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核电数字化保护系统的网络弹性组网技术研究与实现

李长礼  
【摘要】:积极发展核电是国家的能源战略,尤其是数字化保护系统(安全级控制系统)是电站安全、可靠、经济运行的关键装备。由于国外核电数字化安全控制技术的保密与封锁,核电数字化保护系统的自主化研发对于提高企业科技创新能力,改变国外对国家战备产业的垄断状况具有重要的意义。 目前,国内外的核电数字保护系统设计中核电保护系统同上位机之间的组态消息及报警等信息的通信都是基于以太网技术的,而以太网作为一种采用共享总线型传输媒体方式的局域网技术,其安全性无法满足核电数字化保护系统同上位机之间通信安全的需求求。因此探索一种能增强以太网技术安全性或本身具有较高安全性的通信技术,有着很重要的现实意义, 弹性组网技术采用双环拓扑,基于包交换的新型MAC层网络技术,采用多种机制来保障数据传输。通过正反传输方向两个光环进行组网的,双环互为保护和备份,这种组网方式使得RPR具有很强的健壮性。 本文对弹性组网技术做了深入的研究,将这种新型的组网技术应用于核电数字化保护系统,并为之设计了一种弹性组网实现方案。主要做了以下工作: 深入分析RPR组网技术原理的基础上给出适合核电数字化保护系统信息网络的弹性组网设计方案。 设计硬件电路、包括芯片选型、原理图绘制等,实现了节点设备的物理融合子层、数据通道子层及千兆以太网物理层。 设计实现了一种新的改进的型拓扑保护方式。 设计实现一种高效的新型公平算法,并对验证方案的实验数据进行分析,分析结果证明该算法能提供优秀的流量控制及公平机制。


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