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.     

远程I/O及总线技术在华龙堆型的设计与应用

目前,华龙堆型已经在国内外全面建成,并在多个厂址开展建设。为了进一步降低建设成本、提高核电厂发电经济性,经过对目前已建造核电厂仪控系统的研究,在工艺控制要求及控制点数不变的前提下,需要设计新的仪控系统架构。首先,在控制系统中引入远程输入/输出（I/O）模块和现场技术。接着,以布置、供电、安全等多个约束条件作为准绳,更改现有架构。最后,通过仪控系统架构的改变来降低电缆敷设及托盘布置需求,并使用总线技术获取到更加丰富的现场周期性与非周期性数据,为后续核电厂改造和智能化工作提供硬件和数据支持。上述架构优化不仅适用于核电领域,对于石油、化工等控制测量设备布置较为分散或电缆敷设空间受限的场景也具有借鉴意义。     

采用纵深防御体系架构,确保核电可靠安全

核电安全关系国家安全,在建设核电厂时应优先考虑核电厂网络信息安全.由于工业网络安全有更高要求,所以工业网络开始转向基于工业防火墙/VPN技术相结合的硬件解决方案.深入分析了核电厂网络安全的主要威胁,比较全面地论述了工业网络信息安全中涉及的主要技术和解决方案,阐述了核电厂全数字化控制系统信息安全多层分布式纵深防御解决方案.采用基于硬件的信息安全技术,创建核电厂纵深防御体系架构,确保核电厂可靠安全.     

关于推进第三代核电关键仪控系统国产化的探索

针对第三代核电关键仪控系统国产化形势严峻的现状,上海核电办公室和国家能源核电站仪表研发(试验)中心走访调研了大量核电业主用户、工程公司以及制造企业。分析了第三代核电关键仪控系统的市场需求以及技术特点、难点和挑战,提出了近阶段重点攻关的目标内容。结合上海地区的创新资源特点,提出了组织第三代核电仪控系统国产化攻关的路径。     

核电站数字化仪控系统开发过程及其验证与确认

分析了三代非能动型压水堆核电站AP1000的数字化仪控系统的开发过程模型,研究了与其开发过程紧密结合的验证与确认技术(V&V),特别是其审查、分析以及测试方法的使用,并提出了设计、测试及V&V过程的文档要求。该开发过程模型和V&V技术具有广泛的工业规范和标准认可度,对于我国自主化的核安全级数字化仪控系统的开发和取证具有重要的借鉴和指导意义。     

工业控制系统安全隐患及应对措施研究

伴随着信息化与工业的融合,各种类型的IT技术应用到工业企业中,工业控制系统面临较大的信息安全隐患。文章介绍了工业控制系统的典型架构及常用工控系统,研究了工控系统面临的主要威胁,对系统的脆弱性进行了分析,同时有针对性地提出了应对措施。     

核电专用仪控系统中服务器分布式部署研究

随着核电专用仪控系统在各个核电站的不断应用,越来越多针对系统的新需求也随之而来,为了更方便的将新需求加入到现行系统服务器中,核电专用仪控系统进行了服务器分布式研究。服务器是核电专用仪控系统的核心部件,也是新需求影响最多的地方,在这块进行分布式部署,可以做到系统组件分工明确、修改对其它功能影响小和新增功能独立以及利于扩展等目的。对整个核电专用仪控系统的维护和发展有着极大帮助。本文基于对核电专用仪控系统服务器的分布式部署研究,阐述了服务器进行分布式部署实现方式以及其设计方案。     

