核电厂安全级DCS缺省值设置策略研究

针对数字化仪控系统中无效信号的质量位随意蔓延使系统处于一种不确定状态的问题,结合核电厂运行工况和信号特性,对龙鳞平台故障诊断机制和信号质量位标识进行研究。考虑故障安全准则,系统性地提出缺省值设置原则。从信号执行功能和信号边界两个维度进行分析,确认缺省值的设置范围,并详细给出执行保护功能、报警功能、维护和试验功能信号的缺省值设置策略。同时,针对传统的缺省值验证方式无法全面、有效地进行缺省值验证的问题,提出一种利用全范围模拟机和虚拟数字化控制系统(DCS)进行缺省值验证的新方法。利用该方法可有效地对DCS内设置的缺省值进行系统性的验证。所提出的缺省值设置策略和验证方法可为后续核电厂安全级DCS的缺省值分析和设置提供全面的指导。

DCS系统在燃气输配控制中的应用研究进展

为探讨DCS系统在燃气输配控制中的应用,并分析其通过实时监测和控制关键参数来提高系统效率和安全性的能力。采用DCS系统对天然气输配网络进行实时监测和控制。通过对天然气管道的压力、温度、流量等关键参数进行实时采集和调节,确保系统运行在稳定、高效的状态。同时,利用DCS系统的强大数据采集、处理和分析能力,对输配过程中的故障和异常情况进行快速诊断和处理,以提高故障排除的效率。此外,DCS系统还支持网络化和远程控制功能,实现对不同地理位置的天然气输配网络的集中监管和管理。结果表明:通过应用DCS系统,燃气输配控制实现了高效、准确和可靠的管理。实时监测和调节关键参数确保了系统运行的安全性和稳定性。快速诊断和处理故障和异常情况提高了故障排除的效率。网络化和远程控制功能实现了对不同地理位置的天然气输配网络的统一监管和管理,提高了管理效率。DCS系统在燃气输配控制中的应用具有重要意义和潜力。通过实时监测和控制关键参数,可以提高系统的效率和安全性。然而,该系统的应用也面临一些挑战,如高成本、技术难题以及应急处理等方面的问题。因此,需要进一步的技术研发和应用实践来不断提升DCS系统的性能和可靠性,以更好地满足燃气输配控制的需求。

安全级DCS网络安全标准分析与实施原则研究

随着越来越多的数字技术、通信协议和软件应用于核电厂安全级分布式控制系统(DCS),网络安全在核电厂和安全级DCS中的地位日益重要。近年来,国内外网络安全标准陆续发布。网络安全标准要求存在差异,如何选择标准要求、如何实施对应的网络安全技术需要理论支撑。通过国内外网络安全标准要求研究,给出标准实施的建议。采用对比分析方法,分析了国内外网络安全标准的差异,分析了网络安全标准要求执行的难点。结合核电安全级DCS技术背景,提出了标准要求在工程项目中应用的基本原则。考虑了安全级DCS功能安全与网络安全协调的要求。提出的原则可为安全级DCS网络安全标准要求实施、技术措施的选择提供理论依据。

核电DCS网络安全防护技术研究

核电数字化控制系统(DCS)属于国家关键信息基础设施(CII),亟需为其建立综合防御、积极防范、本质安全的网络安全保障体系。基于国家标准法规技术要求,结合核电DCS业务特点、安全现状,对DCS网络安全防护技术进行了深入研究,形成了满足核电DCS业务需求和网络安全等级保护四级技术要求的整体防护技术方案。防护技术方案以“一个中心、三重防护”为设计核心,基于自主研发的网络安全产品,创新应用多项保障DCS业务安全的关键技术,采用安全区域划分、分布控制、集中管控等安全措施构建了网络安全综合防御体系,有效提升了核电DCS防护能力。相关技术已在多个核电工程项目落地,应用效果良好,为其他领域的国家CII系统网络安全建设提供了良好的示范和借鉴。

安全级DCS响应时间分析及异常判断方法研究

为解决核电厂安全级数字化控制系统(DCS)响应时间验证方法在充分性、准确性方面的不足,对系统响应时间数学模型进行分析。根据分析结果以及DCS模块及器件的特征和参数,对系统响应时间进行理论计算。通过模型仿真及测试试验,对理论计算结果进行验证。验证结果证明了理论模型的正确性。基于此理论模型,提出了系统异常的判断方法。分析及测试结果表明,该方法能够应用于测试验证实践,并且能够更充分和准确地判断系统响应时间是否满足要求,以及被测DCS是否存在异常。

