核电厂数字化仪表控制系统网络安全风险分析方法综述

目前,核电厂已经广泛采用基于网络和软件的数字化仪表和控制系统(简称“仪控系统”)。数字化仪控系统作为核电厂的神经中枢,一旦遭受网络攻击,将对核电厂的安全性、可用性造成风险。因此,应采用适当的方法对核电厂数字化仪控系统的网络安全风险进行分析评估,以进一步提高核电厂数字化仪控系统防范风险的能力。首先,将网络安全风险分析方法分为基于公式的方法、基于非图形模型的方法、基于图形模型的方法这三类进行文献综述;然后,从动态分析、风险量化、数据来源、核安全与网络安全四个方面进行了适用性分析。该研究为核电厂数字化仪控系统选择适当的网络安全风险分析方法提供了参考。     

自主知识产权的核电站数字化仪控系统平台研制

全数字化仪控系统是先进核电站的重要组成部分,对保护核电站安全运行具有至关重要的作用。通过对安全级数字化仪控系统平台、专用仪控系统、管理工具软件、设备鉴定、VV技术、多样性及纵深防御技术的研究,掌握了核电站数字化仪控系统技术,实现了核级DCS平台"和睦系统"的产品化及其工程应用。目前,该平台已通过专家鉴定,并开始在阳江核电站5#、6#机组进行工程实施,进一步提高了我国核电站的自主化率。     

运行核电厂数字化仪控系统的Ⅴ&Ⅴ活动及其监管思考

随着自动化信息化设备的不断发展,数字化控制系统在核电领域所起到的作用也越来越大。在核电领域,全数字化仪控平台为电厂的非干预保护、自动控制、人机交互等方面提供了极大便利。与此同时,数字化仪控系统软件也给电厂核安全带来了新的风险和挑战。为提高数字化仪控系统的安全性和可靠性,数字化仪控系统软件的开发过程都要经过确认和验证(ⅤⅤ),各设计单位、系统供方、监管方针对软件的验证与确认(ⅣⅤ)及ⅤⅤ的相关研究也不断深入。软件的ⅤⅤ活动应伴随软件的采购、供货、开发、运行、维护等完整生命周期。目前,核电行业相关研究还主要集中在开发阶段,在涉及临时或永久的小范围修改的运行、维护阶段,并没有足够的关注。针对核电厂数字化仪控系统的运行和维护阶段,探索该阶段软件开发、修改的ⅤⅤ或ⅣⅤ活动的特点,从核安全监管技术和管理角度加以思考,以期为后续的相关研究、具体的软件开发和修改及其监管活动提供参考。     

核电站数字化仪控系统电磁兼容仿真预测技术的研究

本文引述了核电站仪控系统电磁兼容的重要性,通过介绍电磁兼容技术发展的趋势,提出了电磁兼容仿真预测在核电站数字化仪控系统设计过程中的应用理论,说明电磁兼容仿真预测对提高数字化仪控系统的电磁兼容可靠性有重要意义。     

基于马尔可夫模型的核电站数字化仪控系统可靠性分析

建立核电站典型非安全级数字化仪控系统的马尔可夫模型,计算系统的稳态可用率和平均故障前时间。结果表明,马尔可夫模型可用于核电站非安全级数字化仪控系统的可靠性评估。     

阳江核电站数字化仪控系统将全部实现“国产化”

核电站数字化仪控系统作为核电机组的关键设备,过去其核心技术一直被国外几家企业垄断。记者10日从中广核集团了解到,随着我国自主研发能力的提高,越来越多的国产数字化仪控系统投入使用。日前阳江核电站签订了5、6号机组数字化仪控系统自主化意向书,我国核电站数字化仪控系统将在阳江核电站实现100％国产化。据中广核集团相关负责人介绍,承担此项建设任务的中广核集团北京广利核系统工程有限公司目前正以阳江5、6号机组为依托,进行科技攻关,计划在2010年前研制成功我国第一台具有自主知识产权的安全级系统样机。这将是我国核电自主化、国产化取得的又一重要成果,届时我国将拥有具有自主知识产权的百万千瓦级核电站数字化仪控系统。     

建模与仿真的动态V&V技术综述

校核与验证(V&V)技术包括非正规、静态、动态和正规四类技术,是保证建模与仿真(M&S)的可信度的重要手段.动态V&V技术是其中应用范围较广、数学和逻辑上比较正规的技术.它要求模型转化为应用并被执行,根据模型的执行行为来评价模型的精确性.首先简要介绍了M&S的VV&A和校核与验证技术的分类情况,然后论述了动态校核与验证技术并分析了各自的特点,最后介绍了在建模与仿真过程中动态V&V技术的适用范围.对用于校核与验证的动态测试技术和统计技术作了重点介绍.     

