核电厂仪控系统PLC的脆弱性分析

对核电厂仪控系统可编程逻辑控制器（PLC）的脆弱性分析方法进行了研究,主要从PLC的通信协议和应用程序两方面进行分析。对于PLC通信协议,主要针对传输控制协议/网际协议（TCP/IP）、西门子S7Comm Plus这两种常用协议的结构、数据交互方式等方面进行了分析。PLC应用程序是由PLC系统设计人员开发、设计的软件包,可通过静态分析法和动态分析法进行脆弱性分析。搭建PLC脆弱性分析试验平台,对罗克韦尔PLC的通信协议和应用程序进行脆弱性分析,并根据脆弱性分析结果提出漏洞修复方案,提高了核电厂仪控系统的网络安全防护能力。     

基于MBSE的核电厂仪控系统设计方法研究

核电厂仪控系统作为大型的复杂系统,其运行场景繁多、逻辑功能和接口关系复杂。以往基于文档的仪控系统设计存在诸多弊端,需通过大量的时间和人力来保证方案的整体性和完整性。通过对核电厂仪控系统设计现有业务流程的研究,结合基于模型的系统工程（MBSE）方法的特点,应用正向设计的逻辑,提出了一种基于MBSE的仪控系统设计方法。该方法描述了核电厂仪控系统的MBSE模型框架,将仪控系统模型分为两层模型架构,即仪控系统总体设计模型和仪控子系统设计模型。各层模型均按照MBSE方法的运行分析、系统分析、逻辑架构设计和物理架构设计的层级进行建模。两层模型之间相互关联。对各层级建模的主要分析和设计要点进行了研究,形成了完整的仪控系统设计模型建模方案。该方案能够指导核电厂仪控系统设计,实现从设计需求到设计实现的完整性。     

基于STPA的核电厂仪控系统安全分析研究

为解决核电厂复杂仪控系统的安全性分析问题,通过引入基于系统理论的过程分析（STPA）方法,完成仪控系统的安全性分析。利用系统损失分析、系统风险分析、不安全的控制行为分析、致因场景分析四个分析过程,完成对现有核电厂仪控系统中控制保护耦合方案的安全性分析,以及保护系统设计过程的安全性分析。分析结果表明,STPA方法可有效从系统角度分析设计方案及设计流程中的不足,找出相关方案导致系统风险的致因场景和导致设计问题的根本原因。相关分析过程可进一步指导STPA方法在复杂仪控系统安全性分析中的应用。分析结果可用于指导复杂仪控系统的安全性设计。     

核电厂仪控系统本体可靠性分析研究

核电厂仪控系统本体可靠性是影响核电厂安全、稳定运行的重要因素。研究了核电厂仪控系统设计过程中影响仪控系统本体可靠性的影响因素。提出了包含4个主要影响因子和13个子影响因子的人因失误模型。应用灰色关联分析方法对人因失误模型中各影响因子进行定量关联度计算,以识别影响因子的重要程度。对某实际核电机组仪控系统设计活动进行实例分析,成功地识别出了核电厂仪控系统设计过程中影响仪控系统本体可靠性的关键因素。该研究结果有助于更好地识别和管理潜在的人因失误风险,并提高系统的可靠性和安全性。     

核电厂仪控系统可靠性要求与分析方法研究

随着核电厂仪控系统冗余度及分散度的持续增加,以及业主运维压力的攀升,需要考虑简化核电厂仪控系统。为了使简化后的核电厂仪控系统能够保障核电厂的安全性与可用性,需要研究其可靠性要求与分析方法。根据以往工程经验,归纳了核电厂仪控系统设计过程中可靠性分析的一般流程。根据系统故障对核电厂安全性与可用性的不同影响,分别对反应堆保护系统、多样性驱动系统及运行控制系统这三个仪控系统的重要组成部分进行研究。基于相关导则、标准及以往工程实践,分别总结了这三类系统的可靠性要求的类型及制定方法,并归纳了这三类系统的可靠性分析过程中需要考虑的因素。根据各类仪控系统的可靠性要求与分析方法,系统设计者可以在保障仪控系统可靠性的基础上对设计进行简化。     

