可靠性设计在核电厂安全级DCS研制中的应用

产品主要是通过设计和制造得到的。因此,这两个阶段对产品的固有可靠性起着决定性的作用。对于可靠性有严格要求的核电厂安全级DCS而言,如何在研制过程中保证其可靠性,是DCS制造商和电厂业主都关注的问题。本文讨论了一些核电厂安全级DCS的可靠性设计方法,并就这些方法的工程应用进行展望,希望能对相关从业人员提供参考。     

RPR标准协议在核电厂安全级DCS系统的应用

对防城港核电厂一期安全级DCS高速网络总线进行了研究。项目中三菱使用了RPR标准协议,构建安全级系统总线、安全级总线和HMData总线3个环网,双环逆向,互为保护和备份,实现了数据通信具有故障容错、高度的可靠性和可利用性等优点,满足核电厂对数据通信高可靠性的要求。     

核电厂安全级DCS信息安全隔离方案研究

随着网络技术的快速发展和各类信息安全事件的频繁发生,核电领域的信息安全受到越来越多地关注,控制系统一旦被入侵,就有可能给企业、社会和环境带来不可估量的影响。安全级DCS作为核电厂反应堆保护系统,其信息安全防范设计尤为重要。安全级DCS相关设备包含:保护组处理机柜、专设安全设施机柜、信号传输站、安全显示站、工程师站、网关站等设备,各个设备受到信息安全威胁后对核电厂反应堆保护系统影响不一样,如何做好各个设备之间的隔离,从而将信息安全威胁降到最低,本文进行了信息安全防范分级,并根据分级结果对安全级DCS提出了具体的隔离方案。     

核电厂安全级DCS平台信息安全脆弱性分析

核电厂安全级DCS平台的信息安全对核电厂安全可靠运行至关重要,了解核电厂安全级DCS平台设备的脆弱性是制定信息安全防范计划的基础。本文首先介绍了核电厂安全级DCS的主要设备及其功能,通过分析脆弱性的定义,给出了适用于核电厂安全级DCS平台的脆弱性关注点,然后结合设备特点,对MTS、SVDU、网关站和执行安全功能的设备做脆弱性分析,给出了各个设备包含的脆弱性并对脆弱性分析的结果进行了分类。最后,本文介绍了脆弱性分析结果在某安全级DCS平台信息安全防范计划中的应用。     

核电厂安全级DCS屏蔽接地方式浅析

核电厂安全级DCS安全、可靠运行的一个重要前提是其具有抗各种电磁干扰的能力,采用屏蔽电缆是抗干扰方式中的一种。屏蔽电缆抗干扰的能力除了和电缆的质量有关外,还和屏蔽层的接地方式、接地点数、接地位置息息相关。本文从相关标准出发,结合当前国内外各核电厂安全级DCS供应商的屏蔽接地方式,浅析安全级DCS的屏蔽接地的现状及发展,并提出了一种改进方案供参考研究。     

介电强度试验在核电厂DCS设备制造过程中的应用

法规RCC-E中提出了对电气设备执行电气试验的要求,其中介电强度试验是核电厂DCS设备制造过程中必要的电气试验项目。通过对法规标准的深入研究,结合工程设计供电回路及其所载设备、部件的耐压特性分析,采用"解线养生"的方式,细化了介电强度试验在核电厂DCS设备制造过程中的应用过程,并针对实际应用中出现的失效模式,提出了相应的预防措施。该应用研究可在军工产品、海上小堆等不同DCS仪控领域的电气设备中借鉴和推广。     

基于马尔可夫法的核电厂安全级DCS功能安全分析

在核电设备的国产化进程中,安全级DCS的可靠性保障是非常关键的一环[2]。本文主要采用马尔可夫法对安全级DCS停堆保护系统2oo4架构进行功能安全分析,建立相应马尔可夫模型以及状态转移概率矩阵,计算出系统拒动概率以及误动率,并且分析各个影响因素对安全级DCS可靠性的影响,为可靠性分析工作提供技术支持,并为设计人员提供可靠性参考。     

