一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统的制作方法

1.本技术属于核电站数据处理技术领域，具体涉及一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统。


背景技术：

2.核安全法规要求核电站事故应急指挥中心和应急技术支援中心应能获得核电站的重要安全参数、核电站内及其邻近地区的辐射状况，具有向国家核安全部门进行通信联络、实时在线传输核电厂重要安全参数的能力，以及与核电站所在省场外应急机构进行通信联络的能力。
3.为此，在核电站中应建立核事故应急指挥中心。在应急指挥中心的各个组成部分中，信息系统是最重要的子系统，承担的功能包括机组安全重要数据的收集，为应急决策提供依据。如其功能丧失会导致无法判断机组实际状况，进而影响应急决策。
4.应急指挥中心(ecc)系统的软件部分包括：应用软件、数据服务器软件、机组正常运行仪控系统(txp系统)与第三方通信设备(xu设备)、气象、辐射环境和核岛内辐射剂量监测系统(arms系统)。ecc系统应提供有效的应急决策支持信息，这些支持信息包括：机组关键参数、环境辐射信息、气象信息、自动辐射监测系统关键参数、事故后果评价结果、应急资料查询(包括工艺系统流程图图纸查询、地图查询、应急通告和传真查询)、应急资料查询打印功能及其查询结果打印等。ecc系统通过网络实现与核电站内部的数据通信、数据存储、系统设备和通讯链路故障诊断及其报警，如果缺少核电站生产实时数据则不能对机组生产过程进行实时监视。


技术实现要素：

5.本技术目的是提供一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统，解决如果缺少核电站生产实时数据，则ecc系统不能对机组生产过程进行实时监视的问题。
6.实现本技术目的的技术方案：
7.本技术提供了一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统，包括：实时数据采集子系统、物理隔离装置和ecc子系统；
8.所述实时数据采集子系统，包括：第一数据传输模块和第二数据传输模块；所述第一数据传输模块和所述第二数据传输模块分别部署于所述物理隔离装置的两侧；
9.所述第一数据传输模块，用于经xu设备实时采集txp系统的运行信息数据，经所述物理隔离装置将采集到的数据发送给所述第二数据传输模块；
10.所述第二数据传输模块，用于把所述第一数据传输模块采集到的数据，存储到所述ecc子系统；
11.所述物理隔离装置，用于保持所述第一数据传输模块和所述第二数据传输模块之间数据传输的单向性。
12.可选的，所述第一数据传输模块，包括：第一采集子模块、第一共享子模块和第一
发送子模块；
13.所述第一采集子模块，用于经xu设备实时采集txp系统的运行信息数据，将采集到的数据写入所述第一共享子模块；
14.所述第一发送子模块，用于将所述第一共享子模块中写入的数据经所述物理隔离装置发送至所述第二数据传输模块。
15.可选的，所述第一数据传输模块，还包括：第一缓存子模块；
16.所述第一采集子模块，还用于当所述第一共享子模块写满时，将所述采集到的数据写入所述第一缓存子模块；
17.所述第一发送子模块，还用于将所述第一缓存子模块中写入的数据经所述物理隔离装置发送至所述第二数据传输模块。
18.可选的，所述第二数据传输模块，包括：第二采集子模块、第二共享子模块和第二发送子模块；
19.所述第二采集子模块，用于接收所述第一数据传输模块发送的数据，并将接收到的数据写入所述第二共享子模块；
20.所述第二发送子模块，用于将所述第二共享子模块中写入的数据存储到所述ecc子系统。
21.可选的，所述第二数据传输模块，还包括：第二缓存子模块；
22.所述第二采集子模块，还用于当所述第二共享子模块写满时，将接收到的数据写入所述第二缓存子模块；
23.所述第二发送子模块，还用于将所述第二缓存子模块中写入的数据存储到所述ecc子系统。
24.可选的，所述第一数据传输模块部署于所述物理隔离装置的网闸前专用接口机；
25.所述第二数据传输模块部署于所述物理隔离装置的网闸后专用接口机。
