核电站数字化仪控DCS
浅谈核电站DCS控制系统的调试
工 程 技 术77科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.10.077浅谈核电站DCS控制系统的调试①胡瑞涛 盛巍巍(中国核电工程有限公司华东分公司 浙江嘉兴 314300)摘 要：随着工业自动化技术和计算机应用的快速发展，DCS控制系统在核电行业中得到了广泛的应用，它的运行稳定与否决定着整个核电站的稳定和安全。
本文在总结海南昌江核电站DCS控制系统调试经验的基础上，论述了核电站DCS控制系统调试的特点、调试的准备、调试的主要内容、调试关注的问题等，为其他核电项目DCS调试提供参考和借鉴。
关键词：核电站 DCS 调试中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)04(a)-0077-02随着工业自动化技术和计算机应用的快速发展，DCS 控制系统在核电行业中得到了广泛的应用，DCS控制系统作为核电站监控的重要组成部分，它的运行是否稳定，决定着整个核电站的稳定运行和安全。
因此通过前期调试阶段对DCS控制系统的功能及性能的验证，对后期核电机组安全、可靠稳定运行有着重大的意义。
昌江核电站采用全数字化DCS仪控系统，采取集中管理、分散控制监视和通信。
本文在总结昌江核电站调试经验的基础上，分析了核电站DCS调试的特点、调试的内容、调试的关注问题等，希望能为其他电站提供借鉴经验。
1 核电DCS控制系统调试的特点DCS控制系统前期调试由于控制机柜等设备供货及现场施工条件限制等原因，安装时间晚，但要求投入运行时间早，采取安装单位与调试单位共同调试的方式。
核电DCS控制系统I/O点多，整体DCS系统规模庞大，调试过程贯穿整个核电调试周期。
DCS控制系统调试接口复杂，调试的配合与协调难度较大，存在交叉作业风险，在进度方面也受其他专业制约。
由于涉及核安全，DCS控制系统调试的准备、实施、过程监督都多方要严格把关，采取调试方和业主方共同管理的方式。
核电站数字化仪控系统简介
ECP 命令、ESFAS 命令、多样化系统（如果有）命令、来自 后备盘或安全VDU的1E 级单个手动（如果有）命令高于NC 级命令。
优先功能取决于I&C 的安全功能分级，并依照相应的可靠性进 行设计和实施。
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可试验性
保护系统：
（1）反应堆紧急停堆 RTS （2）专设安全设施 ESFAS 安全监测系统: （1）事故后监测系统 PAMS
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紧急停堆
系统结构及功能
紧急停堆所需自动监测的变量： 中子注量率
反应堆冷却剂温度 反应堆冷却剂系统压力（稳压器压力） 稳压器水位 反应堆冷却剂流量和反应堆冷却剂泵断路器断开 反应堆冷却剂泵转速 蒸汽发生器给水流量 蒸汽发生器水位 汽轮发电机运行状态（保护流体低压信号和低压缸截止
设计准则
系统自检：自检应包括但不限于RAM 和ROM 故障检查、运算处理单 元故障检查、数据链接存储器检查、CPU 看门狗定时器复位检查、通 讯状态检查、IO 模块和接线检查、外围模件检查等。
定期试验：试验范围应覆盖DCS 系统的如下部分：保护和安全监测系统、 ATWT 系统及其他有特殊要求的NC 系统，并且应进行全通道试验，从探 测器至驱动器。遵守IEC 60671。
在反应堆装置运行时以及停堆后一定时间内，由于辐 射的原因，对大部分设备来说人员是不能接近的；
系统安全性、可靠性要求高，运行质量直接与仪控系 统性能相关；
控制和监测核燃料裂变链式反应及堆芯状态监测的必 要性；
大量核物理、热工、水力及其它一些直接测量无法得 到的参数计算多，且精确性和实时性要求高。
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浅析核电站安全级数字化仪控系统机柜盘台设计制造及应用
浅析核电站安全级数字化仪控系统机柜盘台1设计制造及应用吕占龙 叶婷（北京广利核系统工程有限公司，北京100094）摘 要：数字化仪控系统（DCS ）是核电站的神经中枢系统。
本文以辽宁红沿河#3#4 CPR1000核电机组安全级DCS 首次使用国产化机柜盘台为背景，系统性总结并阐述了在安全级DCS 机柜盘台国产化进程中从设计、制造到应用过程的若干重要环节，供安全级DCS 机柜盘台设计、采购及外协加工管理、质量保证、质量控制、项目管理相关人员参考。
关键词：数字化仪控系统 DCS 安全级 机柜 盘台 设计 样机 鉴定 量产 1 背 景红沿河核电站为我国东北首个单机百万千瓦核电站，其#3#4机组安全级DCS 使用的机柜盘台由北京广利核系统工程有限公司（CTEC ）进行设计及制造。