核电厂安全级DCS系统的板级PI可行性方法研究

板级PI仿真分析是保证印制电路板电源完整性(PI)的重要方法,在当今电子行业中,其已得到广泛应用。本文深入分析电源噪声形成机理及解决方法,通过理论分析应用去耦电容的特性实现板级电源完整性的可行性。并通过对核电厂安全级DCS系统进行板级PI仿真分析,以实际案例验证了板级PI可行性方法的正确性。同时,通过板级PI仿真分析进一步达到优化去耦电容方案的目的。该板级PI可行性方法已在NASPIC平台上得到广泛使用,有效保证了NASPIC平台安全、可靠地运行。     

基于马尔可夫计算核电厂安全级DCS可用性的研究

可用性作为核电厂安全级DCS可靠性分析指标中的一个基本参数,在对核电厂安全级DCS进行系统性能评估和系统可靠性评估时起着重要的参考作用。本文主要采用马尔可夫过程法,对2oo3架构的核电厂安全级DCS停堆保护系统进行马尔可夫建模,分析和计算得出2oo3架构系统的整体可用性。同时,结合系统实际的运行情况,讨论和归纳在利用马尔可夫建模分析和计算系统可用性的过程中一些影响因子对系统可用性的影响,为核电厂安全级DCS相关可用性设计和分析提供一些参考。     

核电厂安全级DCS模拟量隔离器的设计与研究

核电厂安全级DCS系统中有温度、压力、流量等数量较多的模拟量信号,变送器将现场传感器采集的非标准电信号转换为4mA~20mA标准信号送入系统进行模拟量数字化处理。针对核电厂安全级DCS系统的隔离和分配要求,需要一种高性能的模拟量隔离器对4mA~20mA模拟量信号进行隔离和分配。提出了一种基于线性光耦的核电厂安全级DCS模拟量隔离器的设计方案,通过对电路的原理设计以及器件的选型,使得该方案具有电路简洁、精度高、温漂小、响应时间短、制造成本低等优势。该模拟量隔离器在核电厂安全级DCS系统中具有广泛应用。     

基于FMEA分析的核电厂安全级DCS系统仪控故障报警的分类及分级

仪控报警的类别和重要级别不明确,可能导致操纵员因误解报警之间的关系及各报警的重要性而出现人因问题。因此,有必要对仪控报警的分类和分级进行研究。在充分调研国内外仪控报警分类分级的基础上,为优化核电厂安全级DCS(Digital Control System)系统的仪控报警设计,依据FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)分析对仪控报警进行了分类。基于典型热备架构的DCS系统,通过对系统各模块的FMEA分析,得出不同的仪控故障导致的模块级和系统级影响。最后根据其影响后果的严重程度做出了合理的分类。相比以往的分类,此方法能够使操纵员更清楚当前故障在系统层面上的影响,从而根据报警的严重程度正确地进行报警处理。     

核电厂DCS安全级设备中板卡无铅焊接可靠性研究

据了解目前国内核电厂数字化仪控设备中板卡的焊接多为有铅工艺,受到RoHS环保要求影响,大量的工业级电子元器件焊接端已无铅化,导致板卡的焊接使用有铅焊料焊接无铅元器件。因为两种合金材质的不同,所以工艺参数的范围不同。为了平衡这些差异使得工艺窗口变窄、工艺参数控制难度提高,使用无铅焊料焊接无铅元器件,提高焊料合金匹配度,拓宽工艺窗口,保证工艺稳定性是当前产品生产制造方面较为重要的需求。为了研究无铅焊接焊点的可靠性,通过对无铅焊接焊点质量、可靠性维度进行试验,依据试验数据评价无铅焊接焊点的可靠性,总结试验过程,形成一套无铅焊接焊点可靠性的验证方法。     

核电厂安全级DCS系统的故障诊断和报警设计研究

核电厂安全级DCS除了执行保护功能和监测保护系统的工艺参数,还应对系统的故障进行诊断,以避免系统故障导致核电站的误动作。因此,在不影响执行保护功能的前提下,安全级DCS的故障应尽可能地被系统自动检测并即时报出,作为运行和维修人员故障判断、维护工作的依据。本文基于NASPIC平台,就核电厂安全级DCS系统的故障进行分类,对故障诊断进行研究,并提出详细的故障诊断设计和报警显示设计思路。     

