核电厂仪控系统安全和网络安全协调
核电厂仪控系统信息安全研究
2021年第20卷第2期核电厂仪控系统信息安全研究□徐博雅【内容摘要】随着数字化仪控系统的大规模应用，核电厂信息安全问题日益凸显，本文主要从法规和技术两个角度对信息安全的要求出发，分析了当今核电厂仪控系统设计过程中的信息安全要求并提出建议。
【关键词】核电厂；仪控系统；信息安全【作者简介】徐博雅（1985．12 ），男，河北人，中国原子能科学研究院工程师；研究方向：反应堆工程与技术随着核电仪控系统数字化的进程随之而来的是信息安全问题日益突出，《中华人民共和国网络安全法》的颁发，将网络、信息安全从规章制度上升到法律的高度。
本文将从信息安全技术和信息安全管理两个方面对核电厂仪控系统信息安全进行分析，提出安全要求。
一、工业控制系统信息安全简述在信息安全领域，工业控制系统信息安全一直处于被忽视的地位；技术和管理手段落后，信息安全意识不足。
人们的主要精力集中于互联网安全、个人隐私安全、资金安全等方面；造成这种局面的原因主要是因为工业控制系统一般是独立而封闭的局域网，对外开放的端口较少导致主观意识上认为系统是安全的，信息安全宣传教育不到位导致的安全意识不足。
从以往的经验看，工业控制系统信息安全存在的隐患是最大的，信息安全事件造成的后果最为严重。
国内工业控制系统的信息安全问题主要集中在以下方面：一是研发、设计、制造水平限制导致的信息安全技术手段落后；二是信息安全管理体系不完善导致的风险；三是信息安全教育不足导致的人为信息安全风险。
而工业系统信息安全造成的后果却非常严重，例如：2015年12月23日乌克兰发生持续三个小时的电网系统事故，影响140万居民用电，经分析确定为网络攻击导致的供电中断事故；2019年3月7日委内瑞拉发生全国性的大范围停电，全国18个州电力供应中断。
从公开资料分析，这两次事件都是有组织、有计划、多渠道、持续性的网络攻击事件，是网络战的经典案例。
二、核电厂仪控系统信息安全需求核电厂的安全性一直是核电厂设计工作的重点，信息安全已经成为核电厂整体安全性的重要组成部分，信息安全设计应贯彻在核电厂仪控系统的设计、制造、调试和运行的整个生命周期中。
IEC 63096核电厂仪控系统网络安全管控标准与国内等级保护相关标准的协调分析
IEC 63096核电厂仪控系统网络安全管控标准与国内等级保
护相关标准的协调分析
郭云;李江海
【期刊名称】《核科学与工程》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】伴随着全球工业数字化、网络化和智能化的发展,传统基于物理隔离的保护方式已无法确保核电厂仪控系统的网络安全。
核电厂仪控系统遭受网络攻击不仅可能导致生产过程中断,还可能引起核安全事件,因此核电厂仪控系统网络安全已引起世界各国及相关国际组织的高度关注。
国际电工委员会于2020年发布了关于核电厂仪控系统网络安全防范管控的国际标准IEC 63096,为核电厂仪控系统各相关方提供了基于网络安全防范等级和生命周期阶段的具体指引,用于指导核电厂实施网络安全管控措施,以预防、检测和处置网络攻击。
同时,等级保护制度作为我国网络安全的基础制度,是国内各核电厂必须开展的规定工作。
为此,本文分别对IEC 63096以及等级保护系列标准进行了介绍,重点对二者在安全等级及管控措施方面的协调性进行了分析,从而帮助核电厂在进行网络安全管控措施的部署时有效降低时间成本和投资成本。
【总页数】7页(P161-167)
【作者】郭云;李江海
【作者单位】华能山东石岛湾核电有限公司;清华大学核能与新能源技术研究院【正文语种】中文
【中图分类】TL48
【相关文献】
1.核电厂仪控系统安全和网络安全协调要求
2.核电厂仪控系统的网络安全等级防护研究
3.IEC 63096核电厂仪控系统网络安全管控标准分析
4.核电站仪控系统网络安全标准研究分析
5.核电厂数字化仪控系统软件共因故障相关核安全标准研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
核电数字化仪控远程智能运维系统的应用分析
核电数字化仪控远程智能运维系统的应用分析摘要：数字化仪控在核电厂中的应用操作，为现有工作人员提供了信息资讯，也保证了核电厂的有效运作。
在核电厂数字化仪控系统之中，通讯网络是最为核心的部分，为控制系统的落实推进和工作执行带来了数据支撑保障，也促进了管理升级。
本文结合我国常见的核电厂数字化仪控系统的通讯网络结构，对其中的工作状态和工作模式进行了综合的分析，以求加快通信网络升级，保证核电厂工作的稳定性和高效性。
