DCS一二層通訊接口（API）升級(jí)改造①

潘文靜

(福建福清核電有限公司 福建福州 350000)

1 概述

DCS系統(tǒng)是核電站近300多個(gè)系統(tǒng)、近萬(wàn)套現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的“大腦”和“神經(jīng)中樞”。福清核電站1-4號(hào)機(jī)組采用DCS控制系統(tǒng)，DCS二層即電站計(jì)算機(jī)信息和控制系統(tǒng)，采用法國(guó)源訊公司的ADACS_N 控制系統(tǒng)作為KIC 的控制系統(tǒng)，為操縱員提供對(duì)電站各系統(tǒng)參數(shù)的全面監(jiān)測(cè)與對(duì)設(shè)備的干預(yù)控制。

CFR 應(yīng)用進(jìn)行ADACS_N 的前端處理，作為與Level 1 的接口，實(shí)現(xiàn)Level 1 協(xié)議與ADACS_N 協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換（網(wǎng)關(guān)）。CFR 將從Level 1 獲取的數(shù)據(jù)傳輸給CCT 應(yīng)用，CFR 也能將操作員的命令（由CCT 進(jìn)行管理）傳送給Level 1。

其中一層I/A系統(tǒng)的API工作站，是DCS一、二層通訊的關(guān)鍵設(shè)備，向下從一層控制器CP獲取數(shù)據(jù)，向上為DCS二層接口服務(wù)器CFR提供數(shù)據(jù)輸入。由于一層API工作站停產(chǎn)導(dǎo)致備件采購(gòu)困難以及操作系統(tǒng)XP服務(wù)商不再提供支持的問(wèn)題，急需對(duì)一層API工作站的軟、硬件進(jìn)行升級(jí)，與此同時(shí)DCS二層的接口服務(wù)器CFR軟件也需根據(jù)新的API及操作系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。

2 AW升級(jí)

AW即API Workstations，是一、二層通訊接口工作站，主要負(fù)責(zé)向上與DCS二層，向下與一層控制器CP的通訊及接口。AW升級(jí)包含AW硬件升級(jí)與相關(guān)系統(tǒng)軟件升級(jí)兩部分。

2.1 AW軟件升級(jí)

AW軟件包含運(yùn)行在硬件設(shè)備上的各系統(tǒng)軟件。軟件升級(jí)為匹配版本，I/A 8.4.3 軟件升級(jí)為control core service 9.4.91版本，F(xiàn)oxview8.4.3 軟件升級(jí)為Foxview10.5.1版本，F(xiàn)oxApi3.2升級(jí)為AIM API 5.5.0 版本，操作系統(tǒng)Window XP 升級(jí)為Windows10版本，殺毒軟件版本升級(jí)為McAfee Endpoint Security 10.5版本。軟件下裝完成后，設(shè)置AW的一層和二層網(wǎng)絡(luò)適配器。

表1 性能測(cè)試結(jié)果

圖1 P92現(xiàn)場(chǎng)正常工況下響應(yīng)時(shí)間

一層A PI服務(wù)器名稱（X A P1HC、X A P 2HC、XAP3HC等等，X為機(jī)組號(hào)）和二層AW名字之間的映射關(guān)系由二層的IP地址決定，如：XAP3HC level2 IP=192.168.2.1,在KIC的SRV顯示中映射到AW2-1;如果XAP3HC level2 IP=192.168.1.2,則在KIC的SRV顯示中映射到AW1-2。

2.2 AW硬件

I/A Series為開放系統(tǒng)的，在硬件、軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)上均全面采用國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，可以與現(xiàn)場(chǎng)一層其他硬件型號(hào)、操作系統(tǒng)的工作站兼容運(yùn)行。進(jìn)行API工作站P92機(jī)型和H92機(jī)型硬件及操作系統(tǒng)配置對(duì)比優(yōu)勢(shì)明顯。

升級(jí)后的AW工作站與一層mesh網(wǎng)絡(luò)上的各版本軟、硬件工作站及一層各型號(hào)控制器完全集成，滿足現(xiàn)場(chǎng)一層設(shè)備分步驟、分系統(tǒng)逐步更新?lián)Q代的要求。

3 二層接口服務(wù)器CFR升級(jí)

二層接口服務(wù)器CFR通過(guò)AW工作站與一層I/A系統(tǒng)進(jìn)行通訊，一層API工作站從P92到H92的升級(jí)，伴隨著一層接口API程序從Fox API到AIM API的變化。

針對(duì)AW 從P92到H92的升級(jí)，一、二層接口服務(wù)器CFR軟件進(jìn)行了下列開發(fā)，包括：

針對(duì)FOX API到AIM API的升級(jí)，修改an_get_server()和an_get_client()程序；

AIM API庫(kù)函數(shù)僅支持Windows64位系統(tǒng)的二進(jìn)制格式，修改庫(kù)函數(shù)源碼以支持LINUX系統(tǒng)；

更新Linux庫(kù)函數(shù)，將AIM API client向Linux移植。

在CFR軟件變更中，對(duì)下列主要功能模塊針對(duì)AIM API的接口進(jìn)行了重新開發(fā)：

an_access() 、an_open_server()、 an_add_object()

圖2 H92現(xiàn)場(chǎng)正常工況下響應(yīng)時(shí)間

同時(shí)，在代碼移植過(guò)程中，把相關(guān)的變量定義在頭文件中，如Aimapi.h需去除對(duì)現(xiàn)有功能無(wú)關(guān)的程序，例如下面的程序：

4 系統(tǒng)性能

經(jīng)過(guò)在廠家實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)模擬現(xiàn)場(chǎng)工況測(cè)試得出，一層API工作站升級(jí)為H92后，信號(hào)響應(yīng)速度明顯提高。表1從上至下依次為: 正常工況、雪崩狀態(tài)（極限雪崩）、雪崩狀態(tài)（合同要求）下H92和P92兩種API工作站到操縱員站的信號(hào)響應(yīng)時(shí)間。

注：在A D A C S_N 平臺(tái)中，用一個(gè)專用名詞 TOX(Treatment Of eXploitation)來(lái)表達(dá) CCT 每秒對(duì)各類數(shù)據(jù)處理的頻次（并非 CPU 的每秒計(jì)算次數(shù)）。任何外部信號(hào)的輸入或 Level2 內(nèi)部計(jì)算請(qǐng)求引發(fā)的處理稱為一次 TOX 激發(fā)（TOX activation）。1000Tox為現(xiàn)場(chǎng)正常工況下，KIC系統(tǒng)負(fù)荷。

以正常工況為例，一、二層接口服務(wù)器CFR和操縱員站OWP到一層API 工作站（AW）的信號(hào)響應(yīng)時(shí)間在升級(jí)后明顯縮短，如圖1,2。

5 效益分析

通過(guò)一層API接口工作站軟、硬件，二層CFR服務(wù)器軟件在現(xiàn)場(chǎng)的順利升級(jí)成功，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，充分證明了升級(jí)后的DCS平臺(tái)的穩(wěn)定性，此升級(jí)機(jī)制效果顯著。