基于三电平DC/DC变换器的混合储能系统控制策略

针对城轨交通电压等级高、能量流动大以及启动制动频繁等问题,提出一种基于三电平DC/DC变换器的混合储能系统控制策略。能量型储能装置通过并联扩容以满足高能量需求并起到维持直流牵引母线电压稳定的作用,功率型储能装置满足启动制动工况下的高功率需求并起到提高动态响应特性的作用。采用低通滤波器实现EESD和PESD的指令功率分配,采用下垂控制实现多组线路阻抗不同的EESD的功率均分,采用电压补偿控制减小直流牵引母线电压的控制误差。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上进行了充放电、启动制动、轻载重载等工况下的仿真实验,验证了该控制方案的可行性和有效性。

非安全级DCS控制柜I/O卡件供电及通信设计优化

由于分布式控制系统(DCS)卡件供电及通信方式配置不合理,存在单块输入/输出(I/O)卡件底座故障导致同一列下游卡件同时故障,进而导致机组非计划停堆或面临大瞬态的问题。创新性地对核电厂DCS控制柜I/O卡件供电及通信方式进行了研究。结合硬件属性,全面分析了当前设计下对后续机组安全、稳定运行产生的不利影响,并对同行核电厂不同DCS平台I/O卡件供电及通信设计开展调查。从可靠性和可维护性角度,针对性地提出优化方案,并成功对170台控制柜完成优化改造。该研究有效规避了机组商运后的大量技术改造和验证工作,提高了机组商运后运行的安全性、稳定性和经济性。

核安全级DCS多节点环网光切换矩阵技术的研究

为保证核安全级分布式控制系统(DCS)多节点环网双向、大容量数据的可靠通信,介绍了一种基于光纤通信的多节点环网光切换矩阵技术,并设计开发了环网光切换矩阵模块。该模块采用按照特定的盘纤方式组成的两个非保持型光开关及供电模块,即插即用,免去了盘纤和繁琐的组网环节,可对环网进行灵活配置。该模块支持动态光路径管理、光网络故障保护功能。该技术解决了目前复杂网络中的光路切换和控制问题,实现了核安全级DCS中环网通信的容错设计,提高了产品的可靠性和可用性。

池式钠冷快堆DCS优化对SBO事故安全影响的研究

池式钠冷快堆技术在我国快速发展。随着相关技术发展和工程经验的积累,为了在保障机组安全运行的基础上提升全寿期经济性,在新建快堆项目上以“集中显示、分布控制”技术思路为指引,对分布式控制系统(DCS)架构进行优化,以压缩DCS规模和相关电缆用量。对DCS的支持系统--交流不间断电源(UPS)和机柜间通风系统同步进行了优化,提升了DCS电源保障程度。优化通风系统运行方式并核算确认事故条件下环境温度满足DCS机柜运行要求。基于快堆固有安全性,分析上述优化内容对机组全厂断电(SBO)工况下的反应堆安全功能的影响,确保反应堆、人员、环境的安全。研究成果应用于池式钠冷快堆的新建项目,压缩了DCS整体成本,为同类堆型的DCS架构设计及相关安全影响分析提供参考。

DCS/ESD在天然气净化厂的设计优化

主要论述DCS/ESD在天然气净化厂设计中存在的问题,通过分析产生问题原因,提出相应的优化措施,以提高DCS/ESD的可靠性、稳定性,从而确保天然气净化装置的平稳运行。

一种优化的DCS通信接口方案

以TDC3000分散控制系统(DCS)作为实例,分析了传统DCS的对外通信接口,阐述了一种改造的通信接口方案,以原有的DCS网关机为基础,引入独立OPC(OLEforprocesscontrol)服务器、可扩展标记语言(XML)通信媒介和改进的安全隔离系统3项新技术,不仅保证了DCS与外部系统接口的安全可靠性,而且提高了数据通信的高效性和通用性。

DCS仿真系统在教学中的应用

本文就我们学院实验室引进的DCS仿真系统讨论了其在教学中的应用及培训方法。实验结果表明 :仿真训练对学生了解化工过程的工艺和控制系统的动态特性 ,提高对工艺过程的运行和控制能力具有特殊的效果。

DCS在铜冶炼余热锅炉自动给水系统中的应用

主要介绍了DCS在铜冶炼余热锅炉自动给水系统中的应用。针对生产工艺对给水控制的特殊影响以及系统的特殊性,设计了相应的控制方案,并对系统的结构特点和功能进行了阐述。最后介绍了余热锅炉自动给水控制系统与总厂MES的整合。

DCS与DEH通讯存在问题及解决方案

文章介绍了EMERSON公司的OVATION DCS系统与新华公司的XDPX 400 DEH系统采用TCP/IP通讯存在的问题及解决方法,讲述了采用双通讯通道实现通讯冗余的方法,解决通讯不能冗余的问题,提高了DCS与DEH两系统之间通讯的可靠性。