核电厂仪控系统安全防护策略研究及应用

核能行业网络安全事件暴露了核电厂仪控系统缺少网络、主机、应用、数据等各方面的网络安全防护手段,一旦发生网络安全事件后果严重。基于对核电相关网络安全标准的分析,研究了白名单策略与黑名单策略的技术差异,提出了在核电厂场景应用白名单防护策略的工作方向。详细分析了程序白名单、外设白名单、工控协议白名单、工控行为白名单的基本概念、技术特点和实际应用场景;描述了白名单防护策略的具体实施方案,包括规划、设计、验证、实施和维护5个步骤,并在实际的核电站进行产品部署。经过在核电站的实践验证,采用白名单技术防护的网络区域可以有效防止恶意软件的破坏,阻止恶意报文的传输,从而保护核电厂仪控系统的安全。     

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、具有成本优势、长周期支持的安全级控制系统解决方案。通过研究对比FPGA技术和CPU技术本身的性能和特点,提出基于FPGA技术开展核电安全级数字化仪控系统平台的技术路线。研判认为,FPGA技术在安全级仪控系统中将迎来新的发展机遇,也将是发展核电的一个突破口。根据我国核电发展的现状和趋势,提出了以满足我国三代或四代核电机组为目标的、基于FPGA的核电仪控系统的自主研发技术路线。     

核电站数字化仪控系统缺省值分析研究

岭澳二期核电站采用数字化仪控系统.为了充分利用数字化技术的优势,开展了DCS缺省值分析工作.在简要介绍了岭澳二期核电站DCS结构和DCS缺省值问题背景的基础上,对DCS缺省值分析方法、分析范围、实现方式和工程应用等方面进行了总结.这对提高仪控系统本身的可靠性和核电站的安全水平具有重要意义.     

核电站数字化仪控系统验证平台网络架构设计

针对第三代核电站数字化仪控系统运行需求,提出了基于KVM和光纤技术的核电站数字化仪控系统验证平台(简称"验证平台")网络架构,形成一个"闭环"的验证网络,介绍了验证平台的构成和功能。该验证平台基于实时仿真环境下,输出和实际电站一致的工艺参数数据到被验证的仪控系统,被验证的仪控系统基于控制逻辑作出控制或者保护反应,输出调节指令,工艺系统对调节指令做出与实际电站一致的动态响应,这些指令和数据信息通过验证平台实时数据网和I/O硬件通道实现交换。实践表明,设计的网络架构是可行的,完全满足了验证平台的设计要求。     

现场总线技术在非能动压水堆核岛中的应用

本文结合非能动压水堆核电控制系统结构,详细介绍Profibus现场总线和Modbus现场总线在非能动压水堆核电控制系统中的应用,包括两种现场总线技术的结构配置及和现场智能仪控设备的连接,并简要分析现场总线技术在核电行业应用的优点和需克服的技术问题。     

数字化核安全级仪控系统软件验证和确认平台的设计与实践

在针对数字化核安全级仪控系统中的软件进行验证和确认（V＆V）过程中,为了确保V＆V工作可信、有效、高效地开展,构建一个软件V＆V平台,支持包括准备、执行和管理等全过程的V＆V活动。该V＆V平台基于通用数据库。通过集成定制工具与商用工具,来提供V＆V工作所需的方法和手段。通过多个核级软件的V＆V项目的应用实践,证明该平台对于开展V＆V活动发挥了重要作用,使得数字亿核安全级仪控系统具有清晰证据支持的高安全性与高可靠性。     

核电企业面向开放架构的大数据平台的研究与应用

本文对核电企业建设大数据平台的背景、建设目标以及预期收益进行分析,阐述了大数据平台架构设计需要遵循的前瞻性、可扩展、开放性、高性能、稳定性、安全性、易维护、实用性、高可用、统一管理等原则。以面向开放为架构设计准则,采用分层架构,详细分析了数据产生层、数据交换层、数据计算层、数据存储层、数据服务层、数据应用层等各个层次所起到的作用以及各个层次所使用到的具体技术方案。文章以基于大数据与机器学习的信函智能分发功能以及基于实时计算的阀门缺陷分类统计这两个案例为例,阐述了大数据技术平台在核电企业实际业务中的应用场景,介绍了各自的详细技术架构和应用效果,说明了大数据技术平台的应用对核电企业所带来的变化与业务收益。     

核电站安全级数字化保护系统供电设计研究

核电站安全级数字化保护系统对供电有很高的要求,论述了核电站安全级数字化保护系统的结构、功能,并依据相关标准要求给出了设计过程中的供电独立性、冗余性等供电设计规范,分析了供电设计过程中的供电负荷计算方法和流程,并结合一种典型的安全级数字化保护系统供电设计做了论述.     

