□连
杰
【内容摘要】本文以核电厂辐射监测系统与DCS 系统进行第三方通讯时出现的故障为例，对基于ＲS485总线的MODBUS 协议 通讯原理进行了分析，针对现场调试过程中出现的通讯兼容性差的问题进行了通讯数据包抓取分析。并针对性地
提出几种常见第三方通讯问题的解决方案，
结合现场实施后的效果进行综合评价。【关键词】核电厂；控制系统；MODBUS 通讯协议；星形总线结构；辐射监测【作者简介】连杰（1988．3 ），男，河北邢台人；福建福清核电有限公司维修一处工程师；研究方向：辐射监测设备
核电厂的仪表及控制（I＆C ）系统中，
DCS 系统为全厂信号收集与逻辑处理的中心。针对就地仪表与DCS 之间的接入方式一般分为直接接入和通过第三方通讯接口接入两种
方式。对于现场大量的工艺系统仪表、
测量开关，一般采用直接接入DCS 的方式，通过AI /DI 卡件，在DCS 机柜实现信号收集、转换、比较和报警触发等功能。对于智能化程度较
高的仪表，
如堆外/堆内核测系统、辐射监测系统、火灾报警系统、棒控系统等，一般采用第三方通讯的方式，在原有设备
内部进行信号的收集与处理，
并将处理好的信号通过通讯协议的方式发送至DCS 卡件参与后续逻辑运算和设备控制。
一、辐射监测系统第三方通讯概况
辐射监测系统（系统代码KＲT ）在核电厂主要用于辐射控制区内部场所工作剂量率、工艺系统管道剂量率、气态和
液态流出物总活度的放射性监测，
属于核电厂重要的监测系统。由于辐射监测仪表的信号特殊、功能复杂、前端处理复
杂，
铅锑合金目前就地仪表的智能化程度很高，通常有专用的就地处理机柜或机箱，而辐射监测系统与DCS 的通讯普遍采用第三发通讯接口的形式进行。下文基于以福建地区某核电厂辐射监测系统与DCS 的通讯为基础展开分析
。
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图1某核电厂辐射监测系统通讯拓扑结构图
（一）系统通讯结构。由于辐射监测系统在厂房分布极广，2台机组约110台各类仪表需要进行数据传输，为节约DCS 通讯卡件端口，同时减少机柜电缆数量，某核电厂采用星型总线结构进行DCS 通讯。即：按照就地处理箱位置分布，将全厂仪表划分为12个组，每组接入5 8台仪表信号线，进行并线每组后送出1根双绞线通讯线到DCS 机柜通讯卡件，系统通讯结构如图1所示。
（二）通讯模式。辐射监测仪表的数字化就地处理箱（LPDU ）均通过ＲS －485或ＲS －232串行通讯接口采用MODBUS 协议ＲTU 模式来完成主、从站通讯。就地设备作为
刘莎莎全套从站，
DCS 第三方通讯卡件作为主站。默认的通讯波特率为9 600。通讯格式为：起始位：1Bit ；数据位：8bit ；校验位：1先进制造技术应用
bit ，偶校验；停止位：1bit 。
（三）数据类型和寄存器地址。根据MODBUS 协议，将所有数据分为开关量和模拟量两种类型，每个数据都用寄存器地址进行标识。 1．开关量。主要用于报警上传，每个开关量用1位寄存
器地址表示，1为开，0为关，地址范围为0000H FFFFH 。粘液腺癌
2．模拟量。主要用于测量结果上传和设备状态通讯，模
拟量的类型可分为字节、
字、双字、字符串、浮点数和时间标志等。为了便于编程和寻址，本协议中只规定单字节模拟量和四字节模拟量两种。0000H 3FFFH 寄存器地址用于单字
节模拟量，
4000H FFFFH 寄存器地址用于四字节模拟量。单字节模拟量适用于字节、字（占用2个地址）、字符串（根据字符串定义占用多个地址）等。四字节地址适用于浮点数、双字和时间标志。
（四）通讯示例。每个就地设备（从站）有固定、独立的访问地址，通过接受DCS 通讯卡件下发的指令，识别发送给本站的地址并进行回复实现通讯。通讯举例如下：
0503810000032C 73//DCS 指令05为设备地址，03为功能码，8100为起始寄存器地址，0003为数据量，2C 73为校验码
0503064120000000009D 63//就地设备回复05为本机地址，03为功能码，06为数据量，412000000000为具体数据内容，9D 63为校验码。
二、某监测仪的通讯故障处理及分析
（一）故障现象。某电厂KＲT 系统就地仪表与DCS 机柜的拓扑结构逻辑关系如表1所示。其中，仪表位号1KＲT036MA 间歇性出现闪发故障、二级报警，频率约1 4次/天，每次持续时间5min 40min 不等，出现报警时1KＲT036MA 测量值在主控室画面上显示xxx 。该现象为典型的通讯故障导致就地设备与DCS 卡件通讯失去，造成触发质量位报警的现象。通过外接笔记本并使用串口调试助手接收通讯数据分析，可发现如下异常：1KＲT103BC 内的通讯数据经常卡顿，每收发5s 数据，卡顿约30s ；分析数据可看到当DCS 下发送往1KＲT036MA 的指令时就地设备经常无法回
复，
此时整个链路处于卡顿状态；分析数据可看到当DCS 下发送往1KＲT036MA 的指令前偶尔会出现乱码，此时无设备
回复，链路上不在有任何通讯数据；经过一段时间停顿后，
DCS ·
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