单台机组的安全级机柜数量如下表： 1单台机组的安全级盘台数量如下表：1本文中的机柜盘台并不包含机柜盘台内的其它电气及安装设备，即柜盘体本身的机械结构件。
安全级DCS 的机柜盘台，是关键的制造设备，也是DCS 的关键路径。
其顺利制造完毕，可为项目后续的装配、测试的顺利开展提供前提条件。
其从开始设计到量产，直到为核电站供货，期间历时长、质保要求严格、加工难度大、参与接口众多，是个系统工程，最重要的是需要从整体上进行合理规划。
2 安全级DCS 机柜盘台设计到量产中主要活动1) 取得民用核安全设备设计许可证； 2) 设计研发量产立项及组织确认； 3) 设计研发质保大纲及质量计划发布； 4) 需求分析； 5) 工艺路线确认； 6) 图纸设计及发布；7) 取得民用核安全设备制造许可证； 8) 外协厂选择； 9)鉴定用样品制造；10) 鉴定试验及总体鉴定结论；11) 量产外协厂确定及合同签订前准备工作； 12) 合同签订；13) 外协生产过程的质保大纲及质量计划发布； 14) 制造先决条件审查确认； 15) 量产及进货检验。
3 主要活动中的若干重要环节探讨 3.1 设计开始前的准备工作3.1.1熟悉我国核安全法律法规体系。
DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化
DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化随着能源需求的增长，核电站成为人们关注的焦点之一。
核电站的安全性和稳定性是至关重要的，而自动化控制技术在核电站的运行中起着重要作用。
本文将重点探讨DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化。
一、DCS系统的概述DCS系统，即分散式控制系统（Distributed Control System），是一种用于工业控制的先进技术。
它将控制系统分为多个分布式节点，实现对核电站各个子系统的控制和监视。
核电站的运行涉及到各种参数的实时监测和控制，DCS系统的引入可以提高运行的可靠性和稳定性。
二、DCS系统在核电站的自动化控制中的应用1. 监测和控制核反应堆核反应堆是核电站的核心设备，DCS系统通过实时监测和控制反应堆的物理参数，如温度、压力、流体等，来确保核反应堆的安全运行。
DCS系统可以实现对核反应堆进行自动控制，如控制反应堆的功率、核燃料的补给等。
2. 锅炉和蒸汽发生器的控制核电站的锅炉和蒸汽发生器是产生蒸汽供给蒸汽涡轮机的重要设备。
DCS系统可以监测和控制锅炉和蒸汽发生器的温度、压力、流量等参数，保证其正常运行。
同时，DCS系统可以对锅炉和蒸汽发生器进行自动调节，提高能源利用效率。
3. 辅助设备的控制核电站还包括许多辅助设备，如冷却水系统、通风系统等。
这些辅助设备的运行情况直接关系到核电站的安全性和效率。
DCS系统可以通过监测和控制这些辅助设备的运行参数，如水流量、风量等，来确保其正常工作状态。
三、DCS系统在核电站中的优化应用1. 能源优化核电站的能源利用效率直接影响到其经济性和环境友好性。
DCS系统可以通过对核电站各个子系统的集中监测和控制，实现能源的优化利用。
例如，可以通过自动控制核反应堆的功率，使其在最佳工作状态下运行，同时调整锅炉和蒸汽发生器的参数，提高热能的转换效率。
2. 故障诊断与预测DCS系统通过实时监测和分析各个设备和系统的工作参数，可以进行故障诊断与预测。
核电站数字化仪控系统简介
2010年05月28日13:25:04查看数：162 摘要在总结不同时期核电站仪表控制系统应用特点和发展趋势的基础上，以两座典型的核电站全数字化仪控系统为例，结合核电站仪控系统的特点及设计准则，进行详细的系统结构和功能分析，并提出我国新世纪核电站数字化仪控系统的改造与设计思路。
关键词过程控制DCS 智能化以太网现场总线核电站的仪表和控制系统是核电站的重要组成部分，机组的安全可靠、经济运行已经在很大程度上取决于仪表控制系统的性能水平。
从我国已经建成的和在建的核电工程来看，核电站的仪控系统经历了三个阶段。
第一阶段是以模拟量组合单元仪表为主的控制系统，如正在运行的我国300 MW秦山核电站主控制系统应用的FOXBORO公司的SPEC200组装仪表，大亚湾2×980 MW核电站主控制系统采用的Baily 9020系统也属于这一类。
其模拟量仪表采用小规模集成电路运算放大器为基础的元件来控制，逻辑量仪表采用继电器等硬逻辑电路来控制。
因而系统所需要的仪表控制器件数量多，运行操作管理和维护工作任务重，大部分采用手动操作，主控室布局也显得较大。
