FirmSys平台网络通讯的实现

FirmSys平台网络通讯的实现

李宏涛崔哲苏晓宇

（中广核核电运营有限公司529500）

摘要：和睦系统FirmSys平台是国内自主研发的首套核级数字化仪控系统（DCS），对保证核电站安全、可靠、稳定运行发挥着重要作用。本文详细介绍了FirmSys平台内部网络通讯的组成及实现方式。

关键词：和睦系统；FirmSys；通讯

FirmSys平台网络通讯整体介绍

和睦系统FirmSys平台网络通信结构分为点对点网络通讯以及多节点网络通讯。

Firmsys平台网络类型

Firmsys平台网络类型分为SN1-SN4总线、FirmNet网络和维护网络。

SN1总线：用于实现IO板卡与通信板卡间的数据交换；

SN2总线：用于主控板卡和通信板卡、环网板卡间的数据交互；

SN3总线：用于实现不同站间的网络通信板卡的点对点数据交换；

SN4总线：用于实现环网模块与网关、SCID间的数据交换；

FirmNet网络：环网通讯，用于站间多节点数据通信；

维护网络：连接工程师站和现场控制站。

点对点网络通讯

1、点对点网络通讯范围及功能

点对点通讯范围包含RPC之间、RPC与ESFAC之间、RPC与DTC之间以及CCMS之间，主要传输以下信号。

1）RPC不同通道的相同子组之间的“局部停堆信号”交换以实现紧急停堆功能表决逻辑；

RPC不同通道的相同子组之间的其他交互信号，如旁通、网络诊断信号等。

2）RPC输出到ESFAC的“局部专设驱动信号”进行表决运算产生专设安全设施驱动信号；

RPC输出到ESFAC的其他交互信号，如旁通、网络诊断信号等；

RPC输出到SRC1~3的信号通过ESFAC进行传递。

3）RPC通过DTC接收来自SCID的操作信号，同时通过DTC发送反馈信号至SCID；

RPC输出到SRC4和CCMS的信号通过DTC进行传递。

4）CCMS之间的过程参数传递。

2、点对点网络通讯的实现

点对点网络通讯使用的卡件有主处理单元板卡（MPU）、高速网络通信单元板卡（HNU）、SABI02D信号转接板卡、SABI55A网络切换板卡、SABI56A网络转换板卡，该卡件具体功能如下：

高速网络通信单元板卡（HNU）、SABI02D信号转接板卡：

板卡通过SN3总线，接收其他控制站的数据，供主处理单元板卡通过SN2总线读取；周期读取主处理单元板卡通过SN2总线写入的数据，并通过SN3总线将这些数据发送到指定的控制站内。

SABI55A网络切换板卡、SABI56A网络转换板卡：

SABI55A网络切换板卡与SABI56A网络转换板卡对插使用，其对插示意图如下：

图1网络切换板卡、网络转换板卡对插示意图

总结：点对点网络通讯实现方式如下

Firmsys点对点通讯传输流程为主处理单元板卡（MPU）通过背板总线（SN2）与网络通信单元板卡（HNU）交换数据，网络通信单元板卡（HNU）与信号转接板卡对插使用，信号转接板卡通过网线与网络切换板卡连接，网络切换板卡通过背板与光电转换板卡（网络转换板卡）对插使用，光电转换板卡（网络转换板卡）通过光纤与外部系统连接，示意图如下：

图2点对点网络通讯示意图

多节点网络通讯（环网通讯）

1、环网通讯范围及功能

FirmSys平台与三菱MLETAC平台环网通信结构设计基本一致，分为安全系统总线、安全总线、人机数据总线。

安全系统总线：传递安全级DCS部分报警指示信号至NC-DCS、PAMS及APC。

安全总线：

Ø传递专设安全设施驱动系统部分报警指示信号至安全系统总线；

Ø将SCID的操作指令传递到安全级DCS，同时将安全级DCS的反馈传递到SCID；

Ø传递专设安全设施驱动系统之间的交互信号。

人机数据总线：将来自NC-DCS的切屏、挂牌、测试信号传递至SCID。

2、环网通讯的实现

环网通讯使用的卡件有主处理单元板卡（MPU）、FirmNet通信单元板卡（FCU）、SABI65A_FirmNet通信转接板卡、光旁通板卡（FOM），该卡件具体功能如下：

FirmNet通信单元板卡（FCU）、SABI65A_FirmNet通信转接板卡：

实现FirmNet网络协议与SN2协议之间的转换，通过SN2总线，完成与MPU板卡的数据交换该板卡主要是实现现场控制站间数据交换。

FCU安装在MPU机箱正面，并通过背板与SABI65A_FirmNet通信转接板卡对插使用。

光旁通板卡（FOM）：

FOM是核安全级多点通信网络（简称FirmNet通信网络）中的通信切换、隔离设备，是通信链路的主体构成部分，保证了整个FirmNet通信网络传输的安全性、可靠性，实现了2路1000M通信网络传输的光电转换。

在正常工作模式下，光纤链路数据通过光电接口转换后和网络节点设备进行数据交互，网络节点设备在正常模式中将本节点通信数据传输到光纤链路上。当网络节点工作异常时，FOM模块/板卡工作在旁通模式下，本节点数据不再传输到光纤链路上。

总结：环网通讯的实现方式如下：

Firmsys环网通讯传输流程为主处理单元板卡（MPU）通过背板总线（SN2）与FirmNet通信单元板卡（FCU）交换数据，FirmNet通信单元板卡（FCU）通过背板与SABI65A_FirmNet通信转接板卡对插使用，SABI65A_FirmNet通信转接板卡通过网线连接光旁通板卡（FOM），光旁通板卡（FOM）实现光电转换并通过千兆网络光接口通过单模光纤与其它网络节点（不同控制站的FOM卡）进行连接构成环形网络，示意图如下：

图3环网通讯示意图