[發(fā)明專利]一種核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)通信協(xié)議的自診斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710060208.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN106888114B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江國(guó)進(jìn);王靜偉;張春雷;張智慧;金成日;高超;馬朝陽(yáng);馬光強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司;中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24
• 代理公司: 11580 北京國(guó)電智臻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 吳紅飛<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明提出了一種核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)通信協(xié)議的自診斷方法，基于由應(yīng)用層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層構(gòu)成的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過(guò)發(fā)送方獲取目的MAC、源MAC和上層數(shù)據(jù)，并對(duì)獲取的上層數(shù)據(jù)按照幀格式進(jìn)行封裝發(fā)送，檢查數(shù)據(jù)幀目的MAC和源MAC診斷錯(cuò)誤尋址，判斷數(shù)據(jù)幀TICK和報(bào)文序列號(hào)，利用數(shù)據(jù)幀CRC校驗(yàn)碼檢查診斷數(shù)據(jù)崩潰錯(cuò)誤，診斷為延時(shí)超時(shí)，故障診斷和故障恢復(fù)等步驟實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的自診斷方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)8種網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤的診斷全覆蓋；確保錯(cuò)誤數(shù)據(jù)不會(huì)被誤用；設(shè)置合理的網(wǎng)絡(luò)診斷故障次數(shù)容限閾值，既保證系統(tǒng)穩(wěn)定，又能在確認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)故障的情況下第一時(shí)間上報(bào)，有效確保核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)通信協(xié)議的診斷方法，特別是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信協(xié)議的診斷方法。

背景技術(shù)

核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)是核電站的“神經(jīng)中樞”，是確保核電廠安全、可靠運(yùn)行的最重要手段。在國(guó)外，已經(jīng)商用的核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)主要有TXS、Meltac-N、Tricon和Common-Q。對(duì)于TXS,系統(tǒng)內(nèi)冗余通道間間的通信采用基于Profibus的SINEC L2通信網(wǎng)絡(luò)；對(duì)于Meltac-N，系統(tǒng)內(nèi)控制站之間的通信采用基于RS-485的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；對(duì)于Tricon，系統(tǒng)內(nèi)部通信采用基于RS-232/485的總線型通信；對(duì)于Common-Q，系統(tǒng)內(nèi)冗余通道間表決邏輯信號(hào)的傳輸采用基于RS-232的HSL點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。RS-232/485是現(xiàn)在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中主流的串行通信接口。如圖1所示是典型的核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，圖1中各處理單元(RPC)間需要進(jìn)行邏輯符合操作，其間必然會(huì)有直接的數(shù)據(jù)交互。這類通信只涉及兩個(gè)處理單元，數(shù)據(jù)量不大，但對(duì)數(shù)據(jù)通信的可靠性、實(shí)時(shí)性和安全性要求非常高。圖1中虛線部分即為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)，由于硬件元器件偶發(fā)故障以及軟件自身存在的BUG都會(huì)導(dǎo)致以下8種通信錯(cuò)誤出現(xiàn)，即數(shù)據(jù)崩潰、意外重傳、錯(cuò)序、丟失、延遲超時(shí)、無(wú)效插入、偽裝報(bào)文和錯(cuò)誤尋址，如果沒(méi)有對(duì)8種網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤進(jìn)行診斷就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)被誤用的可能，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性造成危害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)可能導(dǎo)致核電站意外停堆從而造成不可估量的財(cái)產(chǎn)損失和人身安全事故。

自診斷是指系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置診斷功能對(duì)故障或失效事件進(jìn)行自我檢測(cè)并處理的技術(shù)，自診斷技術(shù)的核心在于診斷措施以及診斷后的故障處理。典型的自診斷流程為：在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了故障后，系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)硬件或軟件來(lái)識(shí)別出系統(tǒng)的異常情況，迅速將異常信息上報(bào)，并啟動(dòng)處理機(jī)制，進(jìn)入降級(jí)運(yùn)行或故障安全狀態(tài)，直到故障被排除后，系統(tǒng)方能恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

例如，CN103457791A一種智能變電站網(wǎng)絡(luò)采樣和控制鏈路的自診斷方法，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的各類網(wǎng)絡(luò)故障并加以定位和排除，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障信息進(jìn)行管理和記錄，進(jìn)一步保障網(wǎng)絡(luò)采樣和網(wǎng)絡(luò)控制在變電站應(yīng)用的可靠性和安全性，提高變電站的智能化水平。

CN102984097A用于平衡信道內(nèi)電磁干擾降低的收發(fā)器自診斷，實(shí)現(xiàn)支持差分信令的通信鏈路傳送共模信號(hào)、以及任何所檢測(cè)到的諸如對(duì)應(yīng)于差分信號(hào)能量的信號(hào)能量的適當(dāng)處理的選擇性操作提供了對(duì)應(yīng)于通信鏈路的電磁兼容性(EMC)的測(cè)量結(jié)果。

目前現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)自診斷技術(shù)都是針對(duì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制網(wǎng)絡(luò)的自診斷技術(shù)，并不適用于現(xiàn)有核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了一種核電站安全級(jí)儀控系統(tǒng)通信協(xié)議的自診斷方法，可以有效判斷網(wǎng)絡(luò)通信錯(cuò)誤。