第二阶段是以模拟量和数字量混合运用的主控制系统，这一类实际是核岛系统仍采用小规模集成电路运算放大器为基础的模拟量元件来控制。
而部分常规岛和辅助系统采用PLC自动控制系统，结合软件自诊断技术、冗余技术和网络通信技术，减少很多硬接线和就地控制柜，提高了系统运行可靠性。
刚刚建成的广东岭澳核电站（2×980 MW）仪表控制系统就属于这一类。
第三阶段称为全数字化仪表控制系统，它将应用成熟的常规电站分布式控制系统（DCS）加以改进并移植过来，全面应用在常规岛、BOP、核岛部分，构成核电站全新数字化仪表控制系统。
现阶段应用比较典型的全数字化仪控系统有：日本日立等公司开发的NUCAMM－90系统、法国法马通公司N4控制系统、ABB公司的NUPLEX80 系统、美国西屋公司的Eagle21 WDPFⅡ系统以及我国在建的田湾核电站所采用的德国西门子公司的TELEPERM XP XS系统等。
核电数字化仪控系统仿真与工程实施
ｍ ａ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ － ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ，ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｆ ｕ ｌ ｌ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ （ Ｆ Ｓ Ｓ ）ｔ ｕ ｒ ｎ ｏ ｖ ｅ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ ｌ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｄ Ｃ Ｓ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
问题 ， 对 几种 Ｄ Ｃ Ｓ仿真 技术 方法 进行 了综 合分 析与 评价 ， 并 给 出了这 些方 法 的优选 顺序 。结 合 核 电 Ｄ Ｃ Ｓ 工 程 实施 特 点及 其 工程 验 证
方法 的局 限性 ， 提 出 了一种 既能 满足 Ｆ Ｓ Ｓ交付 进度 。 又 能提 高 Ｄ Ｃ Ｓ 工程 验证 质 量 的 Ｄ Ｃ Ｓ ／ Ｆ Ｓ Ｓ 工 程综 合 实施 方 案 。该 优选 顺 序及 综 合
核电厂DCS控制系统的可靠性与可用性分析
核电厂DCS控制系统的可靠性与可用性分析摘要：现代技术发展迅速，产品竞争激烈，人们对产品的需求不再仅仅满足于价格便宜、功能好用，还需要可靠耐用。
因此，高可靠性的产品就意味着更强的核心竞争力。
产品可靠性首先是设计出来的，而核电厂安全级DCS（分布式控制系统）作为核反应堆安全运行的重要保障设备，本身就有严格的可靠性要求，开展可靠性设计活动有十分重要的意义。
关键词：核电厂；DCS；可靠性；核电厂数字化仪控系统（简称DCS）的可靠性是系统设计、研发、操作、维护人员共同关心的问题。
对于核电厂DCS，特别强调其可靠性、可用性、易测性、可维护性等要求，要求其能在恶劣环境下完成数据采集和处理、控制和调节、诊断、通讯及信息管理等。
一、影响DCS可靠性的因素1.电源系统。
电源是 DCS 的关键部分，通常包括主机及网络电源、控制器电源和 I/ O 工作电源。
这些电源主要对控制系统设备、各控制模块、I/O模块和现场设备（如变送器、信号反馈、控制操作等）供电。
一旦电源发生故障，会使整个控制系统瘫痪，造成重大后果。
2.网络系统。
影响DCS网络正常通讯的主要因素如下：（1）系统运行时在线调试实时通讯，因配置冲突导致网络故障。
（2）为同其他上位系统通讯，在实时数据网络增加接口或更改网络结构，导致网络异常。
（3）日常使用过程中由于控制器负荷率过高，影响网络正常工作。
（4）通讯设备质量问题导致网络异常或网络中断，如交换机故障，光纤发生断线等质量问题严重影响通讯网络的正常使用。
3.软硬件。
根据近年来对 DCS 使用情况的统计和分析，DCS的软硬件应用中出现的问题主要表现在如下几个方面：（1）由于DCS 及其外部电路都是由半导体集成电路（I C）、晶体管和电阻电容等器件构成，这些电子器件不可避免的存在失效率的问题。
所以这些器件的可靠性将直接影响DCS系统的可靠性。
（2）软件系统的不成熟，经常出现死机、脱网以及控制模块输出异常等现象。
（3）软件系统的安全性不完善。
核电站数字化仪控
计算机化的核电厂专用设备产品开发与应用。诸如：核测系统、堆芯仪表系 统、棒控系统。
安全系统的软件研制、开发、鉴定已有相应的标准可使用并有多家公认的权 威认证机构 。