核电厂仪控系统全生命周期需求分析的研究

为解决核电厂仪控系统在需求分析方面存在的问题,提出了一种需求分析的理论框架。该框架结合核电厂仪控系统的特点,采用场景分析方法对系统的功能需求、性能需求和安全性需求进行分析。将该方法应用于某研发堆型启堆场景分析中,得出了研究结果。应用结果表明,该方法适用于核电厂仪控系统的需求分析,并具有可操作性和实用性。该方法能够帮助解决跨系统设计中可能出现的问题“涌现”,从而减少现场施工进度的延误和经济成本的增加等问题。研究成果表明,采用基于系统工程国际委员会（INCOSE）技术流程定义的场景分析法可以有效地分析核电厂仪控系统的需求。该方法可以在核电厂仪控系统设计过程中逐步推广,并为提高系统设计的准确性和效率提供参考。通过更好地进行需求分析,可以确保仪控系统在设计和施工阶段的顺利进行,从而提高核电厂的运行效率和安全性、降低成本。     

AP1000核电厂仪控系统介绍

AP1000核电厂的设计具有开创性的技术特点,三代核电技术AP1000将是我国今后长期发展的核电技术.介绍了AP1000仪控系统的总体结构、主要仪控系统的功能、设计特点及应用平台;分析说明了AP1000仪控系统相对于其他核电厂仪控系统设计的不同之处.AP1000仪控设计采用美国法规标准体系并为最新的数字化仪控关注焦点提供了应对措施.     

基于系统工程的核电厂仪控系统设计流程研究

核电厂数字化仪控系统具有设计复杂、结构庞大、集成度高的特点。为了解决设计中由于设计流程不规范、以结果为导向、以施工图设计和管理为重点等而出现的各种综合性问题,研究了在核电厂仪控系统设计流程中使用系统工程的方法。创新性地结合了系统工程方法和核电厂仪控系统全生命周期的模型,重新定义和开发了仪控系统的设计活动,对活动进行统筹规划。建立核电厂仪控系统设计的标准化系统工程体系,可对其进行裁剪,用于指导不同核电项目、不同层次仪控对象的全生命周期设计。基于系统工程的仪控系统设计流程的开发,有利于规范仪控系统设计活动、实现全生命周期的设计管理和维护、提升核电设计和管理能力、提高国际竞争力。     

基于FPGA便携式光谱分析仪设计

为了大幅提高光谱检测的抗干扰能力和实时数据处理能力,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的静态光谱分析系统.选用静态干涉具取代机械扫描,从而提高系统的抗震动能力,使其适用于便携式光谱仪的设计要求.采用FPGA芯片完成干涉数据的高速处理,从而达到实时响应的设计要求.设计了系统的结构、硬件电路以及光谱分析算法,给出了光谱还原的理论推导与计算过程.实验采用Virtex2-pro型FPGA开发板,对660 nm激光光谱进行测试,频谱计算效果与Matlab仿真数据作对比.实验结果显示:本系统可以有效地将被测激光光谱分布函数解出,速度快,准确度高,并具有较好的抗干扰能力,适合于便携式光谱分析仪的应用特点.     

基于FPGA的核电仪控系统发展与自主研发探索

现场可编程门阵列(FPGA)技术在全球核电站仪表和控制系统领域的应用,特别是在安全级控制系统的应用正不断地引起关注.与基于微处理器的控制系统相比,基于FPGA技术的安全级控制系统解决方案具有低复杂度、较高的可测试性、不依赖复杂运行软件以及更易于鉴定等特点.基于FPGA的控制系统为核电站提供了一种满足多样性设计需求、具有...     