核电保护系统的仿真自动测试系统设计

随着计算机、控制和通信技术的不断发展,核电站仪控系统逐渐由传统的模拟仪表控制向数字化控制转变。目前我国核电站数字化仪控系统正处在发展阶段,三代核电项目对仪控系统提出了更高的测试要求。因此,研究和开发半实物仿真验证自动测试技术非常必要。归纳了保护系统的特点和测试需求,将MATLAB仿真模型与测试用PXI平台硬件相结合,利用基于虚拟仪器开发平台搭建的生产者-消费者(Producer-Customer)自动测试架构,并将仿真验证技术与自动化测试相结合,实现了核电站保护系统的半实物仿真自动验证与测试。该系统可充分模拟现场工况,对保护系统进行验证与测试;通过扩展建模范围,可以实现对核电站其他仪控系统的验证与测试,也可移植到其他高可靠性需求行业,具有很高的工程应用价值。     

临时仪控系统在EPR核电机组调试中的应用

台山核电厂机组控制系统采用数字化仪控系统。受制于三代核电设计变更多、设备鉴定周期长等客观制约因素,数字化仪控系统在1号机组调试启动阶段尚不可用。为满足核回路冲洗试验相关工艺系统的重要过程参数监视和关键设备控制需求,开发了临时仪控系统(TICS)。对输入输出接口类型、软硬件组态、网络结构、端接方案和功能验证方法进行了较深入的研究,提高了TICS抗单一故障能力和抗共模故障能力。结合台山核电厂1号机组核回路冲洗试验的具体调试,证明采用临时仪控系统实现参数监视和设备控制是合理可行的。该方案首次解决了数字化仪控系统进度延误导致工艺系统调试无法按期开展的难题,为后续核电厂的首次调试启动提供了参考。     

核电站数字化仪控系统工厂测试综述

测试工作是核电站数字化仪控系统生命周期中的一项重要活动,也是保证系统质量的重要手段,是验证和确认的重要工作。根据核电站数字化仪控系统的生命周期模型,系统交付最终客户之前的测试工作分为供应商的测试、工厂测试、现场安装和调试。本文立足于核电站数字化仪控系统的工厂测试工作,以某压水堆核电站数字化仪控系统的工程实施为背景,阐述了工厂测试的目的、范围和相关标准,详细介绍工厂测试的阶段划分和各阶段的主要测试内容;然后重点论述了工厂测试中的测试方法;最后阐明工厂测试的意义,给出工厂测试和现场安装调试之间的联系,强调工厂测试中的部分注意事项。     

核级软件的验证与确认技术研究

核级软件的验证与确认是核电数字化仪控系统研发的关键,用以确保核级软件设计过程的透明性,验证软件需求规格的完整性,确认核级软件功能与设计需求规格的一致性、正确性。核级软件的验证与确认概要地分成软件设计过程的管理技术及软件的测试技术,本文遵循IEC60880以及IAEA的核级软件的验证与确认导则,侧重研究核级软件验证与确认中的需求验证与软件测试技术,通过开发一种自动化V＆V工具,实现核级控制系统应用软件的一套自动化V＆V流程。     

核电厂安全级仪控设备的商品级软件鉴定初论

对于结构简单、功能单一的安全级数字化仪控设备中所包含的商品级软件,特别是已经完成设计开发的软件,要求软件设计方按照相关标准实施软件的设计开发过程以及验证与确认过程是不现实的。论述了安全级数字化仪控设备中所包含的商品级软件的鉴定方法,重点介绍了IEC标准和EPRI报告中相关的鉴定方法。通过对商品级软件进行安全评价,并完成相关鉴定工作,以补充证明软件在规定条件下执行其预定的安全功能是可行的。这有利于我国的数字化仪控设备厂商开展软件的鉴定工作。     

核安全关键软件的验证与确认技术

介绍了加拿大重水铀反应堆CANDU的安全关键软件的验证与确认(V&V)技术,说明了CANDU核反应堆停堆系统的脱扣计算机及其设计方法,详细描述了用于停堆脱扣计算机软件的确认和可靠性V&R测试的多功能测试平台,以及该测试平台在停堆脱扣计算机软件V&R测试中的应用.V&V技术已被成功地应用于各国CANDU核反应堆停堆系统的脱扣计算机设计中,如韩国的月城CANDU核反应堆、中国的秦山CANDU核反应堆、罗马尼亚Cernavda的2号CANDU核反应堆和加拿大Point Lepreau重建的CANDU核反应堆.随着计算机软硬件技术的发展,所描述的过程和工具在近期的项目中已得到了不断的改善.     