防城港核电厂非安全级DCS网络结构和设备功能浅议

详细介绍了防城港核电厂一期非安全级DCS三层网络结构和功能。项目中HOLLIAS采用工业以太网和Profibus协议,组建监控网络（MNET）、系统网络（SNET）和控制网络（CNET）,其中系统网络采用自主知识产权的确定性实时以太网技术,避免了冲突和随机撤回的以太网CSMA／CD方案,通过软件重新组建的以太网,实现确定性实时通信,满足核电厂非安全级DCS对数据通信确定性和实时性的要求。     

基于MELTAC-N平台的核电厂安全级DCS环网研究与测试

针对工程实践中环网通讯相关问题的处理缺乏理论基础及国产化安全级DCS平台的开发缺乏成熟经验借鉴问题,对基于MELTAC-N平台核电厂安全级DCS环网的软硬件实现进行了研究。提出了安全级DCS环网双环网冗余设计、光切换开关设计等硬件设计方法,以及以RPR协议为基础,采用全数据收发策略的软件设计方法。在CPR1000安全级DCS平台上对安全级DCS环网的可靠性及实时性进行了评价,并进行了容错能力、响应时间及响应时间稳定性测试验证实验。结果表明,基于MELTAC-N平台安全级DCS环网软硬件设计具有较好的容错能力及响应时间稳定性。     

国产DCS系统在核电厂系统改造项目中的应用

随着国内新建/在运行核电厂数字化仪控系统(以下简称DCS)自主可控的趋势越来越明显,国内DCS供货商产品质量的提升,国产DCS系统成为核电DCS系统选择的大方向,国产DCS系统在核电厂改造项目中的应用也变得越来越具备规模和关键性。本文以某核电厂循环水系统DCS系统改造为例,从项目设计思路、安装调试中遇到的难点及相应处理方案进行阐述,从中发掘国产DCS系统的应用实践,总结国产DCS系统的应用经验。     

DCS在某核电厂冷冻水控制系统改造中的应用

某核电厂调试运行以来,冷冻水控制系统由于原设计不足,一直存在双系统控制耦合问题及控制逻辑缺陷,严重影响了机组的安全稳定运行,本文介绍了在冷冻水控制系统采用新型DCS后,能够很好地解决原控制系统存在的问题,大大提高了核电厂的安全性,并对改造中遇到的问题进行阐述,为实现核电厂DCS控制系统的推广应用提供一定的借鉴。     

电缆软件在核电厂电缆施工管理过程中的应用

以三代核电工程建设为背景,对电缆施工管理过程中相关软件的工作原理和操作流程进行分类介绍。通过详细的应用案例讨论了电缆软件在核电厂建设过程中应用的必要性,表明专业软件的应用在提高电缆敷设端接效率和准确性上起到的积极作用,弥补了电缆设计软件对施工管理支持不足的弊端,同时实时更新的电缆敷设长度为电缆的设计和采购提供依据。电缆软件的应用为后续核电项目的软件开发和自主化进程提供支持,也为其他工程软件在电缆施工管理中的应用提供良好实践。     

DCS在催化裂化生产过程中的应用

1　前言我厂于 1996年在新建的 60万吨 /年催化裂化装置中引进了美国霍尼韦尔公司生产的ＴＰＳ集散控制系统 (简称ＤＣＳ)和智能变送器 ,1998年 7月建成投产。该系统运行一年多的时间 ,情况良好。工艺参数控制的平稳性和检测的准确性都超过了常规仪表。特别是由于我厂的各种原因 ,投产后双脱部分进行了较大规模的改造 ,在这种情况下 ,没有增加多少硬件投资 ,而是通过调整组态、增加或更改回路 ,满足了工艺改造的要求 ,充分体现了ＤＣＳ的灵活性及优良的性能价格比。2　工艺流程特点本套催化裂化系统包括反应、再生、分馏、吸收稳定、双脱、…     

核电厂安全级DCS系统可靠性参数测试方案的分析和计算

拒动概率(PFD)和误动率(MTTFS)是核电厂安全级数字化控制系统(DCS)的关键参数,该可靠性参数测试是安全级DCS的关键测试项目。本文针对2oo4系统架构安全级DCS系统的拒动概率和误动率两个可靠性参数,依据相关的标准和原理,对2oo4系统的可靠性参数值进行分解和计算,得到系统单通道的拒动概率和误动率可靠性参数,为系统的可靠性参数测试提供了合理、可行的方案,同时也为安全级DCS复杂架构系统的可靠性参数测试方案的分析提供了可依据的参考方法。