26.可选的，所述实时数据采集子系统运行于专用接口机，所述专用接口机采用双网卡配置，一块网卡接入所述xu设备，与所述xu设备进行远程通讯并获取数据；另一块网卡接入所述网闸前专用接口机。
27.可选的，所述实时数据采集子系统为多个，每个所述实时数据采集子系统对应不同的核电站机组。
28.可选的，所述第一数据传输模块与所述xu设备基于tcp协议采用通信协议与应答机制方式进行通讯。
29.可选的，所述第二数据传输模块和所述ecc系统基于tcp协议采用通信协议与应答机制方式进行通讯。
30.本技术的有益技术效果在于：
31.(1)本技术提供了一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统，通过物理隔离装置对txp系统和ecc系统进行物理隔。
32.(2)本技术提供了一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统，数据采集稳定性。机组正常运行仪控系统与xu设备接口程序的设计能减少或降低对xu设备的影响。数据采集的冗余及故障自恢复能力，实现了数据采集的可靠性；
33.(3)本技术提供了一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统，生产运行过
程中的各项必要且重要指标数据得到充分的采集和汇聚，形成完整的实时数据库平台，通过实时历史数据库系统、实现海量数据在线存储。
附图说明
34.图1为本技术实施例提供的一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统的结构示意图；
35.图2为本技术实施例提供的另一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统的结构示意图。
具体实施方式
36.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚-完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本技术实施例中的一部分，而不是全部。基于本技术记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本技术保护的范围内。
37.在ecc系统的各个组成部分中，信息系统是最重要的子系统，承担的功能包括机组安全重要数据的收集，为应急决策提供依据。如其功能丧失会导致无法判断机组实际状况，进而影响应急决策。
38.目前，核电站机组生产网络与ecc系统之间通过网络直接进行数据传输，需要根据实时数据采集系统获取安全重要系统参数，并按照核应急要求实现历史数据的存储与调用功能。
39.为此，针对生产运行机组网络与ecc系统无物理隔离和网络隔离的情况，同时解决现有系统的技术不足，本技术实施例提供的一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统，将实时数据采集与ecc组态的融合技术，获取安全重要系统参数，实现与生产相关的实时和历史数据在线存储，极大地提高了ecc系统和txp系统之间通讯的安全性，降低了txp系统的潜在风险，隔断了外部系统通过ecc系统进入txp系统的可能性，阻断了病毒传播和漏洞攻击等方式对txp控制系统的影响和减少了ecc系统人为因素影响txp系统的可能性，提高了核电机组txp控制系统的安全性。实现对企业主要生产工艺流程的实时在线监测，实时汇总分析各类生产过程数据，全面掌控机组生产设备运行状态，及时发现生产活动中异动与隐患，为应急决策提供数据支撑。
40.基于上述内容，为了清楚、详细的说明本技术的上述优点，下面将结合附图对本技术的具体实施方式进行说明。
41.参见图1，该图为本技术实施例提供的一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统的结构示意图。
42.本技术实施例提供的一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统，包括：实时数据采集子系统100、物理隔离装置200和ecc子系统300；
43.实时数据采集子系统100，包括：第一数据传输模块101和第二数据传输模块102；第一数据传输模块101和第二数据传输模102块分别部署于物理隔离装置200的两侧；
