计划运行事件；

(2)本实用新型提供一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，通过对处理器位置的优化调整，提高了子环的容错性；

(3)本实用新型提供一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，通过对处理器的优化配置，提高了处理器之间数据传输的效率；

(4)本实用新型提供一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，不用额外增加设备，具有很高的经济适用性；

(5)本实用新型提供一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，不改变原网络主体结构，具有容易实施的优点；

(6)本实用新型提供一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，在不需要增加额外的设备的情况下，大幅提高了控制系统单环网络的可靠性，具有成本低、可靠性高和易于实施等优点，该网络结构的设计思路、实施方案等技术方法对于连接冗余用户的控制系统单环网络结构的控的设计和改造，极具借鉴意义。

附图说明

图1：本实用新型提供一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构示意图；

图中：1—主环；2—子环；201—子环a侧半环(实线)；202—子环b侧半环(虚线)；3—上行交换机a；4—上行交换机b；5—自动处理机柜；6—自动处理机柜处理器a；7—自动处理机柜处理器b；701—自动处理机柜处理器与子环a侧半环连接节点；702—自动处理机柜处理器与子环b侧半环连接节点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种应对核电厂控制系统通讯双断点的单环网络结构，包括主环1、子环2、子环a侧半环201、子环b侧半环202、上行交换机a3、上行交换机b4、自动处理机柜5、自动处理机柜处理器a6、自动处理机柜处理器b7、自动处理机柜处理器与子环a侧半环连接节点701、自动处理机柜处理器与子环b侧半环连接节点702。

子环2与主环1通过上行交换机进行通讯；子环2经上行交换机a3和上行交换机b4与主环1相连，上行交换机a3和上行交换机b4互为冗余；上行交换机a3和上行交换机b4分别与主环1和子环2相连接，同时两个上行交换机将子环2分为了子环a侧半环201和子环b侧半环202两部分；

子环2下连接若干个自动处理机柜5，自动处理机柜内的处理器为冗余配置，自动处理机柜处理器a6和自动处理机柜处理器b7互为冗余备用；

将子环2中所有自动处理机柜处理器a6分配在子环a侧半环201，将所有自动处理机柜处理器b7分配在子环b侧半环202；自动处理机柜处理器a6通过子环连接节点701与子环a侧半环201连接，自动处理机柜处理器b7通过子环连接节点702与子环b侧半环202连接。

当双断点出现在子环a侧半环201，极端情况下会导致子环a侧半环201连接的所有自动处理机柜处理器a6离线，但是由于子环的b侧半环202连接着自动处理机柜处理器b7，各自动处理机柜仍可以实现子环中各机柜间的通讯以及通过上行链路与主环1通讯，所以自动处理机柜5的功能不受影响；

当双断点出现在子环的b侧半环202，极端情况下会导致子环的b侧半环202连接的所有自动处理机柜处理器b7离线，但是由于子环a侧半环201挂载着自动处理机柜处理器a6，各自动处理机柜5仍可以实现子环中各机柜间的通讯以及通过上行链路与主环1通讯，所以自动处理机柜5的功能不受影响；

当双断点分别出现在子环的a侧半环201和子环的b侧半环202，即子环a侧半环201出现1个断点并且同时子环的b侧半环202出现1个断点，此时子环2被分割成2段独立的总线，其中一段经上行链路a与主环1通讯，另一段经上行链路b与主环1通讯，子环2中所有自动处理机柜5均有一个处理器保持在线，所以自动处理机柜5功能不受影响。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。