关键词：核电厂；数字化仪控系统；远程智能运维引言:在当前的发展阶段，我国核电厂的仪控系统逐渐开始使用数字化的仪控装置，同时在数字化仪控系统结构之中，通信网络系统占据了较为重要的地位，为后期的系统控制和相互的控制站之间的数据信息管控分析提供了重要的工作基础。
在核电厂仪控系统操作中，设定了安全级以及非安全级两种，安全级系统需要具备多种安全操作功能结构，为此对于系统仪器设备的基础性能以及仪控设备的安全操作管理有着较高的管理基本要求。
通信网络作为当前数字化仪控系统的核心内容，在安全级数字化仪控系统中的作用逐渐地凸显。
为此就需要保证通信网络的功能多元化，以适应不同的故障问题以及安全管理基础要求，这也是保证通信网络安全有效的基础原则。
一、核电数字化仪控系统的相关概述核电数字化仪控系统是整个核电厂的核心系统，是保证核电站安全稳定运行的基础操作体系和工作项目。
运维管理作为核电站生命周期稳定的工作核心和基础，是保证核电站安全操作的管理基础手段。
随着新型核电站建设管理的不断加强，通过对已有核电站的不断优化和转型，核电站已经逐渐依托数字化仪控系统构建出了核电站的运行操作，实现了系统的控制和保护。
数字化仪控系统的产品内容也是因为规模化的集成电路信息资料的应用，智能化发展管理要求的提升，核电数字化仪控系统的工作方式不断升级。
传统人为的修订和优化模式，已经不能适应核电数字化仪控系统维护操作管理要求，因此全面优化维修技术和运维工作方式就显得尤为必要。
核电厂仪控系统的网络安全等级防护分析
核电厂仪控系统的网络安全等级防护分析摘要：近几年来，在全球范围内，由于电子设备的安全问题，已经引起了社会各界的广泛关注。
为了适应我国核电发展的数字化、信息化需求，加强核电仪控制系统的网络安全，对于核安全有着十分重要的意义。
然而，对每个系统或装置实行同一级别的防护，既不经济，也不现实，应按其重要性和实际需要进行分级，然后根据其重要性和重要性的大小，采取相应的保护措施。
目前，国内外已陆续制定了相应的技术规范，但其与核电仪控制系统的适应性、兼容性还存在着诸多问题。
文章分析了目前存在的问题，并给出了一些对策。
关键词：核电厂；仪控系统；网络安全等级引言据“谛听”和国家信息安全漏洞共享平台的统计，2009-2019年工业控制安全漏洞的数量每年都在增加。
核动力装置的仪表与控制系统也属于工业控制系统，它是核动力装置的“神经中枢”，它负责着核动力装置的几百个系统、上万个装置的运行，同时还包含了核动力装置的应急停堆、专用安全装置的启动等，如果出现网络信息安全事件，将会对核电厂的正常生产造成严重的影响，严重的还会危及到人类的生命和生态环境。
一、仪控系统网络安全分级中存在的问题目前，我国各核电厂均设有独立的计算机及网络管理机构。
核电厂和工程单位的安全管理主要依据《中华人民共和国网络安全法》（HAD102/16）、《核电厂安全控制与监控系统》、《核电厂安全技术规程》、《核安全技术标准》、《核电厂技术与设备安全标准》（HAD2/14)，以及《核电安全相关文书》等。
以及管制制度。
系统风险评估，防护等级， RG5.71,IEC62645等，对系统风险评估、等级保护、 RG5.71、IEC62645等方面的综合评价。
（一）等级保护方案并不能完全适用于核电I&C系统在电力控制系统的安全等级规范中，核电厂 DCS采用了三级防护，但是，核电厂对保护系统的实时、可靠性有很高的要求，并对三级有特殊的保护（如防火墙、入侵检测等）。
它会对上述各项指标造成直接的冲击，从而对核安全造成严重的危害，其危害程度甚至超越了网络。
核电厂仪控设备可靠性分析汪昭翔
核电厂仪控设备可靠性分析汪昭翔发布时间：2022-12-27T07:14:47.022Z 来源：《国家科学进展》2022年9期作者：汪昭翔[导读] 随着数字技术的飞速发展，仪控系统和设备在核电厂控制系统中得到了广泛的应用。
仪表控制系统是基于计算机和网络通信的管理系统。
与原有的模拟仪控系统相比，该系统具有较高的控制精度和功能强大、运行处理能力强、易于实现多重冗余、故障安全、容错和自诊断等特点，同时提高了控制系统的可靠性，也大大降低了运行维护成本。
身份证号：46003119910811xxxx摘要：随着数字技术的飞速发展，仪控系统和设备在核电厂控制系统中得到了广泛的应用。
仪表控制系统是基于计算机和网络通信的管理系统。
与原有的模拟仪控系统相比，该系统具有较高的控制精度和功能强大、运行处理能力强、易于实现多重冗余、故障安全、容错和自诊断等特点，同时提高了控制系统的可靠性，也大大降低了运行维护成本。
关键词：核电厂；仪控系统；可靠性引言随着我国核电事业的发展，仪表与控制系统的引入给核电厂的安全与可靠性带来的风险受到了广泛关注。
目前，核电厂仪控系统的状态监测仅针对单台设备，忽略了设备可靠性趋势对整个系统可靠性的影响，存在一定的局限性。