核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
核电站仪控系统采用数字化已是一种迫切的需要和必然的趋势
安全控制区
电厂概 貌
辅助控制区
主控制区
监视与交流区
田湾核电站主控室
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
核电站仪控系统采用数字化已是一种迫切的需要和必然的趋势
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
一、仪控系统 前言 中国核电仪控发展历程 核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景 二、先进控制室
三、数字化仪控关键技术
1
一、仪控系统
2
前言
大型先进压水堆核电厂的数字化仪控系统是以计算机、网络通讯为基础 的分布式控制系统的系统，它进一步引入和开发面向状态的诊断技术、智能 化报警技术、数据库技术、符合人因工程要求的人机界面、先进的主控室等 现代技术，并采用系统化的控制室功能分析和分配、操纵员作业分析等设计 技术，以及面向核电厂运行安全状态的操作员支持系统包括智能诊断与智能 报警为基础的计算机化操作规程等。
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
数字化仪控的应用和发展
计算机技术、网络技术快速发展和广泛应用，已有多种成熟、可靠的DCS 商业产品。国内火力发电机组已成功应用自主知识产权的DCS，国内、国 外DCS产品已形成了竞争的局面。
核电站非安全级DCS仪控故障报警设计
核电站非安全级DCS仪控故障报警设计摘要：DCS以其功能强大、系统组态灵活、人机界面友好、工作稳定、安全、稳定等优点而受到广大电力企业的广泛关注。
DCS是影响生产管理水平和设备安全的重要因素，仪表故障预警是DCS的总体工作状态，是反映DCS系统可靠性和可用性的重要指标。
因此，DCS必须具有仪表控制的故障诊断与处理能力，能够在故障出现时快速发现故障，找到故障的根源，并及时采取相应的措施，使整个系统恢复正常运行。
本文从仪表控制故障分类、仪表控制故障显示、仪表控制故障分析和处理四个方面进行了深入的研究，并对故障的处理方法进行了全面的阐述。
这种仪表控制系统的故障报警系统，对正在建设的电厂和其它工业中的仪表控制系统的故障报警和处理具有一定的借鉴意义。
关键词：分布式控制系统；仪控故障；报警；平台自诊断1引言DCS（Digital Controller System），即数字化仪表控制系统，是一种先进的控制计算机系统。
核电站是国民经济的基础性、战略性产业，是我国发展核电事业和保障国家能源安全的重要组成部分。
仪表控制系统是核电站的重要组成部分，为核电站各生产设备提供数据采集与监测及安全运行的功能，保证电厂各个生产设备正常运行及可靠运行。
对于核电站来讲，DCS就好比人的大脑，它能通过各种输入输出信号对各生产系统进行综合控制。
仪控系统故障报警和自动检测装置的设计与应用对核电站安全稳定运行起着重要作用，仪控报警和自动检测装置能够实时准确地检测出各种数据和参数变化以及各种异常情况，及时发现、消除故障，使机组保持良好的运行状态。
以下将对核电站非安全级DCS仪控故障报警设计展开探究。
2仪控故障诊断2.1 控制柜诊断2.1.1 控制柜平台自诊断在对核电站 DCS系统进行设计时，往往需要从总体上考虑其整体架构、系统组成、通讯方式等问题，而这一过程一般较复杂和耗时。
此外，仪表控制系统的结构相对比较复杂，需要进行大量的参数配置和逻辑测试，这使得故障报警系统的维护难度加大。
阐述核电厂模拟机DCS仿真技术
阐述核电厂模拟机DCS仿真技术目前，我国核电站的发展堆型是以百万级大机组为主，无论是以M310为基础改进形成的二代半压水堆CPR1000及CP1000，还是直接引进了三代堆技术AP1000和EPR，这四种堆型在国内都有项目在实施，而且会成为我国一定时间内的主流堆型。
这些大机组的特点是都实施了数字化仪控系统，提高了机组生产的安全性和可靠性。
作为核电站的重要培训设施，数字化模拟机在操纵员的培训和取证考试以及真实DCS系统调试与优化方面发挥着十分重要的作用。
这样一来，如何从性能、成本等多方面因素综合考虑仿真方案开发数字化模拟机成为电站模拟机维护人员关注的重点。
1 DCS仿真的实现方式与常规硬盘台模拟机不同，数字化仪控模拟机（DCSFSS）设计开发时不仅要考虑电厂工艺系统的模拟，还要考虑DCS在全范围模拟机中的实现方案，目前核电站模拟机DCS仿真主要有三种形式：纯模拟（Simulation）、虚拟实物模拟（Emulation）、实物模拟（Stimulation）。
