TMSR-SF0控制系統與保護系統通訊方案的設計與實現

朱晨晨 韓立欣 后 接

（中國科學院上海應用物理研究所上海201800）

釷基熔鹽核能系統因其突出的經濟性、安全性、可持續性和防止核擴散的能力，在第四代裂變反應堆的6個候選堆型中具有明顯的競爭力［1-2］。作為釷基熔鹽堆（Thorium Molten Salt Reactor，TMSR）的2 MW液態燃料釷基熔鹽實驗堆的非核模擬實驗堆，釷基熔鹽仿真堆（Thorium Molten Salt Reactor-Solid Fuel，TMSR-SF0）的運行控制和安全保護功能分別由基于實驗物理與工業控制系統（Experimental Physics and Industrial Control System，EPICS）的分布式控制系統和基于現場可編程邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）的保護系統獨立實現。

為了實現TMSR-SF0的控制系統和保護系統的信息集成，并能夠滿足核電人因工程關于控制系統一體化和標準化以及最終能夠高度可靠、及時、清晰地綜合顯示安全參數的要求，TMSR-SF0控制系統需要實現與基于FPGA的保護系統以自定義的通訊協議通信的方式進行通訊，使其能夠讀取并處理保護系統的數據，最終在其人機界面上統一顯示。

核電上使用的控制系統與保護系統之間的通信方式有采用隔離的硬接線信號直接通信，有通過隔離網關實現通信。本文給出了一種能夠實現控制系統與保護系統之間通訊的實施方案；文中設計的實施方案能夠滿足TMSR-SF0控制系統所要求的所有技術指標，且具有可靠性、實時性和穩定性；文中的保護系統是以自定義的通訊協議與控制系統進行通信，且具有校驗功能，能夠保證通訊內容的完整性和準確性；文中設計的控制系統與保護系統之間的通訊方案是基于EPICS平臺上的S7plc驅動程序，是其他的核電控制系統所沒有的，可以為將來控制系統與子系統的通訊設計及儀控行業中類似的通訊設計提供一種參考和借鑒。……