仪控系统是核电站的中枢神经系统，而反应堆保护系统是核电站中枢神经系统的小脑，其可靠性对核电站的安全运行至关重要。
本文对如何提高电厂仪控设备的可靠性进行了研究和分析。
1核电厂常见仪控设备核电厂仪控设备包含数字化控制系统和工艺仪表设备，工艺仪表设备包含就地仪表和远传仪表，远传仪表包含开关量仪控设备和模拟量远传设备，模拟量远传设备又主要包含液位、压力、流量、温度、转速、震动、位移测量设备。
其中模拟量传感器是仪控现场设备中最重要的组成部分之一，其通常用于测量工艺系统过程参数或设备参数，用于核电机组的运行监视、自动控制或通道保护，并且模拟量远传仪表的趋势是可监视分析的。
基于以上原因，本文的主要研究内容就是仪控模拟量传感器。
核电工控系统运维阶段的网络安全关键技术及防护措施分析研究
核电工控系统运维阶段的网络安全关键技术及防护措施分析研究摘要：自1990年以来，全世界已发生了近30起通过网络攻击核设施的事件。
其中，最严重的当属2010年伊朗核电站遭受的“震网”攻击事件，该事件导致上千台离心机不可用，给核安全造成巨大的冲击。
根据《中华人民共和国网络安全法》第三章（第二节）第三十一条规定，国家对公共通信和信息服务、能源、交通、水利、金融、公共服务、电子政务等重要行业和领域以及其他一但遭到破坏、丧失功能或者数据泄露，可能严重危害国家安全、国计民生、公共利益的关键信息基础设施，在网络安全等级保护制度的基础上，实行重点保护。
为保障核电工控系统可靠、安全运行，确保其敏感数据不被篡改和泄露，规范工业控制大区信息系统的安全管理，网络安全防护策略及技术要求以“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”为核心，满足适度防护、纵深防御、统一管理、技术管理并重、国产化、动态调整六大原则。
关键词：核电工控系统；网络安全；1、华龙项目核电网络安全技术及防护方案1.1工控网络结构华龙项目工控系统以DCS（集散控制系统）为主，DCS按照功能不同可分为四个层级，分别是Level 0（工艺系统接口层）、Level 1（自动控制和保护层）、Level 2（操作和信息管理层）、Level 3(全场信息管理层)，如图1所示。
其中，Level 0层包含现场变送器、执行器，可监测现场的过程参数，并根据上层设备下发的指令控制设备；Level 1层包含现场控制站、通讯站以及网关，负责level 0层的数据并进行自动保护、自动控制或信号预处理；Level 2层包含各类服务器，还有工程师站、操作员站、网关等设备，作为人机交互的接口，向操作员提供机组运行信息，操作员在人机界面上操作，向下层发送控制信息以维持机组的运行；Level 3层负责对电厂信息进行综合处理，并将相关信息传送给应急指挥中心、场内场外专网上的用户，该过程为单向传输。
核电厂数字化仪控系统信息安全监管要求探讨
核电厂数字化仪控系统信息安全监管要求探讨杨丽丽;宋大虎;张巧娥;刘婷;孔令海;张玮【摘要】本文给出了核电厂信息安全的概念和内涵,研究了IAEA和NRC对核电厂数字化仪控系统信息安全的要求,分析了我国法规对核电厂数字化仪控系统信息安全的要求,对强化数字化仪控系统信息安全监管要求提出了建议.【期刊名称】《核安全》【年(卷),期】2017(016)002【总页数】6页(P50-55)【关键词】核电厂;数字化仪控系统;信息安全;监管要求【作者】杨丽丽;宋大虎;张巧娥;刘婷;孔令海;张玮【作者单位】环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082;环境保护部核与辐射安全中心, 北京 100082【正文语种】中文【中图分类】TP309随着信息化的发展，基于计算机和网络的数字化信息系统越来越广泛地应用于工业控制系统中。
核电厂也越来越多地采用全数字化的分布式控制系统(Distributed Control System,简称DCS)。
DCS有诸多优势，但同时也面临着严峻的核安全挑战。
2010年爆发于伊朗核设施中的震网病毒，给核安全带来了巨大的威胁，引发了业界对核电厂DCS系统信息安全问题的探讨。
我国自田湾核电厂首次使用DCS 之后，新建核电厂均陆续采用DCS，这为信息安全工作带来了很大挑战。
“信息”是一个宽泛且内涵丰富的概念。
网络和计算机系统中传输的数据是信息，两个物体碰撞后留下的痕迹也是信息，写在纸面上的文字还是信息。
在讨论核电厂DCS系统的信息安全时，可以认为是保护DCS系统中储存、传输和使用的数据的安全。
国际上，通常用“information security”来表示“信息安全”。
国际电工委(International Electrotechnical Commission,简称IEC)给信息安全的定义是“保持信息的机密性、完整性和可用性”[1]，同时还包括真实性、可说明性、不可否认性和可靠性等其他方面。