1.1 纯模拟（Simulation）纯模拟，使用模拟机开发环境下的建模技术来复现参考机组的系统或子系统。
被仿真的系统的性能和逼真度满足基于参考机组设计和运行数据而规定的功能和运行限定。
纯模拟仿真机的实现方式主要有两种：一种是由DCS仿真开发商使用仿真平台下的建模软件，根据真实机组DCS组态资料（I/O清册、控制逻辑以及HMI人机接口图形界面等）重新开发组态数据供模拟机使用，这一过程包括仿真DCS部件库的建立、控制逻辑程序的编制、图形界面的绘制及动态定义等几个步骤。
另一种是DCS仿真开发商利用成熟的工程翻译软件将真实机组DCS 的组态数据翻译成可供模拟机使用的数据后，再与工艺系统的仿真模型进行集成。
而前一种方式生成的仿真DCS软件其可逼真度相对较低，且前期开发时间较长，一般不建议考虑用该方式进行纯模拟DCS仿真机的开发。
1.2 实物模拟（Stimulation）实物模拟，在模拟机中使用电站的真实系统或子系统的真实硬件和软件来复现参考机组的相应系统或子系统。
核电DCS 行业报告
核电DCS 行业报告一、行业概况。
核电DCS（数字控制系统）是指在核电站中用于监测和控制核反应堆及其相关设备的数字化控制系统。
随着核电行业的发展，核电DCS系统在核电站中的应用越来越广泛，成为核电站安全、稳定、高效运行的重要保障。
二、市场需求。
随着全球能源需求的增长和对清洁能源的需求，核能作为一种清洁、高效的能源形式受到越来越多国家的重视和发展。
核电DCS作为核电站的核心控制系统，其市场需求也随之增长。
特别是在一些新兴核能国家，对核电DCS系统的需求更为迫切。
三、发展趋势。
1. 数字化与智能化，核电DCS系统将向数字化、智能化方向发展，通过引入先进的信息技术和人工智能技术，提高系统的自动化水平和智能化程度，提升核电站的安全性和运行效率。
2. 高可靠性与安全性，核电DCS系统的可靠性和安全性是其发展的重要方向，将采用更加严格的技术标准和安全措施，确保系统在各种极端情况下的稳定运行。
3. 网络化与互联互通，核电DCS系统将向网络化、互联互通方向发展，实现与其他核电站及能源系统的互联互通，提高核电站的整体运行效率和灵活性。
四、发展机遇。
1. 国际合作，随着全球核能发展的趋势，国际合作将为核电DCS系统的发展带来机遇，通过国际合作，可以引进先进技术和经验，提高国内核电DCS系统的水平。
2. 政策支持，一些国家对核能产业给予政策支持，包括核电DCS系统的研发和应用，这将为核电DCS系统的发展提供良好的政策环境和市场环境。
3. 技术创新，随着科技的不断进步，核电DCS系统的技术也在不断创新，新材料、新工艺、新技术的应用将为核电DCS系统的发展带来新的机遇。
五、发展挑战。
1. 安全风险，核电DCS系统的安全风险是其发展的重要挑战之一，需要加强系统的安全设计和安全管理，减少系统的安全隐患。
2. 技术壁垒，核电DCS系统的技术要求较高，技术壁垒较大，需要加强技术研发和人才培养，提高国内核电DCS系统的自主创新能力。
核电站DcS仪控系统网络信息安全产品的研究与应用
核电站DcS仪控系统网络信息安全产品的研究与应用摘要：现当今，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。
关键词：核电站；DcS仪控系统；网络信息安全引言核电站采用了数字化设备后，使人机界面设计具有更高的灵活性，通过核电站操纵员、控制对象和仪控系统的充分结合，实现了核电站安全、可靠运行。
数字化技术的应用中数字化仪控系统的人机界面设计使操纵员能方便、快捷地对核电站信息进行监督和控制。
全面的质量管理为核电站设计的顺利实施打下坚实基础。
但在核电站DCS人机交互界面设计过程中，也出现了一定数量的质量问题。
本文分析识别了核电站DCS人机交互界面设计质量管理过程中的质量管理问题，对设计流程和质量管理过程进行了优化，并且将FMEA和六西格玛方法运用到核电站的质量管理过程中，为后续研究提供了新的思路。
1可用性测试问题剖析1.1缺乏整体指标的验证核电DCS包括安全级平台和非安全级平台，而可用率指标99.99%是对整个DCS系统的要求，部分核电项目在DCS可用性测试时仅分别测试和计算了两个平台的指标，缺乏整个DCS系统的指标验证。
因为在可用性上，两个平台是串联关系，单个平台的可用性满足99.99%，不能保证整个DCS满足99.99%。
1.2可用性计算公式使用不规范在可用性测试过程中，可用性计算公式使用不规范，对于公式中参数的定义混乱。
比如对于公式中的总数N，有的项目安全级平台的可用性计算中的“N”使用大类的总数（如网络通信类中所有模块类型的总数），而有的项目使用的是具体模块类型的总数，对总数N的定义不统一。
AP1000第三代核电站数字仪控系统DCS
