基于核电厂DCS系统信息安全管理体系研究

中国的核安全事业进入安全高效发展的新时期,核电企业为了准确把握新时代对信息安全工作的新要求,必须深入思考和谋划信息安全工作,信息安全管理要从局部思维朝着系统性、体系化的方向发展.核电厂DCS系统信息安全管理体系从在役核电厂DCS系统信息安全现状出发,开展对国内外工控领域较成熟的信息安全标准ISO/IEC27001和GB...     

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。     

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。     

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。     

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。     

CPR1000核电厂核级DCS平台缺省值实现方案研究

针对CPR1000核电厂核级DCS无平台功能实现缺省值问题,对MELTAC DCS平台的信号失效诊断机制进行了分析,对信号质量位传递管理进行了研究,并考虑避免缺省值输出抖动,确定了缺省值替换逻辑方案。同时针对工程实施中CPU负荷超标风险对缺省值实现方案进行了调整,将缺省值替换逻辑实现位置由信号输入机柜转移到控制指令的输出机柜或非安全级DCS网关。最终获得了信号失效诊断、信号质量位传递管理、缺省值替换配合实现缺省值功能的方案。将该方案在多项目进行了试验及应用。结果表明,缺省值实现方案能够在预期信号故障情况下实现缺省值无抖动输出,并且未造成CPU负荷超标。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

FRACAS在核电厂安全级DCS产品故障管理过程中的应用

本文简单介绍了故障报告、分析和纠正措施系统(FRACAS)的概念、原理以及使用流程等基础内容。结合了核电厂安全级DCS产品的研发和生产过程,论述了故障报告、分析和纠正措施系统技术在核电厂安全级DCS产品的研发及生产过程中的应用,以确保核电厂安全级DCS产品在研发及生产过程中出现的故障问题得到有效确认和分析,并针对发生的故障问题制定有效的纠正措施并实施,从而彻底消除了产品故障发生的根本原因,也有效预防了同类故障的发生,从故障发生的源头上实现了产品问题的"归零化",为成功制造出高可靠性水平的核电厂安全级DCS系统提供了基础保障。     

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。     

田湾核电站扩建ECC信息安全隔离方案简介

根据工程需要,田湾核电站新建了应急指挥中心,原有应急指挥中心仍保留作为备用。应急指挥中心需要获取机组安全重要参数,为场区进入应急状态提供决策依据。旧应急指挥中心已经从1号、2号机组获取机组实时参数。为确保数据传输符合《电力二次系统安全防护规定》的相关要求,在不影响机组实时数据传输前提下,新应急指挥中心实时数据传输系统设置了隔离装置,实现逻辑隔离。本文对新旧应急指挥中心的信息系统架构和连接方式进行了简介,重点分析了信息安全隔离措施的设计思路。     

核电厂安全级DCS设备装联工艺的可靠性浅析及验证评估

核电厂安全级DCS设备整机装联过程中影响设备产品质量的因素很多,基于核安全法规和工艺技术标准的要求,通过对整机装联过程中主要影响因素的列举分析,采用对设备装联工艺验证与评估的方式,对核电厂安全级DCS设备装联过程中所使用的工艺技术的安全可靠性进行浅析。这些工艺方法在CPR1000项目机组、台山项目(EPR)、阳江56号机组(Firm Sys)、马赛克盘台、高温堆、RIC等项目DCS设备整机装联过程中得以应用,有效提高了设备产品质量的安全可靠性,具有推广的价值。     

核电厂DCS系统鉴定策略研究

本文对核电厂DCS系统鉴定试验规划、鉴定设备选型与采购等环节进行了分析和研究,并提出了优化方案。首先,描述了鉴定试验范围、鉴定样机的设计;然后,指出了鉴定试验成本高、周期长以及风险较大的特点;最后,从鉴定试验规划、设备选型以及采购方法上进行了分析,提出了根据设备属性可以减免试验项目、降低试验严酷等级。合理安排鉴定试验顺序,且对于自有产品通过提高鉴定等级避免重复试验;还从设备选型和采购角度,通过建立优选库、提供备选方案或选择成熟产品,或通过采购风险转移、提前摸底试验的方式可以降低鉴定风险;另外,建议与实验室形成长期合作以节约采购时间。     

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。