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。     

三代核电站仪控系统宏的仿真实现

三代核电站仪控系统广泛采用逻辑及画面宏(Macro)设计,它将其功能主体封装,通过标准化接口进行数据交互,一定程度上实现了"黑匣子"效应,从而严格控制了技术秘密。分析了三代核电站"宏"的类型及特点,并进行仿真设计,完成了仪控系统逻辑宏及画面宏的再现,从而保证了非能动安全型核电站数字化仪控系统验证平台的成功建立。     

用于安全级专设功能测试的网络化测试系统设计

为验证核电站数字化仪控系统安全级的专设功能,本文提出了一种基于网络的自动化测试系统,重点阐述测试系统的设计,包括网络搭建、通讯实现、测试软件设计等,并举例简述了该系统在CPR1000堆型核电站安全级专设功能测试中的应用.网络化测试系统的使用,实现了核电站数字化仪控系统的闭环测试,能够实时监视测试过程并自动生成删试报告,提高了数字化仪控系统集成测试的效率与质量,降低了测试成本.     

非能动安全型核电站给水调节控制方案仿真验证

为了实现对核电站数字化仪控系统的验证,缩短调试周期、提高调试效率,在非能动安全型压水堆核电站数字化仪控系统仿真验证平台上,对给水调节控制方案进行了动态特性分析和逻辑预演.采用先进的图形化建模工具对给水调节的控制逻辑和控制策略进行了1∶1仿真,并通过核电站典型瞬态测试对控制方案进行了可行性的仿真验证.验证结果表明了该给水调节控制方案是可行的同时,也对其跟踪逻辑和策略提出了改进优化建议.     

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。     

核电站非安全级数字化仪控系统国产化及自主化工作实践

核电站数字化仪控系统(Digital Control System,简称DCS)是核电站的信息神经和控制中枢,对于保证核电站安全、可靠、稳定和经济运行以及提升生产管理水平都起着至关重要的作用。但长期以来这一关键系统却被国外供应商垄断,这种现状不符合国家推进核电设备国产化的战略要求,为此实现核电站数字化仪控系统设备国产化和设计自主化迫在眉睫。本文作者从核电站非安全级数字化仪控系统国产化及自主化工作实践的基础上,对核电站非安全级仪控系统设备国产化、设计自主化的过程进行了相关的探讨和介绍。     

压水堆核电站数字化仪控系统典型PID控制设计

PID控制器具有原理简单，稳定性强，鲁棒性好，使用方便的优点而被广泛应用。传统核电站的仪控系统采用模拟调节仪表，随着数字化仪控系统（DCS）技术的逐渐成熟，其在核电站的运行和维护中扮演的角色也越来越重要。本文以海南昌江核电站1、2号机组采用的INVENSYS公司IADCS系统为背景，对单回路PID控制和串级PID控制的数字化实现过程进行阐述，针对实现过程中的手／自动切换扰动和PID控制器的正反作用问题给出了解决方案；这对核电站数字仪控系统中PID控制器的研究具有十分重要的意义。     

核电站数字仪控系统信息安全隐患分析及应对策略

伊朗核电站遭受黑客攻击事件表明信息安全已从传统的IT领域迅速的扩展到工业控制领域,目前国内仪控系统设计人员并未充分意识到核电仪控系统存在的信息安全隐患,因此本文分析了核电站数字仪控系统面临的信息安全隐患,并提出了相应的应对策略;本文提出的应对策略,对于国内数字化仪控的设计人员以及安全评审人员均具有指导意义.     