浅谈核电厂数字化仪控系统通讯网络优化方案与运用
浅谈核电厂数字化仪控系统通讯网络优化方案与运用摘要：将数字化仪控系统引入核电厂，可以使核电厂的工作人员得到更为精确的线路信息，使核电厂的安全生产得以顺利进行。
通讯网络是核电厂数字化仪控系统的核心，它为核电厂的监控系统和各控制站之间的数据交换奠定了坚实的基础。
文章重点对核电厂仪控系统进行了概述，比较了各种通讯网络的优劣，并讨论了在核电厂数字化仪控中应用最广泛的通讯网络。
关键词：核电厂；数字化仪控系统；通讯网络前言数字化仪控系统是信息技术、控制技术、网络技术的有机结合，在核电工程中得到了广泛的应用。
经过几十年的技术创新和制造实践，使得我国核电厂数字化仪控系统得到了不断发展，但也对其运行可靠性提出了更高的要求。
通讯网络是数字化仪控系统中的关键部分，担负着核动力装置的大量信息传递，是核电厂过程控制的核心环节。
工业以太网技术的特点、工作原理及可靠性已逐步成为新建电站中的一个重要问题，也是目前电力设备可靠性提升的一个重要课题。
1.核电厂仪控系统概述核电厂仪控系统属于非安全级别。
非安全控制系统指的是电站的控制系统，它负责设备的启动、控制和停止等功能，也就是控制电厂各种设备的功能。
DCS是一种在工业上得到广泛应用的分布式控制系统，它采用了大量的模拟量回路控制，并将4C技术(通信，计算机，控制，CRT)技术相结合，并与现场装置及控制器连接。
该网络的组成是：控制(工程)，操作(操作站)，以及现场仪器(测试站)。
DCS由四个层次构成：接口层、过程控制层、操作监控层、信息管理层。
2.各通讯网络性能的优缺点2.1SINECH1网络网络拓扑结构常见为树型以及树形和环网网络相结合的网络结构。
SINECH1网络的优势在于：第一，它具有很好的开放性和互联性；第二，它没有主结构，不会对整个通讯系统造成任何影响。
但也存在一定的不足，如SINECH1网络存在着复杂的组网流程和繁琐的运行过程，给以后的维护带来了困难。
2.2SINECL2/FO网络它的网络拓扑主要有点对点、总线型、树型、星型和环型。
核电仪控系统的网络安全保护论述
核电仪控系统的网络安全保护论述摘要：随着社会的不断发展，人们环保意识也在不断提升，已经认识到生态环保对于人类生存发展的重要性。
在这种背景下，我国也在积极发展新能源，核电具有较高的能源转化率，并且能源供给也十分强，所以，成为了发展清洁能源的首先。
但是，在发展核电的过程中，我国遇到了很多的困难，其中核电仪控系统的安全性就是一个重要的因素，核电仪控系统直接关系到核电站的安全运行，所以，需要加强对核电仪控系统的安全管理。
本文以核电仪控系统的网络安全管理为背景，阐述核电仪控系统的网络安全的具体措施，供大家参考借鉴。
关键词：仪控系统；网络安全；风险评估引言：在发展核电的过程中，首先要保证核电的安全性，随着我国加大对核电的开发力度，针对核电的控制技术也在不断优化升级，随着我国科技的不断发展，我国的核电控制系统正在向着数字化控制方向发展，并且取得了理想的应用效果，随着数字化控制系统的应用，网络安全问题就成为了目前核电站运行安全的重要组成部分。
众所周知，如果核电站的数字化控制技术受到了攻击，或者是受到了网络病毒的侵袭，将会造成严重的后果，所以，需要不断地加强核电网络安全运行管理。
其中核电仪控系统的安全控制管理又是其中的重要组成部分，核电仪控系统的安全控制管理需要贯穿设计、生产以及安装的全过程，只有这样，才能有效地保证核电仪控系统的安全。
本文有结合我国目前核电核电仪控系统的实际情况，有针对性地提出了核电仪控系统的安全防护措施。
1核电仪控系统信息安全标准法规针对于核电仪控系统的重要性，我国政府有针对性地提出了核电仪控系统的安全管理标准，进而规范核电仪控系统的整个流程。
不仅我国出台了核电仪控系统的安全管理标准，其他国家也相续出台了相应的安全管理标准。
通过分析我国目前核电站的实际运行情况，我们发现，我国针对于核电信息安全管理还存在着很多的缺陷和不足，主要表现为以下几个方面，首先，我国还没有针对核心信息安全制定相应的法律法规，仅仅制定出台了相应的管理规范，但是，管理规范的约束力远远没有法律法规的约束力强。
核电厂仪控系统安全和网络安全协调要求
信息安全• Information Security196 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】核电厂 仪控系统 功能安全 网络安全1 引言随着现代工业技术的发展，工业化与信息化正在不断融合，工业控制系统越来越多采用通用的通信协议和软硬件系统，并且以各种方式接入网络，从而打破了这些系统原有的封闭性和专用性，造成病毒、木马等安全威胁向工控领域迅速扩散。
