核能监控与数据采集系统（SCADA）系列：ABB System 800xA SCADA_（3）.系统架构与组件.docx

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系统架构与组件

1.系统概述

ABBSystem800xASCADA是一种先进的监控与数据采集系统，广泛应用于核能工业中。该系统通过集成各种自动化组件，实现了对核设施的全面监控和数据管理。其核心设计目标是提高系统可靠性、可扩展性和安全性，以确保核设施的安全运行和高效管理。

2.系统架构

2.1系统层次结构

ABBSystem800xASCADA系统采用分层架构，主要分为以下三个层次：

现场层（FieldLevel）：包括传感器、执行器和其他现场设备，负责实时数据的采集和控制。

控制层（ControlLevel）：包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）和远程I/O模块，负责数据处理和控制逻辑的执行。

监控层（SupervisoryLevel）：包括操作员工作站、服务器和历史数据库，负责数据的显示、存储和分析。

2.2现场层组件

2.2.1传感器

传感器是现场层的核心组件，用于采集各种物理参数，如温度、压力、流量等。在核能工业中，传感器必须具备高精度和高可靠性，以确保数据的准确性。

示例代码：假设我们需要配置一个温度传感器，将其连接到PLC并读取数据。以下是一个简单示例，展示如何使用Modbus协议读取温度数据。

#导入所需的库

importminimalmodbus

#配置Modbus仪器

instrument=minimalmodbus.Instrument(COM3,1)#COM3是串口，1是设备地址

instrument.serial.baudrate=9600#波特率

instrument.serial.bytesize=8#数据位

instrument.serial.parity=minimalmodbus.PARITY_NONE#奇偶校验

instrument.serial.stopbits=1#停止位

instrument.mode=minimalmodbus.MODE_RTU#选择RTU模式

#读取温度数据

defread_temperature():

try:

temperature=instrument.read_register(0,1)#读取寄存器0，1个字节

returntemperature

exceptminimalmodbus.ModbusExceptionase:

print(fErrorreadingtemperature:{e})

returnNone

#测试读取温度

temperature=read_temperature()

iftemperatureisnotNone:

print(fCurrenttemperature:{temperature}°C)

else:

print(Failedtoreadtemperature)

2.3控制层组件

2.3.1PLC

PLC（可编程逻辑控制器）是控制层的主要组件，负责执行控制逻辑。在ABBSystem800xASCADA系统中，PLC通过与现场设备通信，收集数据并根据预设的逻辑进行控制。

示例代码：假设我们使用一个简单的PLC程序来控制一个阀门的开启和关闭。以下是一个PLC梯形图逻辑示例：

//梯形图逻辑示例

//控制阀门的开启和关闭

//输入

I0.0//温度传感器信号

I0.1//操作员开启阀门信号

//输出

Q0.0//阀门开启信号

//逻辑

//如果温度传感器信号为1且操作员开启阀门信号为1，则开启阀门

Q0.0:=(I0.0ANDI0.1)

2.3.2DCS

DCS（分布式控制系统）是控制层的另一个重要组件，负责协调多个PLC和远程I/O模块的工作。DCS通过集中管理控制策略，确保整个系统的稳定运行。

示例代码：假设我们使用DCS系统来监控和控制一个反应堆的温度。以下是一个简单的DCS配置示例：

#导入所需的库

importpyodbc

#连接到DCS数据库

conn=pyodbc.connect(DRIVER={ODBCDriver17forSQLServer};SERVER=DCS_SERVER;DATABASE=ReactorControl;UID=operator;PWD=securepassword)

cursor=conn.cursor(