基于FPGA的软件保护体系结构研究与设计

计算机产业现面·临的一个重要问题是保证软件的使用合法性,目前很多保护方案都缺少灵活性或是有效性,为此设计一种具有灵活性特征和用户透明性的软件保护体系结构.利用现场可编程门阵列(FPGA)的可编程性和结合编译器技术,将具有完整性验证和解密的功能的FPGA放置在CPU和主存之间,执行编译器驱动的特定软件,该方法可以使体系保持灵活性.仿真实验结果表明,该体系还具有快速解密、动态认证、安全性高的特征.     

基于FPGA声学多普勒流速剖面仪的信号处理机设计

针对声学多普勒流速剖面仪的高速信号采集和处理对运算实时性与易升级的需求,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的软硬件协同设计方法。阐述声学多普勒剖面仪的测流原理,选择FPGA作为单一的信号处理器,使用Verilog HDL语言描述易于用硬件实现的模块,如同步采集、低通滤波及复数相关运算等计算量大的模块。采用FPGA内部的MicroBlaze软核作为系统的中央处理器,进行流程控制、分支判断以及调用硬件模块来控制系统回波信号的采集、处理和存储。实验结果表明,FPGA信号处理的实时性满足系统要求,且具有较高的精确性。     

基于FPGA的三相PWM发生器

介绍了基于FPGA设计＋的三相PWM发生器。该发生器具有灵活和可编程等优点,可应用于交流电机驱动用的三相电压源逆变器。实验结果验证了本设计的有效性。     

基于FPGA的VPN网关设计方案研究*

提出了一种基于FPGA的高速VPN网关的设计方案。它的特点是用FPGA方式完成VPN网关的实时处理,而将通用处理机置于数据通路之外,完成系统配置和管理功能。这种构架的VPN实时性好,可以线速处理IP包,而且易于管理。     

单一故障准则在核电非安全级仪控系统的应用

介绍了当前单一故障准则在核电厂非安全级仪控系统中应用现状,分析了几例典型的单一设备故障造成的电站停机、停堆或降功率的事件案例,阐明了将单一故障准则应用于核电厂非安全仪控系统中的关键设备的保护与控制的必要性。应用典型单一故障模式分析方法,准确定位了核电厂非安全级仪控系统中存在的隐患点,并提出了改进方案。     

基于软件测试技术的FPGA测试研究

基于对FPGA系统失效机理的深入分析,提出了软件测试技术在FPGA测试中的应用,并分析了其可行性;通过对比FPGA与软件系统的异同,归纳出FPGA特有的测试要求,从而在软件测试技术的基础上针对FPGA的特点进行改进,形成了一套实用的FPGA测试方法.     

基于FPGA的误码率测试仪的设计与实现

本文提出了一种使用FPGA实现误码率测试的设计及实现方法。该设计可通过FPGA内建的异步串行接口向主控计算机传递误码信息。也可以通过数码管实时显示一段时间内的误码率。文章先介绍了系统构成和工作流程，然后重点分析了关键技术的实现。     

基于网络安全层次化的风险评估系统

详细介绍了网络安全风险评估系统的层次化结构评估模型、设计方案和功能结构。针对风险评估系统的‘‘资产评估子系统”、“威胁评估子系统”和“漏洞评估子系统”3个系统,该文对其评估模型和评估步骤都作了详细的介绍。     

FPGA平台实现基于遗传算法的图像识别的研究

利用模板匹配方法,采用基于遗传算法的图像识别技术,完成了对图像目标识别的算法验证。在此基础上进行了基于该算法的图像识别系统的FPGA实现,并在相关验证平台进行了硬件仿真与时序分析。实验结果表明,所设计的图像识别电路具有较高的识别精度和较快的识别速度。     

基于FPGA的解复用器模块研究

介绍了DVB-T解复用器的原理及模块构造,并介绍了如何使用现场可编程门阵列实现其功能。详细介绍了实现的具体步骤以及需要注意的事项。