工业控制系统所面临的信息安全问题日益严重，而且呈现出诸多与传统IT 系统不同的特点。
核电厂作为国家关键基础设施，是关注的核心，重中之重。
仪控系统作为核电厂的神经中枢、关键数字资产，是重点保护对象。
而仪控系统从功能安全角度已有完整的法规标准和技术。
如何在不降低安全的情况下考虑加强信息安全，有必要提出协调功能安全和信息安全的整体框架。
2 安全和网络安全协调要求2.1 基本原则数字式仪控系统整体结构层面应考虑以下原则：（1）网络安全措施不能影响核电厂安全目标。
网络安全措施不应损害仪控系统架构实施的多样性和纵深防御的有效性。
（2）首先按照IEC61513的要求，进行仪控系统功能初次分配，并进行仪控系统架构总体设计，然后考虑可能影响整体系统架构的网络安全要求。
通过迭代设计过程，将可能影响系统架构的网络安全要求整合到一起。
（3）网络安全功能不得对安全重要功能所要求的性能、有效性、可靠性和可操作性产生不利影响。
（4）安全重要系统增加的网络安全特征应进行失效模式和后果分析，并考虑预防、控制或缓解措施。
核电厂仪控系统安全和网络安全协调要求文/孙永胜 夏丹阳（5）当两种架构设计有相同等级的安全性时，优先考虑具备网络安全防范特性的设计。
但应避免不必要的复杂设计，因为复杂设计既不利于功能安全也不利于网络安全。
2.2 网络安全区域划分原则为了更切实地实施分级方法，需要将仪控系统中的基于计算机的和基于数字逻辑的系统划分为若干安全区域，分级保护原则适用于各个安全区域。
核电站数字化仪控系统信息安全特征分析
核电站数字化仪控系统信息安全特征分析摘要：笔者从国际电工委员会/核仪器技术委员会（IEC?SC45A）的标准体系出发，分析和阐述了对数字化仪控系统的信息安全设计准则。
准则重点从纵深防御、安全隔离和信息安全与功能安全相互协调这三个方面对仪控系统设计要求进行了阐述，可用于指导核电厂等核设施信息安全防护措施的设计和实施。
关键词：信息安全；功能安全；核电站数字化引言核电站是国家的重大基础设施，核电站的仪表和控制系统是核电站的控制中枢，是事关电站安全的重要系统。
而我国已经投产的和正在建设的核电站其仪控系统大多由数字式系统构成，而这就给网络攻击创造了客观条件，所以数字化仪控系统已经成了核电站重要的信息安全保障对象。
本文首先依照国际标准对该领域的信息安全主要特征进行了分析，并总结了若干主要原则和约束条件。
1信息安全的主要特征1.1保障对象的拓展数字化仪控系统中的设备可以分为基于数字式计算机技术实现的系统（CB）和基于数字逻辑实现的系统（HPD）两类。
目前信息安全乃至工控信息安全领域的主要讨论对象都是基于数字式计算机实现的系统，较少的涉及采用FPGA或CPLD等可编程数字逻辑器件实现的系统。
在IEC62645-2014中，已经明确地把可编程逻辑器件所构建的系统作为与基于数字计算机技术实现的系统相并列的对象进行讨论。
基于HDL可编程数字逻辑技术实现的系统已经不可避免的被列入了信息安全的讨论范围之内，而这一改变对信息安全相关技术活动的影响需要综合参照IEC62645-2014和IEC62566-2012作为标准基础。
1.2主要威胁范围的限定威胁利用系统的脆弱性对资产产生破坏是分析信息安全风险的最基本范式，定义对象系统的信息安全威胁是需要解决的问题。
依据ISO27000标准体系，物理防护、电力供应、运行环境以及综合性的自然灾害所造成的破坏，均被视作对特定信息安全保障对象的威胁。
但是，作为核电厂数字化仪控系统，其运行的物理环境和相关的人员管理措施均被其他法律法规所约束，也被较完善的国际和国内标准所指导和限制，所以IEC62645-2014和IEC62859-2016中都不以这些威胁途径作为主要的讨论和分析对象，而是把讨论的范围限定在数字式攻击（即网络攻击Cyberattacks）。
核电厂仪表和控制系统法规标准体系概述
第30卷 第11期2023年11月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.11核电厂仪表和控制系统法规标准体系概述孙 娜，吴 茜，宿俊海（华龙国际核电技术有限公司，北京 100036）摘 要：国内核电厂仪控设计遵循的法规标准基本从IEC 及IEEE、IAEA 等标准转化而来，经过多年的完善及技术积累，标准体系基本完善，内容基本完整，但仍存在部分标准版本较早，某些设计要点无参考标准、技术水平滞后的情况。
本文对国内外现有的核电厂仪控系统设计依据的法规标准进行分析，总结出国内当前核电厂仪控系统设计的法规标准体系，用于指导华龙一号电厂初步设计工作。
