岭澳二期全数字化DCS可靠性的考核与评估

文章通过对DCS可靠性评估方法的研究,阐述了岭澳二期工程TXS+TXP的DCS平台可靠性考核评估的实际计算方法和评估过程。根据基于实际的DCS故障情况计算的结果,得出DCS的可靠性是完全满足99.99%的要求的结论。

在役核电站PLC单回路调节器向DCS数字化控制系统升级改造

数字化控制系统的高速发展为电厂的可持续和高效益带来了各种机遇和挑战,电厂数字化程度的高低也决定了一个电厂的发展方向。本文就在役核电站的实际经历,用实例详细来说明传统PLC单回路调节器向数字化系统的升级改造,包涵设计、施工、调试等整个环节。通过本文的介绍,让更多的电厂热工设计师、控制系统工作者了解到这个瓶颈突破的具体过程,为同样面临此类问题的电厂提供有效的参考。

数字化DC800V3A开关电源的设计

随着我国工业的不断发展,对工业生产用的电源在功能、效率、EMI/EMC和纹波等方面都提出了更高的要求,高频开关电源在工业生产中得到了广泛的使用。由于在一些特殊领域使用的电源输出电压比较高,输出功率较大,功能也相对复杂。因此,对设计、生产工艺及器件的选择都比较苛刻。

基于IEC 62443-3-1的核电厂DCS身份认证技术方法

工业过程测量、控制与自动化/网络与系统信息安全工作组(IEC/TC65/WG10)与国际自动化协会(ISA99)成立联合工作组,共同制定了关于工业自动化和控制系统(IACS)信息安全系列标准IEC 62443.此系列标准分为4部分:通用、信息安全程序、系统技术和部件技术,共包含12个文档.其中,IEC 62443-3-1介绍了各种网络安全工具、缓解对策,以及对使用这些技术和工具的评估,并对使用这些网络安全技术产品提出初步建议和指导.通过研究3-1部分中所描述的信息安全身份认证技术并进行分析,提出一套信息安全身份认证危害分析和实施策略,为核电厂数字化控制系统(DCS)的信息安全认证方法和策略提供参考.

MELTAC平台安全级DCS在线下装技术研究

依托三菱MELTAC数字化仪控系统(DCS)平台自身特性,在满足风险控制要求和下装质量要求的前提下,采用罗列风险、逐一验证的试验方法,通过试验验证和下装过程中的经验积累,提出核电厂安全级DCS在线下装技术方案。红沿河、宁德、阳江核电项目的调试表明,MELTAC DCS在线下装方案解决了下装过程中的工期长、风险大、影响范围广等难题,在线下装可靠率达100%。

ALSPA P320控制系统与MACS6 DCS冗余通信方案的研究

汽轮机专用仪控系统通常由汽轮机厂家设计并供货,而电厂其他系统的控制及操作画面由全厂DCS来实现,居于此架构下,汽轮机控制系统和非安全级DCS之间存在大量的数据通信,以满足汽轮发电机组的控制、监视和操作功能。因此,确定汽轮机控制系统和非安全级DCS之间通信冗余切换方案、数据交换机制保证两平台之间通信的安全、可靠显得尤为重要。本文基于红沿河项目,说明了P320与DCS之间通信冗余切换机制和数据交换方案。

核电DCS采购执行的提资链管理

DCS设备采购具有设计复杂程度高、设计管理难度大的特点。结合以往项目经验,DCS提资管理又是设计管理的关键因素。本文结合田湾5、6号机组采购工作实践,提出了一套适合于核电DCS项目执行的提资链管理模式,将DCS提资管理从以往的仪控提资管理延伸到上游工艺设备、设计环节,并对提资链计划的建立、执行和开口点管理方法进行了阐述,对于后续核电DCS采购提资管理具有一定的推广、借鉴意义。