适用性分析在核级DCS设备鉴定的研究和应用

依据HAF 102《核动力厂设计安全规定》法规5.5节要求,核电站安全级DCS需要进行设备鉴定。国内外通常是对通用平台进行鉴定。当平台应用到不同核电厂环境时,IEC/IEEE 60780-323虽然认可基于已完成的型式试验结果通过分析进行鉴定,但没有提出分析方法的具体要求。国外采用的分析法仅限于同一堆型不同机组间,以及系统架构及功能基本一致的情况,缺乏适用于不同堆型和架构的通用方法。通过对标准和核级分布式控制系统(DCS)特性的深入研究,创新性地提出了6维度分析模型,创建了基于鉴定试验机理的影响分析技术。该方法成功应用到二代、三代和四代堆型的多个核电厂安全级数字化DCS设备鉴定工作中,确保了鉴定结论有效,保证了核电厂的安全性。该研究成果为核电厂数字化DCS应用于不同堆型和应用环境的设备鉴定提供了一种通用的分析方法,具有较高的借鉴价值。

基于HOLLiAS MACS平台的储槽液位和锅炉温度DCS设计

以和利时HOLLiAS MACS平台的组态软件和FM系列硬件的主控单元以及FM148、FM143、FM151等模件为主，配置了储槽液位和锅炉温度DCS系统。作者给出了该系统的硬件及分层结构，详细介绍了该系统的设计及组态过程。运行结果表明，基于MACS平台的液位和温度DCS系统能较好地满足工艺要求。

自主核级DCS首台套的质量保证管理与实践

和睦系统是我国首个具有完全自主知识产权的核级数字化仪控系统(DCS)平台。阳江5号机组是我国首台真正实现DCS设备100%自主化、国产化的百万千瓦级核电机组。如何做好自主核级DCS首台套的质量保证,国内尚缺乏质保工作经验的支撑。核级DCS设计制造需要遵循核安全法律法规要求。结合以往DCS设计制造的实践经验,广利核提出了核级DCS全生命周期质量保证过程,尤其标准化了复杂DCS系统的测试过程以及核级软件的验证与确认(V&V)活动。全生命周期的质量保证过程应用在阳江5号机组工程应用过程中的良好实践,为核电领域相关单位后续开展核级DCS设计制造质量保证提供借鉴。

核电厂安全级DCS功能安全通信研究与分析

通信功能作为核电厂安全级分布式控制系统(DCS)中的重要组成部分,其功能安全特性是整个1E-DCS系统功能安全的重要组成部分.采用IEC 61784-3中阐述的通信功能安全分析方法,研究和分析了中国核动力研究设计院自主研发的核电厂安全级DCS平台NASPIC所使用的NASBUS通信协议,得出了该通信协议中所使用的安全协议符合标准规范中所要求的结论,且通信协议中使用的循环冗余校验(CRC)技术使得NASBUS协议帧的残余错误率满足安全完整性等级3(SIL3).

基于SHEL模型的船用核动力DCS深度安全体系研究

为保证船用核动力系统运行安全,研究船用核动力分散式控制系统(DCS)深度安全体系。通过分析船用核动力DCS原理架构,提取DCS深度安全特点;基于复杂系统SHEL模型分析DCS运行软件、硬件、环境及人员等深度安全因素;从顶层安全管理、总体安全架构及防护技术体系等3个方面构建船用核动力DCS深度安全防护体系;基于DEMATEL方法计算分析DCS深度安全防护体系要素的影响度、被影响度、中心度和原因度,识别DCS深度安全防护体系的核心及要点。结果表明:针对复杂的船用核动力DCS深度安全影响因素,能够从管理、架构、防护技术等方面进行深度安全防护,尤其需要关注安全教育与培训、安全管理制度、病毒防护、入侵防护等核心要点。

安全级DCS项目信息安全防范计划与实施

安全级分布式控制系统(DCS)执行反应堆保护功能,其信息安全防范尤为重要.信息安全防范计划在项目开始前编写完成,通过对安全级DCS生命周期各个阶段规定必要的管理和技术措施,消除或缓解系统和软件受到非法修改、操作、破坏和信息泄露的威胁,同时通过相关记录或技术措施进行问题追溯,从而达到消除安全防范问题隐患的目的,防止安全级DCS遭受危及安全功能的恶意破坏.实施计划对安全级DCS生命周期信息安全防范计划的制定和实施进行了详细说明,用于指导安全级DCS的信息安全防范工作,并为DCS厂家编写安全防范计划提供参考.