摘要：本文主要论述了某核电厂DCS（IA）的软硬件结构，并简单介绍了IA系统中重要设备的作用、功能和特点。同时说明了IA系统和其他系统的外部接口、IA系统和1E tricon系统信号处理过程等。
关键词：IA DCS系统；核电厂；FBM；Mesh网
1 某核电厂DCS现状
某核电厂一层DCS用的是INVENSYS公司的IA平台（NC/NC+）和tricon（1E）平台，其中DAS和ATWT是依据IA平台搭建的。DCS二层有Atos和TCN共同完成，TCN负责画面，Atos负责画面组态。一二层有API服务器连接。本文主要论述IA平台。
2 硬件
一层IA DCS 设备有IO机柜、gateway机柜、服务器机柜、DAS机柜、Mesh网交换机及一层工作站等。
2.1 DCS控制机柜
IA控制柜按安全级别可分为NC及NC+机柜，全部采用G12套装，控制柜尺寸800×800×2000。内部控制器使用FCP270，IO卡件使用FBM200系列，内部供电采用冗余的电源模块，有220V AC、48V DC、24V DC三种类型，FBM及FCP采用24V DC供电。前后柜门各装有一个报警指示灯，在以下三种情况下，报警灯会亮：
a.机柜门开。不管机柜正面门开还是机柜背面门开，两个指示灯都会亮。
b.机柜温度高。在每个机柜内设有温度传感器，温度设定值在0～60℃可调，若机柜环境温度高于设定值，便会触发机柜报警。因此，保持机柜内温度在可接受范围内，是机柜正常、长期可靠工作的重要条件之一。
c.电源故障。每个机柜都有220V AC及24V DC两种电源，部分机柜存在48V DC。三者之一出现故障，机柜报警灯就会亮。
2.2 Field Control Processor 270-FCP270
FCP是机柜的核心处理单元，一般成对的出现，可实现连续控制、梯形逻辑控制、顺序控制等功能，完成数据采集、检测、报警和传送信息的功能，是机柜的大脑中枢。FCP和FBM均支持热插拔，且FCP有fault-tolerant功能，支持掉电恢复，故障自诊断，一对CP同时计算，只有一路通过100M bps以太网和Mesh网进行通信。CP间、CP同spliter之间都是光纤连接，冗余的两路输出。FCP支持最多32块200系列FBM。
2.3 Field Bus Module-FBM
现场总线组件分为数字和模拟两种信号类型，模拟信号组件有8个输入输出通道，数字信号组件有16～32个输入输出通道。数字现场总线组件可执行多种功能，如事件序列监视、梯形逻辑控制和脉冲计数等，具体执行某一种功能由FBM相对应的软件ECB决定，每一类型的FBM都有唯一的ECB和其对应。可以在IACC或者ICC中定义其组态。所有现场信号与控制电子线路隔离，对模拟量输入/输出信号采用变压器耦合与光电双重隔离，且A/D和D/A转换独立。
各种类型的卡件在现场的接线方式不尽相同，以FBM242（具体型号P0916NG/RK/YY/P0923LL）为例，如下图3所示，FBM242需要外接电源供电，在FBM242的TA里面，有一NC（常闭）或者NO（常开）触点（软件定义）。若有输出，则触点动作，发出命令。
在对未连接设备的机柜进行测试时，可以依照上图搭建一个测试电路，通过观察LED指示灯的亮或灭来判断回路是否导通。
2.4 P92工作站
该项目所用工作站为P92H工作站，HP Z400主机，Intel（R）Xeon（R）CPU W3520 @2.67GHZ，3.67RAM，Windows xp sp3操作系统，250G硬盘，NVIDIA Quadro NVS295显卡。
1&2#机组DCS共有28个AW（1#、2#机组各11个，9#机组6个）
2.5 Mesh网络
Mesh网络是由Invensys 推出的DCS控制网络，它基于IEEE802.3u（快速以太网）和IEEE802.3（千兆网）技术，由一组以太网交换机以各种网状拓方式连接而成。Mesh网中任意两个设备之间有多种通讯路径，不受单点或者多点故障的影响，极大地提高了通讯的冗余性能。Mesh网络结构简单，可利用性高，便于维护。
Mesh网有多种结构，在昌江DCS系统中，Mesh网的结构为倒挂树形，从上至下共有四层。第二层是根交换机，所有的DCS AW（KDO/KSN/KME除外）都挂在第三层；一二层的连接通过API AW连接到ADACS_N平台。
3 软件
在IA DCS中，各个不同的工作站所装载的软件不同，根据系统定义文件可以在相应的AW上装载所需的应用软件，IA W/S 8.4.3是IA 工作站上基本的应用平台，里面包含了FoxView、ICC、FoxSlect等常用的软件。在此基础上，根据系统定义，装载具有某些特点的软件就成了不同类型的AW，例如，安装FoxAPI后就可以定义为API服务器。
常用IACC对DCS进行组态（ICC也可，只是大批量的组态不太方便，界面不太友好），IACC是一款离线组态软件，可以自定义CST模版，批量生成、修改组态等，后期维护也比较方便。如今组态软件版本为IACC 2.4，其可以安装在任何一台装有windows xp的计算机上，可以大范围的同时开展组态工作，节约了组态时间，加速了工程的进度。
4 接口
作为全厂非安全级DCS平台，IA包含以下外部接口：
（1）通过I/O组件输入输出I/A DCS
（2）通过FDSI 和1E tricon及第三方进行通信
（3）通过硬接线和BUP、ECP通信
（4）通过API服务器和二层ADACS_N平台进行通信
非安全级NC信号从0层设备至二层画面整个通信路径如图1所示。从机柜中输入输出信号都需经过TA卡件，每一种类型的FBM都有和其相对应的TA，且唯一对应。CP通过A/B两路光纤把信号
送给Mesh网络，API从Mesh网上读取信号送给二层设备。上述流程走向是双向的，即从二层发命令到一层有着同样的顺序。
结论：本文概括说明了某核电厂一层非安全级DCS软硬件，通过了解其性能和特点，有助于日后调试工作的顺利开展，为以后顺利进行调试工作打下了基础。
参考文献：
[1]查方兴，I/A Series 系统及应用，2009年 V6.
[2]INVENSYS，I/A Series Electronic Documentation，V8.6
[3]Jack.yao，10F955801-1KCP501AR-PW-1003，Rev E
作者简介：
张俊龙（1987-），中国核电工程有限公司华东分公司，工程师，主要从事核电厂仪控调试工作。
论文作者:张俊龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/29
标签：机柜论文; 组态论文; 核电厂论文; 系统论文; 二层论文; 信号论文; 工作站论文; 《基层建设》2018年第7期论文;