44.第一数据传输模块101，用于经xu设备实时采集txp系统的运行信息数据，经物理隔离装置200将采集到的数据发送给第二数据传输模块102；
45.第二数据传输模块102，用于把第一数据传输模块101采集到的数据，存储到ecc子系统300；
46.物理隔离装置200，用于保持第一数据传输模块101和第二数据传输模块102之间数据传输的单向性。
47.可选的，第一数据传输模块101和第二数据传输模块102的通讯，采用特殊的基于tcp的单向通讯协议，在tcp协议基础上，对反向应答进行控制，只有1字节的应答，其中第一数据传输模块101的数据发送模块为client端，第二数据传输模块102的数据接收模块为server端。
48.在一个例子中，第一数据传输模块101与xu设备基于tcp协议采用通信协议与应答机制方式进行通讯。
49.在另一个例子中，第二数据传输模块102和ecc系统300基于tcp协议采用通信协议与应答机制方式进行通讯。
50.在具体实施时，本技术实施例提供的一种核电站中实时数据采集及应急指挥中心系统需严格按照核电站相关标准执行，所遵循的技术规范如下：ansi/ieee std 622-1987核电站电气热踪系统的设计与安装推荐规程；rcc-e 1993压水堆核电站核岛电气设备设计和建造规则；haf 003核电厂质量保证安全规定。
51.在本技术实施例一些可能的实现方式中，如图2所示，第一数据传输模块101，具体可以包括：第一采集子模块1011、第一共享子模块1012和第一发送子模块1013；
52.第一采集子模块1011，用于经xu设备实时采集txp系统的运行信息数据，将采集到的数据写入第一共享子模块1012；
53.第一发送子模块1013，用于将第一共享子模块1012中写入的数据经物理隔离装置200发送至第二数据传输模块102。
54.在本技术实施例一些可能的实现方式中，如图2所示，第一数据传输模块101，还包括：第一缓存子模块1014；
55.第一采集子模块1011，还用于当第一共享子模块1012写满时，将采集到的数据写入第一缓存子模块1014；
56.第一发送子模块1013，还用于将第一缓存子模块1014中写入的数据经物理隔离装置200发送至第二数据传输模块102。
57.可以理解的是，第一共享子模块1012可以是一块固定大小的内存区域，用来接收第一采集子模块1011的数据，同时供第一发送子模块1013读取数据。第一共享子模块1012的数据写满之后，协同第一缓存子模块1014将数据写入第一缓存子模块1014中。在数据共享区写满时，将第一共享子模块1012的数据保存到第一缓存子模块1014中，第一缓存子模块1014出现缓存文件的情况一般是第一发送子模块1013至物理隔离装置200的网络存在故障的时候。
58.第一发送子模块1013正常情况从第一共享子模块1012读取数据穿越物理隔离装置200发送到第二数据传输模块102，在网络故障恢复之后，优先从第一缓存子模块1014读取数据，读取完成之后再恢复到正常的从第一共享子模块1012读取数据。
59.需要说明的是，第一共享子模块1012和第一缓存子模块1014用作第一数据传输模块101采集到的数据的临时存储，在通讯出现故障时，将数据写入第一缓存子模块1014进行
保存；通讯恢复时，第一发送子模块1013优先处理第一缓存子模块1014中的数据，第一缓存子模块1014处理完成之后再恢复正常的将第一共享子模块1012中写入的数据经物理隔离装置200发送至第二数据传输模块102。在具体实施时，第一共享子模块1012和第一缓存子模块1014可以采用c 编程，在运行环境中动态开辟存储内存空间，提供通讯接口给第一采集子模块1011和第一发送子模块1013使用，写入或读取第一共享子模块1012和第一缓存子模块1014通过设置开关来进行区分。
60.在具体实施时，第一发送子模块1013采用c 编程，采用事件监听机制，在第一共享子模块1012或第一缓存子模块1014产生新数据后，触发数据发送逻辑，将数据报文发送到第二采集子模块1021。
61.在本技术实施例一些可能的实现方式中，如图2所示，第二数据传输模块102，包括：第二采集子模块1021、第二共享子模块1022和第二发送子模块1023；
62.第二采集子模块1021，用于接收第一数据传输模块101发送的数据，并将接收到的数据写入第二共享子模块1022；