AP1000第三代核电站数字仪控系统DCS第三代核电 2009-09-30 19:41 阅读36 评论0字号：大中小AP1000第三代核电站数字仪控系统DCS简介：1. AP1000 仪控系统是一个先进的分散式计算机控制系统(即DCS)。
它是在已获美国NRC 许可证的AP 600 基础上又作了一些改进与发展，主要体现在反应堆保护系统的设计上, AP600 采用的是西屋已很成熟的Eagle 系统, AP1000 则提供了二套方案，一套是沿用AP600 的Eagle 方案，另一套是在此基础上改进的Common Q 系统。
由于AP600 已获得许可证，所以Common Q 在很大程度上都维持了原AP600关于I&C系统的功能要求，以使二者在硬件和软件方面能最大限度地兼容。
2. DCS 系统设备可分为二大类：一为安全级设备（1E 级），执行反应堆保护、专设安全系统驱动等功能。
一为非安全级设备（非1E 级），执行电厂控制、数据采集、显示、记录以及多样性驱动系统等功能。
3. 90 年代中：西屋在WDPF 的基础上经改进成为现在的OVATION 系统，它在常规电厂及核电站非1E 级的仪控系统中得到相当广泛的应用。
对1E 级(核安全级)系统则又开发了COMMON Q 系统（是Ea gle 的改进）。
2000 年后( ADVANT+OVATION 系统) ：西屋的核电部份和美国另一家重要的PWR 核电供应商ABB/CE 公司先后加入了英国的BNFL公司，由于ABB/CE 也是一家在核电仪控方面能力相当强的公司，它早已取得NRC 的证书，特别是它的1E 级部分(ADVANT)包含有核级堆芯计算机，可以作DNBR 和LPD的在线计算与保护。
4. 应用公司系统应用说明西屋WDPF+EAGLE21 技术改造OVATION+ COMMON QABB/CE NUPLEX80+ADVANT 韩APR1400，美PLAO西屋+ABB OVATION+ ADVANT西门子TXP+TXS田湾核电站EDF/FRA N4 N4电站FANP TXP+TXS （FANP是FRA和西门子联合公司）。
核电站安全级DCS系统及软件安全分析
核电站安全级 DCS系统及软件安全分析摘要：对于核电站安全级DCS系统来说，除了要监视并控制保护系统工艺参数符合运行要求之外，还要避免安全级DCS系统自身故障导致的保护系统降级或者跳堆。
在核电站的运行水平方面，在保证安全性要求的前提下，系统修复所用的时间越少，则运行经济性越好。
核电站的日常运行维护主要由预防性维护和纠正性维修组成，对于保护系统而言，预防性维护主要包括：机柜报警巡检、保护系统周期试验和数据备份；纠正性维修主要包括硬件故障的应急处理和软件组态修改，将危害和风险消除或控制在可接受范围内，确保核电站安全稳定运行。
关键词：核电站；安全级DCS系统；安全级应用软件；危害分析核电站数字化控制系统是保障核电厂安全运行的核心，尤其是安全级DCS。
结合目前核电站安全级DCS的工程实践，为了提高安全级DCS软件的安全性，根据IEEE1012等相关标准的要求，对安全级DCS应用软件的开发过程进行验证和确认（V&V）活动，对应用软件开发过程中的危险进行分析。
1DCS系统故障1.1故障类型分析根据HAF-102中有关假设始发事件的描述，在核电站运行中需要考虑的故障类型取决于所涉及的系统和部件的类型。
对于DCS系统来说，其故障一般有如下形式：卡件输入/输出异常、信号测量误差大于允许范围、设备装置故障、通讯故障或上述形式的组合。
在数字化反应堆保护系统中，主要的故障类型有：①信号故障：它是故障表征的最小单元（如测量的输入信号或逻辑运算后的输出信号等）；②高级故障：包括硬件模块、计算机设备或数据信息的故障。
这类故障可能会产生多个信号故障。
在进行故障分析时，需要将信号故障和高级故障区分开。
对上述DCS系统故障进行分析，除了考虑故障的产生原因、表现形式之外，还考虑相应的检测方法和标识方式等。
1.2故障级别定义对于同种硬件设备来说，不同情况的故障会给控制系统造成不同影响程度的后果；相反，对于使控制系统无法正常运行的原因，又可能是由不同的设备故障触发的。
数字化核电站非1E级DCS软件验证与确认
Techniques of Automation &Applications数字化核电站非1E 级DCS 软件验证与确认陈泽侃,郭帅克（国核自仪系统工程有限公司，上海200241）摘要:DCS 软件的高质量及高可信度对于系统的可靠性和可用性起着至关重要的作用。
本文阐述了数字化核电站非1E 级DCS 软件验证与确认适用的国内外标准以及V&V 模型，提出了DCS 软件完整性等级与功能分类的关系，以及对应的V&V 独立性要求。
给出了DCS 软件V&V 的方法以及文件体系。
本文对项目中开展DCS 软件V&V 工作提供了指导和建议。