关键词：核电厂；仪控系统；标准体系中图分类号：TL48 文献标志码：AOverview of the Regulatory Standard Architecture of Instrumentationand Control System for Nuclear Power PlantSun Na ，Wu Qian ，Su Junhai（Hualong Nuclear Power T echnology Co., Ltd., Beijing, 100036, China ）Abstract：The regulatory standards for instrumentation and control system design and implementation of nuclear power plants in China are basically transformed from IEC, IEEE, IAEA and other standards. After years of combing and technical accumulation, the standard architectural is basically perfect and the content is basically complete, but there are still some earlier versions of standards, some design points have no reference standards, and the technical level is lagging behind. In this paper, the existing domestic and foreign nuclear power plant instrument control system design based on the regulations and standards are analyzed, summed up the regulations and standards of the current unclear power plant instrument and control system design, which can be used to guide the preliminary design work of HPR1000 nuclear power plant.Key words：nuclear power plant ；instrumentation and control system ；regulatory standards architecture收稿日期：2023-06-14作者简介：孙娜（1980-），女，辽宁人，硕士，高级工程师，从事核电厂仪表和控制系统设计。
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。
核电厂数字化仪控系统通信网络分析
设备管理与维修2018翼9（下）核电厂数字化仪控系统通信网络分析岳春生，王欣（中核核电运行管理有限公司，浙江嘉兴314300）摘要：基于国内核电厂数字化仪控系统应用现状，分析几种控制系统通信网络解决方案。
通过对比网络拓扑结构，得出各核电厂数字化仪控系统通信技术在可靠性设计上的优缺点。
结果表明：采用双环型、双总线型和两种型式相结合拓扑结构的通信网络在可靠性和安全性上满足相关核安全法规和标准的规定。
关键词：核电厂；数字化仪控系统；通信；网络拓扑；可靠性中图分类号：TL48文献标识码：B DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2018.09D.630引言仪器仪表技术的出现和发展极大地推动了工业仪控系统的发展，后者由传统的模拟仪表逐渐朝着数字化设备+模拟仪表组合和全数字化控制系统进化和发展。
现如今，全数字化仪控系统已经开始逐渐取代我国核电厂仪控系统主体所使用的数字化设备+模拟仪表组合。
数字化技术的核心是通信网络，通信网络对控制系统的建立以及各控制站间数据交互的实现起到重要作用。
核电厂仪控系统分为安全级与非安全级，其中安全级系统执行紧急停堆、堆芯冷却、安全壳隔离等重要的核安全功能，对设备和技术的可靠性和安全性要求高，都必须经历严格的成熟验证。
所以，在安全级控制系统的设计方面，也有专门的核安全法规和标准对具体设计作了相应的要求和规范。
通信网络是安全级数字化仪控系统的最为基础和关键的组成部分，其可靠性设计必须遵循以下原则，如冗余性、独立性、多样性、单一故障、故障安全等[1]。
1核电厂数字化仪控系统现状目前国内核电厂数字化仪控系统统计见表1。