核设备鉴定试验中仪控系统可靠性预测

核设备鉴定试验数字化仪控系统的可靠性直接决定着核设备鉴定试验的成败。重点介绍、分析了核设备鉴定试验中仪控系统结构的组成及其自身特点,并给出了仪控单元的定义。结合仪控单元自身特点,给出了影响可靠性的关键因素。同时,在对仪控单元分析的基础上,给出了表征仪控系统可靠性的故障率。利用反向传播(BP)神经网络技术,建立核设备鉴定仪控系统可靠性预测模型,并结合仪控系统历史数据,对其可靠性进行预测分析,得到了有效的预测结果,进一步提高了核设备鉴定仪控系统的可靠性。给出了日常维护核设备鉴定试验仪控系统的措施和建议。该预测方法同样可以运用到化工、石油、电力等领域的相关设备鉴定行业。     

从安全审评角度看核电站数字化仪控设计

从核安全审评的角度对核电站数字化仪表和控制(仪控)设计进行了综合考虑和研究。在结合美国核管会审评要求以及国内核电厂审评实践的基础上,总结出数字化引进核电站仪表和控制系统应首先考虑多样性和纵深防御;其次才是结合数字化特征进行各个系统功能的设计;同时,也要考虑仪表和控制系统的性能设计要求、全系统的安全要求以及监视反应堆状态的最终手段。只有通过多样化系统的设计,才能在满足多样性和纵深防御的要求基础上,使核电站仪控设计的安全水平不会由于数字化的引入而导致安全水平的降低。     

电缆蠕变试验测控系统研究

简要介绍了电缆蠕变测试的原理及方法,提出了基于DSP技术、现场总线技术和虚拟仪器技术的分布式测控结构的电缆蠕变试验系统,实现了电缆蠕变特性试验的自动化,为电缆蠕变特性的研究提供了可靠的试验数据。系统具有很好的稳定性和较强的扩展性。     

早期核电站仪控系统升级改造技术方案探讨

基于上世纪80年代初仪表和计算机技术的我国早期核电站仪表控制系统,当今已显露出其技术落后、硬件老化、备件采购困难的窘况,必须对其逐步实施升级改造。本文是。对早期核电站仪表控制系统实施数字化网络化改造的总体设想,分别从实施改造的背景、早期核电站仪控系统技术改造方案和核电站未来自动,七系统的典型架构等方面进行了较为深入的论述。     

基于虚拟仪器的前馈-反馈控制系统的开发

根据计算机测控系统发展方向,结合现在流行的虚拟仪器技术和网络技术,提出一种基于LabVlEW编程平台的前馈-反馈液位控制系统,旨在促进虚拟仪器在复杂控制系统与测控网络系统中的应用.实验显示此系统能达到设计的预期目的,具有一定的工程实用价值.     

核电厂数字化仪控系统测试综述

仪控系统(I&C)是核电厂的“神经系统”,它对于核电厂的安全运行至关重要.数字化对核电厂I&C提出了新的要求.通过对核电厂数字化I&C测试的研究,指出了核电厂数字化I&C测试的重要性和作用,并对测试分级进行了简单分析.主要论述了核电厂数字化仪控系统测试的要求和原则、测试规范和计划、测试内容和流程、测试记录和报告以及测试问题和处理.合理的I&C测试可以有效提高I&C的可靠性,降低其设计、制造、安装和调试等的成本.     

基于FPGA的数字化变电站计量仪表研究与设计

提出一种基于IEC61850和SoPC的数字化变电站计量仪表设计方案。在DE2—70开发板的基础上,首先依据IEC61850标准对数字化变电站计量仪表进行了总体设计;其次对基于FPGA的电量参数算法进行了研究;最后完成了光纤通信电路、快速以太网接口电路、双软核SoPC系统等硬件电路的设计。基于FPGA的数字化变电站计量仪表设计方案具有设计手段先进、灵活性高、并行数据处理的特点。