关键词:DCS；V&V 模型；验证与确认；完整性等级；独立性要求中图分类号：TP31文献标识码:A文章编号:1003-7241(2020)010-0061-06Verification and Validation of Non-1E DCS Software in Digital Nuclear Power PlantCHEN Ze -kan,GUO Shuai -ke(State Nuclear Power Automation System Engineering Company,Shanghai 200241China )Abstract:The high quality and high reliability of DCS software plays a critical role in the reliability and availability of the DCS sys-tem.This paper elaborates the applicable domestic and international standards for non-1E DCS software verification and validation (V&V)of digital nuclear power plants,and addresses the V&V model.This paper also addresses the relation-ship between DCS software integrity level and categories of I&C functions,together with the V&V requirements of inde-pendence corresponding to DCS software integrity level.The V&V methods and the V&V documentation hierarchy of DCS software are provided.This paper provides guides and suggestions for V&V efforts of DCS software.Key words:DCS;V&V Model;V&V;integrity level;independence requirements收稿日期:2019-06-041引言仪控系统是核电站的“神经中枢”，它监测和控制着核电站的运行状态。
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核电站数字化仪控系统
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中国核电/仪控系统发展历程
FCD时间
1984
1987.8
1997.5 1999.12
2005.12 2007.8 2008.2 2009
商运时间
秦山一期 大亚湾 1991.12 1994.5
岭澳一期 田湾一期 2003.1 2007.5
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核电站数字化仪控系统
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
数字化仪控的应用和发展
计算机技术、网络技术快速发展和广泛应用，已有多种成熟、可靠的DCS 商业产品。国内火力发电机组已成功应用自主知识产权的DCS，国内、国 外DCS产品已形成了竞争的局面。
国内60万和30万火力发电机组已积累了使用DCS系统的经验，秦山一期/三 期，大亚湾/岭澳核电站一期也积累了使用某些数字技术（如数据采集，常 规岛控制）的经验。
常规模拟式仪控系统
岭澳二期 红沿河一期 宁德一期 台山EPR
2010.5
全部数字化仪控自主 化设计/国产化开始
主控室自主化设计
数字化仪控系统
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继电器控制机柜—岭澳一期（数量大、检修靠人工）
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Interruptor
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
核电站仪控系统采用数字化已是一种迫切的需要和必然的趋势
法国N4 MCR示意图
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
核电站仪控系统采用数字化已是一种迫切的需要和必然的趋势