2核电厂数字化仪控系统通信网络分析2.1通信网络简介目前，电气和电子工程师协会局域网委员会制定的局域网标准中，主要以令牌环、以太网、令牌总线网等使用较为普遍，上述标准对网络拓扑结构和介质访问方式作了明确规定，并且许多通信协议的建立都依赖于上述标准。
现如今，部分主流通信网络的开发者并未将安全理念贯穿于整开发过程，而只是简单对完成的设计产品进行安全性评价。
核电厂安全级DCS网关网络信息安全设计研究
核电厂安全级DCS网关网络信息安全设计研究摘要：随着安全级DCS网关在核电厂管理中广泛应用，对于此系统的信息安全防护管理工作要求也在不断地提升。
为此本文结合现有的管理技术标准，在现有区块链的技术手段操作上，针对于仪控系统可能受到网络攻击的情况做出分析，提出一种精细化的核电厂安全级DCS网关结构信息安全防护方案。
利用区块链技术不断地优化整合，实施区域化、节点化的集约管理工作机制，可以实现对于系统工程师可靠性身份认证，确定控制操作方法，对通行环境中的所有网络数据信息进行排查保护。
不断地完善系统传输的信息安全防护体系结构，提升系统的信息安全防护操作能力。
关键词：区块链；安全级DCS网关；信息安全引言：根据标准防护管理基础要求，基于区块链技术具有全面中心化、数据不可篡改、数据可追溯等固有的管理特点，将其本身与核领域信息安全防护管理工作的基础要求相融合，分别从访问控制管理、信息识别、关键数据加密、防篡改等四个方面对系统结构实时防护设计规划。
构建出具体化的系统信息安全防护管理模型结构以及设计相关的软件算法模式，解决系统所使用的工业通讯协议可能会导致的多元化信息安全问题。
一、工程师站安全设计1、工程师站权限安全设计规划在当前的系统结构下配置的基础文件是在系统非安装部分的工程师站机型下发布置的。
这项文件编译成功之后，可以保证整个系统结构的合理化操作运行。
同时针对于工程师站使用权限的管理重要性，将区块链作为数据的主要载体结构，将现有用户下的操作权限责任主体进行编制，策略加密也会让工作的认知统一化，最后通过智能策略操作的方式，加快集约化的管理控制落实。
在实际的工作推进之中，意向用户的实际操作管理权限都是管理员站点智能化的管理合约进行发布控制操作。
管理员可以对于用户的操作权限进行控制操作落实，涵盖了创建、删除以及操作的优化。
具体的框架模型主要是包含了操作权限的注册、控制、请求、控制等阶段。
图1：信息安全防范分级图（1）操作权限的注册阶段用户本身对于工程师站进行操作的过程中，需要提前进行申请，管理员收到申请的审核要求后，为用户进行密钥的自动化生成。
核电工业控制系统网络安全管理和操作要求研究
核电工业控制系统网络安全管理和操作要求研究摘要：本文根据核电站工业控制系统特性结合国家发布的法律法规及电力行业上级主管部门提出的各项要求，总结提炼出了一套适用于核电厂工业控制系统网络安全管理及操作要求的实施方案，包括核电站工业控制系统的管理组织架构及职责、安全分区管理、等级保护管理、软硬件管理、网络管理、病毒防护管理、数据备份管理、介质管理、网络安全应急管理等内容。
可供电力系统相关单位对其所管辖的工业控制系统或电力监控系统进行全方位的网络安全管理，通过各项管理手段的有效运用，全面提升单位工业控制系统网络安全防控能力。
关键词：工业控制系统网络安全管理网络安全应用网络安全保障引言为了使核电厂数字化技术的计算机、通信系统以及网络达到预期的网络安全防护要求，使其在遭受网络攻击时能够得到充分的保护，以免对核电厂工业控制系统网络安全产生不利影响。
根据《中华人民共和国网络安全法》、《中华人民共和国数据安全法》、《关键信息基础设施安全保护条例》、《核动力厂网络安全技术政策》、《电力监控系统安全防护规定》、《电力监控系统安全防护总体方案》及其相关法规标准的要求，结合电厂各部门的职能分工情况，对核电厂工业控制系统网络安全管理和操作要求开展研究。
正文：1、责任和职责本章节编制依据：（1）根据《中华人民共和国网络安全法》第二十一条第一款；（2）《核动力厂网络安全技术政策》第二章；（3）《电力监控系统安全防护规定》第三章第十四条等要求编制此章节。
网络安全责任与原则：发电厂工业控制系统网络安全工作遵循“谁主管谁负责；谁运营谁负责；谁使用谁负责”的原则。
发电厂网络安全组织：发电厂应根据以上要求成立最高领导机构“网络安全与信息化委员会”，如涉及关键信息基础设施管理，发电厂应按要求设置专门安全管理机构负责本单位的关键信息基础设施安全保护工作。
电站党委书记应作为核电站网络安全工作的第一责任人，设立首席信息安全官作为电站网络安全工作的直接责任人，根据电站工业控制系统分工的情况指定仪控或热工系统管理的部门为归口责任部门。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
核电厂仪控系统安全和网络安全协调
1引言