模拟量信号阈值判断多样性设计

当前核电安全级仪控系统采用数字化技术实现,数字化技术的引入导致系统硬件和软件等层面设计、实现复杂度的增加,进而增大了安全级数字化仪控系统共因失效的风险[1-2]。因此如何应对此技术路线带来的风险,成为研究的难点问题。结合反应堆保护系统的功能实现分析以及系统多样性设计要求,研究了基于数字化DCS技术的模拟量信号的阈值判断方法,可有效降低系统的设计复杂度,同时一定程度上减少执行安全功能时的软件共因故障,对核电厂反应堆保护系统多样化设计提供设备多样性解决思路。

数字化安全级DCS紧急停堆系统共因失效分析

以2oo3架构数字化安全级分布式控制系统(DCS)紧急停堆系统为研究对象,采用Markov方法对其建立可靠性模型,分别计算并对比了考虑共因失效和不考虑共因失效2种情况下紧急停堆系统的拒动概率,同时对系统拒动概率相对于共因失效因子变化的敏感性进行了重点分析。结果表明,拒动概率随着共因失效因子的增加而变大,因此,在系统设计中需采取有效措施对冗余系统的共因失效进行控制,降低共因失效因子,从而提高紧急停堆系统的可靠性。

核电厂DCS网络节点故障下的信号风险研究

核电厂单一网络节点故障后,保守决策还必须叠加考虑其他位置网络节点故障并进行包络性风险分析。基于某核电厂数字化控制系统(DCS)网络结构和控制逻辑数据建模分析,首先计算生成所有DCS网络信号风险数据,给出网络信号物理路径计算方法和信号冗余判断规则,通过构建单一节点故障下的状态转移矩阵计算剩余网络节点故障概率,进行单一或叠加故障下的网络信号风险分析评估,最后针对识别出的高风险网络信号给出风险控制及改进建议。此模型和分析方法已于计算机实现,能快速识别假冗余、布置不合理等设计缺陷,能快速分析单一或叠加故障下受影响的信号和风险并显性化输出。可指导核电厂相关维修作业,或为DCS组态设计、功能优化提供参考输入。

数字化控制系统中目标搜索过程眼动特征研究

数字化控制系统(DCS)提高了系统自动化水平,同时也给操作员带来新的认知挑战,如何高效可靠地完成监控任务成为一个亟待解决的问题。以16个任务界面为搜索背景,利用视线追踪系统进行目标搜索实验,记录了28名被试目标搜索情况及眼动指标,对比研究界面图像特征、目标位置对被试眼动特征的影响。结果表明:被试在进行目标搜索时,受目标位置影响最大,其次是界面颜色特征、形状特征,颜色特征影响程度大于形状特征;眼动注视以目标位置为中心,向四周减弱;被试会有意或无意地对非目标信息源进行自动捕获和加工,且左视野比右视野强,上视野比下视野强。

安全级DCS软件可靠性定量评估方法研究综述

合理有效地定量评估核安全级DCS软件的可靠性是核电数字化控制系统研制中面临的主要难题之一。文章总结了软件可靠性定量评估方法的理想特性和共同限制,调研了现有的软件可靠性定量评估方法并将其分类进行描述,最后依据10个理想特性评估现有的软件可靠性定量评估方法。研究结果可为核安全级DCS软件可靠性定量评估方法的开发提供指导,为DCS模型评怙结果纳入反应堆PRA探索新的途径。

数字化报警规程的验证方法

数字化报警规程作为核电厂的一类重要运行规程,将在数字化仪控技术系统(DCS)中安装使用。当核电厂工艺参数偏离运行范围、设备状态与当前运行状态不符、设备发生故障、系统设备无法操作时触发报警,以避免机组状态进一步恶化。基于在建核电厂数字化报警规程在模拟机上的验证经验、工作流程和验证结果,提出数字化报警规程验证的基本工作方法。基于此方法,能确保报警规程编写和数字化报警规程设计的正确性,从而满足核电厂安全运行的要求。