核电厂虚拟DCS翻译软件的设计与实现

核电厂模拟机是用于培训操纵人员的主要工具,是确保核电站安全、稳定、经济性运行的关键之一.为了打破国外对于核电模拟机关键技术的封锁,研发具有自主知识产权的核电模拟机DCS智能翻译工具具有十分重要的意义.设计开发的虚拟DCS翻译转换软件成功实现国产化DCS平台软件代码转化至核电模拟机平台,逼真地再现了DCS控制策略组态、配置和下装过程.     

核电站安全级数字化保护系统功能分配设计研究

为保证可靠性,有效克服单一故障和共因故障影响,核电站安全级数字化保护系统设计过程中必须充分考虑系统多样性和纵深防御设计,并有效实现安全功能分散、优化单站负荷及接口。本文论述了核电站安全级数字化保护系统的结构、功能,并依据相关标准要求给出了核电站安全级数字化保护系统的功能分配原则和方法,同时结合一种典型的数字化保护系统功能分配做了分析。     

物联网技术在设备全生命周期管理中的应用

针对传统电力通信资源管理自动化水平不高的问题,将物联网技术和资源管理相结合,提出一种基于物联网的电力通信资源全生命周期管理模式。介绍系统软、硬件架构体系,研究系统平台中采用的产品电子代码读写技术和数据库同步技术的实现方法和关键技术。结合某电力公司的具体应用实例,验证该系统平台的可行性和实用性,实现集约化、精细化、数字化的电力通信资源管理模式。     

核电厂核级冷水机组控制系统设计与研究

目前,在二代加核电站中,核级冷水机组控制系统普遍采用可编程逻辑控制器实现机组控制及保护等功能。随着三代核电站对安全标准的提高,传统核级冷水机组控制系统已无法满足核电厂对控制系统安全分级、设备鉴定以及设计验证的要求。通过分析三代核电厂对核级冷水机组的安全分级及功能要求,提出采用安全级数字化仪控平台实现机组的控制及保护。控制系统在设计过程中,采用了隔离、功能分散、故障安全以及冗余配置等设计方法,全面提升了核级冷水机组控制系统的可用性及可靠性,进而提高了核级冷水机组在电厂事故工况下执行安全功能的能力。该控制系统的设计及实施,为后续核级主设备采用安全级数字化仪控平台实现控制系统设计提供了更好的解决方案。     

核电厂非安全级DCS集成的质量管理

作为核电厂重要的仪控系统,非安全级分散控制系统(DCS)具有功能复杂、内外部接口众多的特点。为了确保核电厂DCS在设计、制造、测试和交付等过程的质量,首先对非安全级DCS的集成过程进行了研究。研究过程采用了IEC 61513标准下系统安全生命周期的模型,分析了在安全生命周期中各阶段执行的相关活动。通过功能安全管理概念的运用,将DCS集成过程的技术管理要求与我国现行的核电厂质量保证要求建立相应的关联,使得两者体系上的融合成为可能。详细探讨了安全生命周期中技术管理要求与核电站质量保证要求之间的对应关系,使得核电厂的质量保证要求能够具体化,同时符合数字化的核电厂仪控系统的特性。最后对非安全级DCS集成质量的管理措施进行了初步的研究。根据核电厂非安全级DCS在工程实施中有别于成熟仪控系统面临的问题,提出了质量管理方法。该方法对于今后新建电厂,特别是新堆型的工程实施具有参考意义。