随着现代工业技术的发展，工业化与信息化正在不断融合，工业控制系统越来越多采用通用的通信协议和软硬件系统，并且以各种方式接入网络，从而打破了这些系统原有的封闭性和专用性，造成病毒、木马等安全威胁向工控领域迅速扩散。
工业控制系统所面临的信息安全问题日益严重，而且呈现出诸多与传统IT系统不同的特点。
核电厂作为国家关键基础设施，是关注的核心，重中之重。
仪控系统作为核电厂的神经中枢、关键数字资产，是重点保护对象。
而仪控系统从功能安全角度已有完整的法规标准和技术。
如何在不降低安全的情况下考虑加强信息安全，有必要提出协调功能安全和信息安全的整体框架。
2安全和网络安全协调要求
2.1基本原则
数字式仪控系统整体结构层面应考虑以下原则：（1）网络安全措施不能影响核电厂安全目标。
网络安全措施不应损害仪控系统架构实施的多样性和纵深防御的有效性。
（2）首先按照IEC61513的要求，进行仪控系统功能初次分配，并进行仪控系统架构总体设计，然后考虑可能影响整体系统架构的网络安全要求。
通过迭代设计过程，将可能影响系统架构的网络安全要求整合到一起。
（3）网络安全功能不得对安全重要功能所要求的性能、有效性、可靠性和可操作性产生不利影响。
（4）安全重要系统增加的网络安全特征应进行失效模式和后果分析，并考虑预防、控制或缓解措施.（5）当两种架构设计有相同等级的安全性时，优先考虑具备网络安全防范特性的设计。
但应避免不必要的复杂设计，因为复杂设计既不利于功能安全也不利于网络安全。
2.2网络安全区域划分原则
为了更切实地实施分级方法，需要将仪控系统中的基于计算机的和基于数字逻辑的系统划分为若干安全区域，分级保护原则适用于各个安全区域。
区域允许将在安全和设备功能方面有着相似重要性的系统分为一组，以管理并应用保护措施。
定义安全区域的标准可能包括组织问题、本地化、架构或技术方面。
划分网络安全区域应考虑如下原则：（1）网络安全区域的划定应考虑和利用为加强安全目的而引入的独立性和物理隔离要求；（2）划定网络安全区域应同时考虑数据通信、地理/物理隔离以及独立性等方面；（3）除非能够从网络安全防范角度有效的过滤和监测分隔之间的通信，否则由多个子列组成的仪控系统应划分到同一个网络安全区域中。
2.3共因故障处理原则
在某些情况下，共因故障的措施，有利于网络安全防范。
具体情况需由负责网络安全人员基于特定场景可能的恶意攻击和潜在威胁进行评估。
多样性手段在网络安全防范中使用，利弊需要具体分析。
以串联方式可以增加网络安全效果，但是会引入复杂性；以并联方式则可能增加系统接入路径和漏洞。
对于集成到系统中的网络安全防范措施，应分析其可能在多样性系统间引入共因故障的潜在风险。
存在风险时，应考虑替代措施，在保证充分的网络安
全的同时，降低共因故障风险。
2.4隔离原则
隔离设计在某些情况下也可用于网络安全防范。
应由负责网络安全的人员按照场景进行分析，利用隔离措施促进安全防范。
功能安全相关标准所提出的用于支持A类功能的控制系统的独立性要求，对网络安全是有益的，应针对具体场景进行评估和验证，以便在网络安全防范中纳入这些措施。
这些控制系统的独立性要求包括：（1）对于那些仅用于检测或保护目的的A类信号，对同时用于控制系统（无论其类别）的A类系统信号需要予以特别关注。
这是由于传感器故障可导致控制系统的测量值超出需求容许值，并产生不安全的控制动作，同时还会方案保护系统对不安全工况的探测。
（2）保护系统和控制系统应设计成如下的形似和：对两个系统之间所传递的信号，假设单一故障包括了后继故障，不能引发事故或要求安全动作的瞬态，同时，也不能引发A类系统不可接受的降级。
（3）当A类系统内的一个单一随机故障及其后任何后续故障可引发一个控制系统动作，从而成为导致一个要求安全动作的工况时，即使此时有第二个随机故障使得A类系统降级，A类系统仍应有提供安全动作的能力。
应采取措施，无论任何原因，包括测试或维修目的，使得部件或组建旁通或退出运行，系统都应满足这一要求。
（4）即使有效的旁通、传感器和设备有测试证据证明的高可靠性，对提供控制信号的二取一表决的保护系统将要求比较论证和证明。
如果在维护期间使用了合适的旁通措施，则采用故障安全的设备和自动探测故障传感器的三取二系统能够满足要求。
3结语
在核电厂仪控系统设计时，考虑功能安全和信息安全的协调要求，使仪控系统在保证安全性的同时也具备适当的信息安全特性，为确保电站安全稳定运行、免受网络攻击提供了有力保障。
参考文献
[1]王小山,杨安,石志强,孙利民.工业控制系统信息安全新趋势[J].信息网络安全,2015(01).
[2]卿斯汉.关键基础设施安全防护[J].信息网络安全,2015(02).
[3]章坚青,王根生.核电厂安全重要仪表和控制系统标准体系概述[J].自动化仪表,2010(09).。