基于DCS改造最小验证平台的稳压器压力控制回路比对测试研究

大亚湾核电站核岛模拟控制系统采用美国Bailey9020模拟平台,计划在30 a大修期间进行数字化升级改造。本项目将SpeedHold-N(SH-N)系统、Bailey9020模拟平台、大亚湾核电站工艺仿真模型通过可编程控制器(PLC)接口搭建最小验证平台,选取稳压器压力控制回路为验证对象,以调试程序为参考,通过对比相同扰动在不同平台的响应差异,验证了大亚湾核电站当前控制参数在目标数字化控制系统(DCS)平台的适用性,发现了Bailey9020模拟平台比例积分(PI)控制器在手自动切换时有比例作用无法响应的固有缺陷,并分别从电路设计和操作程序两方面提出了相应优化措施,达到了模拟平台解析、DCS组态验证、定值转换验证的目的,同时为当前大亚湾核电站机组运行提出了重要反馈。

核电厂DCS系统运行维护管理策略研讨

通过分析核电厂全数字化仪表控制系统(DCS)对机组稳定运行的影响因素和实际案例,针对核电厂非安全级DCS提出满足单一故障准则的需求,针对核电机组不同运行工况和状态提出单点关键敏感(SPV)设备动态管理的理念,同时阐述了DCS可在线维修能力的必要性,为核电厂DCS的运行维护和管理提供借鉴。

核电厂安全级高可靠主控制器设计技术研究

从安全级数字化仪控系统(DCS)平台主控制器的功能特点、设备特点以及应用特点出发,结合相关法律法规及标准要求,对高可靠主控制器设计的诊断、冗余、通信、嵌入式软件开发等关键技术进行了研究,并将其应用于中国核工业集团有限公司安全级DCS平台--龙鳞系统(NASPIC)的主控模块设计中,同时搭建了华龙一号模拟件,并以停堆、专设、定期试验等典型样例对模拟件进行了功能测试和性能测试,这些测试和核安全局鉴定试验的结果表明,诊断覆盖率达到98%,超出标准要求;实测通信误码率小于10-11,达到甚至超过其他主流厂家安全级DCS产品指标;热备冗余架构、嵌入式软件均满足1E级设备要求,实现了主控制器的高可靠性。

基于FPGA的核安全级仪控系统设计与验证

为解决基于微处理器技术的核电厂安全级数字化仪控系统(DCS)中软件共因故障(CCF)的问题,通过多样性手段避免当未能紧急停堆的预计瞬态(ATWS)发生或反应堆保护系统(RPS)因CCF导致丧失安全功能的风险,本文设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术的核安全级DCS系统平台,并以核电厂中RPS为实例测试验证平台的功能性能。结果表明:基于FPGA的核安全级DCS系统平台在可用性、适用性和可靠性等方面都满足核电厂安全级数字化仪控系统的要求。

CPR1000核电站机组负荷变化率算法研究

在CPR1000核电厂的工艺控制中,要求机组负荷变化率超过200 MW/min时,疏水阀打开的响应时间应在2~10 s以内,且需要抵抗1~2 s的扰动。在数字化仪控系统(DCS)中通常使用微分算法或周期迭代法根据实时及历史负荷值计算机组负荷变化率,但无法实现以上工艺要求。对这2种常用算法进行了仿真和分析,在此基础上提出一种优化的滑动平均值周期迭代法。该算法结合了滑动平均算法的抗扰特性以及周期迭代法计算变化率的功能,可满足该特定工艺的控制要求,已在CPR1000核电厂的DCS控制中获得应用。

NASPIC在方家山核电工程的应用研究

方家山核电工程厂区环境辐射与气象监测系统(KRS)信号来自方家山厂区外的应急中心楼,存在被网络攻击的安全隐患,影响方家山机组整个数字化控制系统(DCS)的稳定运行。为解决厂区外的通讯信号接入给核电站的信息安全带来的影响,方家山核电工程将KRS信号从目前的DCS网络中独立出来,并采用中核集团完全自主知识产权的核安全级DCS平台龙鳞系统(NASPIC)作为本变更改造项目的首选方案,本文介绍了NASPIC的原理、主要设备功能、网络配置、软件配置以及在方家山核电厂的应用。变更已在方家山1号机组第2次(102)大修中实施完成,系统运行稳定。