Main Control Room of Russia Kalinin NPP10Unit 3 (November 2004). IAEA 2005 May
核电站数字化仪控系统
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
核电站仪控系统采用数字化已是一种迫切的需要和必然的趋势
我国从96年开始在田湾核电站（俄罗斯VVER-428）引进数字化仪控系统 (AREVA/SIEMENS--Teleperm XP+Teleperm XS)，至今系统已成功运行。目前 在建核电站如岭澳二期，已开工和纳入计划开工的红沿河、宁德、阳江等 CPR1000系列核电项目也全部采用数字化仪控系统（安全级DCS采用三菱 MELTAC平台，非安全级DCS采用和利时公司的HOLLiAS平台）。只是在田湾 核电站和岭澳二期核电站的基础上通过红沿河、宁德、阳江等核电项目为依 托基本实现核电站数字化仪控系统的国产化（与国内DCS生产厂家成立广利核 公司）。同时对于今后的三代EPR和AP1000核电站也将全部采用数字化仪控 系统。
国外核电厂使用DCS系统的经验，如：Chooz B和 Civaux，Sizewell-B， Temelin Unit 1&2 和日本的TOMARI #3。
计算机化的核电厂专用设备产品开发与应用。诸如：核测系统、堆芯仪表系 统、棒控系统。
安全系统的软件研制、开发、鉴定已有相应的标准可使用并有多家公认的权 威认证机构 。
I&C based on relay racks//Relay racks 图
Bus bars in a RPR cabinet
Connectors plug
Circuit performing the treatment logic (UC, UR, UM)
6核电站数字化仪控系统 Nhomakorabea深圳中广核工程设计有限公司（CNPDC）
核电站仪控系统采用数字化已是一种迫切的需要和必然的趋势
AP1000 三代投标 MCR示意图
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核电站数字化仪控系统方案一（Teleperm XP+Teleperm XS）
田湾核电站仪控系统采用全数字一体化方案（1996年），西门子 公司作为仪控系统的主要承包商。西门子公司的Teleperm XP（TXP） 系统用于实现田湾核电站正常运行系统的过程控制，Teleperm XS （TXS）系统用于安全及安全相关系统的控制保护。
前言
大型先进压水堆核电厂的数字化仪控系统是以计算机、网络通讯为基础 的分布式控制系统的系统，它进一步引入和开发面向状态的诊断技术、智能 化报警技术、数据库技术、符合人因工程要求的人机界面、先进的主控室等 现代技术，并采用系统化的控制室功能分析和分配、操纵员作业分析等设计 技术，以及面向核电厂运行安全状态的操作员支持系统包括智能诊断与智能 报警为基础的计算机化操作规程等。
安全控制区
电厂概 貌
辅助控制区
主控制区
监视与交流区
田湾核电站主控室
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
核电站仪控系统采用数字化已是一种迫切的需要和必然的趋势
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核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景
数字化仪控系统对比模拟仪控系统-优点
具有很好高的控制精确性和很强大的逻辑运算处理、计算能力，能显著提高了仪控系 统的综合性能，完成以往模拟仪控系统所无法实现的复杂逻辑运算处理和计算功能； 以通信网络连接各系统设备，大大减少了连接电缆的数量，提高了数据传输的可靠性； 能方便有效的实现具有多重冗余、故障安全和容错等功能，提高了系统可用性和可靠 性； 能方便、有效的实现具有系统在线检查和自诊断功能，有助于故障分析和判断； 系统扩展灵活性好、可组态性强，便于维护； 具有强大的数据处理、数据和存储能力，改善了人机接口。
核电站数字化仪控系统
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一、仪控系统 前言 中国核电仪控发展历程 核电站数字化仪控(DCS) 方案的背景 二、先进控制室
三、数字化仪控关键技术
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一、仪控系统
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