63.第二发送子模块1023，用于将第二共享子模块1022中写入的数据存储到ecc子系统300。
64.在本技术实施例一些可能的实现方式中，如图2所示，第二数据传输模块102，还包括：第二缓存子模块1024；
65.第二采集子模块1021，还用于当第二共享子模块1022写满时，将接收到的数据写入第二缓存子模块1024；
66.第二发送子模块1023，还用于将第二缓存子模块1024中写入的数据存储到ecc子系统300。
67.在实际应用中，第二共享子模块1022可以是一块固定大小的内存区域，用来接收第二采集子模块1021的数据，同时供第二发送子模块1023读取数据。第二共享子模块1022的数据写满之后，协同第二缓存子模块1024将数据写入第二缓存子模块1024中。在第二共享子模块1022时，将第二共享子模块1022的数据保存到第二缓存子模块1024中，第二缓存子模块1024出现缓存文件的情况一般是第二发送子模块1023至ecc子系统300之间的网络存在故障的情况。
68.正常情况下，第二发送子模块1023从第二共享子模块1022读取数据通过api写入ecc子系统300；故障恢复情况下，从第二缓存子模块102读取数据写入ecc子系统300，完成之后再恢复正常从第二共享子模块1022读取数据。
69.类似的，第二共享子模块1022和第二缓存子模块1024用作第二数据传输模块102采集到的数据的临时存储，在通讯出现故障时，将数据写入第二缓存子模块1024进行保存；通讯恢复时，第二发送子模块1023优先处理第二缓存子模块1024中的数据，第二缓存子模块1024处理完成之后再恢复正常的将第二共享子模块1022中写入ecc子系统300。在具体实施时，第二共享子模块1022和第二缓存子模块1024可以采用c 编程，在运行环境中动态开辟存储内存空间，提供通讯接口给第二采集子模块1021和第二发送子模块1023使用，写入或读取第二共享子模块1022和第二缓存子模块1024通过设置开关来进行区分。
70.在具体实施时，第二发送子模块1023用作将第二采集子模块1021封装好的格式化数据存储到ecc子系统300的组态数据库(简称smartpro)中，第二发送子模块1023通过本地
动态链接库提供的数据库操作组件调用存储服务，将数据按照组态数据库的要求存储到数据库中。
71.在实际应用中，软件部分主要通过对传输层的修改完成数据单向通讯功能。软件接口程序采用底层编程的c 语言进行，对缓存处理、数据获取及数据发送都采用相对独立的模块化编程方法，对数据的发送和接收采用独立的线程进行处理。相对于非模块化和单线程通讯程序，接口程序的模块化处理和多线程处理有效提高了程序运行的稳定性和可靠性。软件接口程序所设计的缓存处理功能和连接中断自动重连功能对系统运行的稳定性和可靠性也有重要保证。
72.在一个具体的例子中，第一数据传输模块101部署于物理隔离装置200的网闸前专用接口机；第二数据传输模块102部署于物理隔离装置200的网闸后专用接口机。
73.作为一个示例，实时数据采集子系统100运行于专用接口机，专用接口机采用双网卡配置，一块网卡接入xu设备，与xu设备进行远程通讯并获取数据；另一块网卡接入网闸前专用接口机。
74.在具体实施中，实时数据采集子系统100为多个，每个实时数据采集子系统100对应不同的核电站机组。
75.在实际应用中，在生产区，实时数据采集子系统100和物理隔离装置200设计为每台机组各对应一台，主要是考虑在生产区要尽量减少不同机组设备之间的横向关联和通讯，使各机组和外部的通讯相互独立，互不影响，同时也是为了充分利用网闸的双进双出功能，实现一定程度上的通讯链路冗余。
76.为接口维护和管理考虑，在管理区考虑增加一台数据接收接口机，降低ecc系统通讯服务器的工作负荷。考虑不同机组数据在通过安全隔离网闸之后，对横向关联没有特别的要求，通过一台数据接收接口机进行数据处理，可以有效节约成本并满足接口通讯的要求。
77.上面结合附图和实施例对本技术作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。本技术中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。