核电站数字化仪控系统纵深防御和多样性研究

采用数字化仪控系统的核电站在安全性、可靠性、可维护性等方面较老式采用模拟式仪控系统的核电站均有提高,但采用数字化仪控会带来软件失效等共因故障问题,国内目前尚无针对仪控系统纵深防御和多样性的标准,参考国际权威机构美国核管会(NRC)的核电站安全分析报告标准评审计划(NUREG-0800)的分支技术要求(BTP 7-19),论述了核电站数字化仪控系统就纵深防御和多样性问题需要遵循的要求及应对措施。     

非能动压水堆核电站蒸发器水位控制方案的仿真验证

基于非能动压水堆核电站数字化仪控系统仿真验证平台,采用成熟的图形化建模软件对核电站蒸发器水位控制方案进行仿真建模,通过压水堆核电站典型瞬态测试对其控制方案进行了仿真验证,结果表明:该蒸发器水位控制方案是可行的,并对其跟踪逻辑和策略提出了改进建议.     

核电站电源可靠性检测系统设计

电源是核电站仪控系统的重要组成部分,其可靠性和质量在一定程度上决定了仪控系统的稳定度、可用率以及控制功能的有效性。分析核电站仪控系统电源可靠性检测标准要求,对系统模块进行标准化定义,同时对资源的多重复用需求进行了解耦,有效降低了系统实现的复杂度。针对核电站电源的种类较多、接口各异的问题,采用系统资源集中、接口层面向被测对象进行设计的方法。针对核电站电源测量精度和安全性的较高要求,对测试系统接口电路和测试数据采集系统进行了优化。设计实现过程中,将硬件和软件有机相结合,采用总线结构,并针对各类输入和输出设计了调理卡。上位机软件采用面向对象设计方法,实现了功能快速扩展。实际结果表明了该测试系统满足电源检测标准严格的要求,可应用于核电站仪控系统电源的运行和维护。     

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。     

核电站DcS仪控系统网络信息安全产品的研究与应用

随着国内核电站的不断增多,核电站国产DCS仪控系统的可用性以及可靠性取得了重大进步,近些年来由于工业控制领域的信息安全问题频发,因此对DCS仪控系统的要求也在不断提高。依托北京广利核系统工程有限公司DCS仪控系统,笔者研究并设计了网络信息安全产品-和睦卫士网络安全系统。该网络安全系统已在红沿河核电站5号机组DCS仪控系统中应用,通过测试人员调试验证及现场使用,证明了其能够有效地应对网络战环境下复杂的信息安全威胁,并构建了积极防御、综合防范、本质安全的保障体系,为其他核电站甚至其他控制领域提供了良好的借鉴。     

核安全级数字化仪控系统平台设计管理工具的实现——配置管理

作为核安全级数字化仪控系统平台设计管理工具的一部分,配置管理平台采用Client/Server架构。选择面向对象的设计理念,提供组件化设计,支持动态扩展和项目管理关键过程自动化,并与其它设计工具形成集成化的管理平台,实现核安全级数字化仪控系统核心数据全生命周期管理。     

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。     

我国核安全级数字化仪控技术自主研发取得重大突破

2010年10月24日,具有自主知识产权的核安全级数字化控制平台研制成果在北京发布。这是我国核电仪控发展史上具有里程碑意义的重大突破,标志着我国在核电站安全级数字化仪控系统技术领域实现自主化,国产化的道路上,已迈出了关键的一步。     

FPGA技术在核电站数字化仪控系统升级中的应用

由于零部件停产的问题,核电厂仪控系统需要进行数字化升级。介绍了韩国灵光核电站(YGN)34号机组成功实现的仪控系统升级。升级采用了基于FPGA组件的控制器,代替了基于已停产的英特尔8085微处理器的控制器。给出了此次升级中使用的生命周期设计过程和严格的验证与确认(VV)活动。这些活动均符合美国核管会的监管要求和行业标准。FPGA解析并模拟了微处理器的工作和执行的过程,且完全采用了现有的各通信网络软件和控制算法。首先,对升级的软件和硬件需求,以及接口需求进行了说明。然后,描述了用于模拟英特尔8085微处理器的HFC FPGA的设计原理和架构,包括专有安全信息链路。最后,总结了使用FPGA模拟微处理器进行核安全级数字化仪控升级的经验、优势和建议。在过去的10年里,升级系统在安全级仪控系统上保持成功运行。     

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。     

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。     

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.