反应堆计算机监控系统网络构架方法与流程

本发明涉及反应堆计算机监控系统，具体涉及一种反应堆计算机监控系统网络构架方法。

背景技术：

全厂计算机监控系统在反应堆运行过程中对各种设备的运行情况以及各项参数等数据进行实时在线监测，记录并显示各种设备实时状态，为堆安全稳定运行提供重要保证。同时能够将堆运行过程中各项重要参数进行记录并保存为历史趋势数据，建立历史数据库，为反应堆相关研究提供历史数据。因此，全厂计算机监控系统是反应堆上最为重要，不可或缺的重要组成部分。

在全厂计算机监控系统建立之前，反应堆中存在多个数字化系统，各个数字化系统采用的硬件不同，且之间没有联系，数据无法共享。其中最大的数字化系统为核岛计算机监控系统，核岛计算机监控系统是各个数字化系统中可靠性最高的，采用了冗余双环网的网络构架结构，10/100m自适应网络。该种结构的缺点在于操作员站可以直接访问下层plc设备，有对plc进行误操作的可能性；同时如果接入监视层设备，还会出现远程攻击plc预留的远程控制端口，造成更严重事故的风险。

技术实现要素：

本发明的目的是为了更好的实现反应堆计算机监控系统的功能，提供一种反应堆计算机监控系统网络构架方法，从而提高计算机监控系统的安全性和稳定性，为反应堆安全稳定运行提供保证。

本发明的技术方案如下：一种反应堆计算机监控系统网络构架方法，计算机监控系统网络分为操作层双环网和控制层双环网，每个双环网是由对称冗余布置的交换机之间通过光纤连接构成的冗余环网；所述的操作层双环网接入的设备包括操作员站、工程师站、服务器单元、交换机，所述的控制层双环网接入的设备包括各控制单元plc和交换机；操作层双环网与控制层双环网通过冗余设置的i/o服务器进行连接，其它服务器只连接操作层双环网。

进一步，如上所述的反应堆计算机监控系统网络构架方法，其中，所述的服务器单元除i/o服务器外，还包括冗余设置的报警服务器、冗余设置的趋势服务器、转存服务器、冗余设置的opc接口服务器。

进一步，如上所述的反应堆计算机监控系统网络构架方法，其中，所述的工程师站作为操作层双环网和控制层双环网的连接点，既挂接在操作层双环网，也挂接在控制层双环网。

进一步，如上所述的反应堆计算机监控系统网络构架方法，其中，所述的各控制单元plc根据被控设备位置采用分布式布置，每组冗余设置的plc均采用菊花链型网络连接方式，分别接入控制层双环网的对称冗余布置的交换机。

本发明的有益效果如下：(1)本发明采用双环路冗余网络设置，操作员站仅接入操作层双环网，通过i/o服务器与控制层环网进行通讯，操作员站无法直接与就地设备进行通讯，这样大大降低了操作员误操作导致系统组态，就地设施等出现损坏的概率。(2)本发明的网络构架中操作层与控制层通过冗余服务器进行连接，plc之间采用菊花链型网络连接，当一侧线路发生故障时可以通过另外一侧进行通讯，这样有效的防止了因某一设备故障而导致通信瘫痪。同时环路冗余及服务器冗余大大提高了监控系统的安全性。(3)本发明的计算机监控系统所有设施采用统一的软件平台，大大提高了控制层和操作层间的通讯能力，同时统一平台使日常维护维修更为方便，原各自独立的小数字化系统在合并后可以轻松的实现原来难以实现的数据共享。

附图说明

图1为本发明的反应堆计算机监控系统网络结构示意图；

图2为本发明的冗余双环网通讯方式示意图；

图3为本发明plc之间采用菊花链型网络的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

为了更好的实现反应堆计算机控制系统功能，本发明提供的计算机监控系统将各个小系统统一并入一个系统中，网络构建采用如图1所示新型冗余双环网链路设计，分为操作层(上层)双环网a和控制层(下层)双环网b，每个双环网是由对称冗余布置的交换机之间通过光纤连接构成的冗余环网。所述的操作层双环网a接入的设备包括操作员站1、工程师站2、冗余设置的i/o服务器3、冗余设置的报警服务器4、冗余设置的趋势服务器5、转存服务器6、冗余设置的opc接口服务器9、交换机、打印机等，转存服务器6与磁盘阵列柜7连接，磁盘阵列柜7连接历史数据出口机8。所述的控制层双环网b接入的设备包括各控制单元plc10和交换机；操作层双环网a与控制层双环网b通过冗余设置的i/o服务器3进行连接，其它服务器只连接操作层双环网a。

各控制单元plc控制柜根据被控设备位置采用分布式布置，每组冗余plc均采用eio菊花链型连接方式，这种连接方式可以确保在出现一处断点的情况下不影响正常的数据通讯，菊花链型网络连接方式如图3所示，这是一种公知的网络连接方式。每组冗余plc分别接入控制层对称的两个环网内的交换机，同时冗余io服务器的每台服务器也分别接入控制层的两个环网内，实现控制层设备与io服务器之间的数据冗余通讯。其它各分功能冗余服务器、工程师站、操作员站等设备分别接入操作层对称的两个环网内，实现数据采集、数据交互、指令下发以及数据共享的功能。

本发明中，操作层双环网与控制层双环网是通过冗余设置的i/o服务器进行连接的。其它各分功能冗余服务器只连接操作层双环网，所有数据从i/o服务器来，各个服务器根据自身的功能进行处理后，推送给其它的操作节点。

工程师站作为操作层双环网和控制层双环网的连接点，既挂接在操作层双环网，也挂接在控制层双环网。在功能上，能进行组态的下装，也能通过服务器得到相关的监控数据和信息。

本发明实施例中，全厂双环路冗余网络的具体实施方式如下：

①在服务器机房配置4个14电2光管理型交换机，操作员站值班室配置2个14电2光管理型交换机，连接各个plc的交换机为6电2光管理型交换机。

②布置光纤以太网，构成全厂级冗余网络。网络构建方案：

1)将plc层连接成一个以太环网，连接至数据服务器；

2)将scada层连接成另一个以太环网，连接至数据服务器；

3)数据服务器配置多块以太网卡，分别连接至两个环网。

这样的网络设计既保证了plc的数据安全，又能保证网络的可靠性。整合以后的环网通讯方式如图2所示。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种反应堆计算机监控系统网络构架方法，分为操作层双环网和控制层双环网，每个双环网是由对称冗余布置的交换机之间通过光纤连接构成的冗余环网；所述的操作层双环网接入的设备包括操作员站、工程师站、服务器单元、交换机，所述的控制层双环网接入的设备包括各控制单元PLC和交换机；操作层双环网与控制层双环网通过冗余设置的I/O服务器进行连接，其它服务器只连接操作层双环网。本发明提供的网络构架方式大大提高了反应堆计算机监控系统的安全性和稳定性等指标，将计算机监控系统各个小系统统一并入，为反应堆安全稳定运行提供了重要保障。

技术研发人员：白欣然;刘桂娟;马勇刚;吴纯良;张春杰;李君禄;李佳;任伟;武杰;肖鹤飞;孙静
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：2017.12.20
技术公布日：2018.05.08