核电站数字化仪控系统的安全预警
第２７卷第３期 ２０１３年５月 湖南工业大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶＯ１．２７ ＮＯ＿３ Ｍａｖ ２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—９８３３．２０１３．０３．０１３
核电站数字化仪控系统的安全预警
刘华 ，阳小华 ，刘杰 ，刘朝晖 ，吴取劲
（１．南华大学电气工程学院，湖南衡阳４２１００１；２．南华大学计算机科学与技术学院，湖南衡阳４２１００１）
摘要：核电站数字化仪控系统存在系统风险。基于安全性理论，风险形成是一个传导过程，针对仪控
系统失效这一概率事件，提出一级预警和二级预警的概念。基于特征向量的安全预警，‘可以合理描述系统 风险的各种情况，并提高对ＤＣＳ仪控系统问题的预警时间裕量，增加核电站的安全及可靠性。
关键词：数字化仪控系统；安全；预警
中图分类号：ＴＰ２７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３—９８３３（２０１３）０３—００６１—０４
Ｅａｒｌｙ Ｓａｆｅｔｙ Ｗａｒｎｉｎｇ ｏｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ
Ｌｉｕ Ｈｕａ ，Ｙａｎｇ Ｘｉａｏｈｕａ ，Ｌｉｕ Ｊｉｅ ，Ｌｉｕ Ｚｈａｏｈｕｉ ，Ｗｕ Ｑｕｊｉｎｇ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ，ＨｅｎｇｙａｎｇＨｕｎａｎ４２１００１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ，ＨｅｎｇｙａｎｇＨｕｎａｎ４２１００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｅｘｉｓｔｓ ｒｉｓｋ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｓａｆｅｔｙ，
ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｆｏｒｍｉｎｇ ｉｓ ａ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ
ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ．Ｔｈｅ ｓａｆｅｌｙ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｅａｔｕｒｅ ｖｅｃｔｏｒ．Ｉｔ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｔｏ
ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｓｙｓｔｅｍ ｒｉｓｋ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｗａｒｎｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｆ ＤＣＳ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ
ｏｆ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ａｌｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ ｓｙｓｔｅｍ；ｓａｆｅｔｙ；ｓａｆｅｔｙ ｗａｒｎｉｎｇ
核电站数字化仪控系统是数字化技术在核电站
的集中应用及体现¨ 。安全、稳定、可靠是核电站的
本质需求和要求，因此数字化仪控系统的安全、稳
定、可靠运行是其在核电站应用的必然要求 】。
目前，在核电领域，采用数字化仪表与控制系
统是先进型反应堆的一个重要特征。数字化系统通
过增加硬件可靠性和稳定性、减少人因失误、提高
故障检测能力等方式大幅度提高核电站安全性。当
前在运行核电站中正逐步采用数字系统来取代模拟 仪控系统，而在建、筹建的核电项目中已经全面将
数字技术整合到其设计中 。
１ 系统安全性理论
处于运行状态的多输入多输出系统，是一个高
度非线性、时变的系统。系统失效不是一个瞬态过
程，一般经历从系统错误、系统缺陷、系统故障，最
后到系统失效共４个阶段。
收稿日期：２０１３－０４－１０ 基金项目：２０１ １年湖南省高校科学研究重点基金资助项目（１ １Ａ１０５），２０１ １年湖南省自然科学基金资助项目（１ １ＪＪ６０４７） 作者简介：刘华（１９７９－），男，湖南衡阳人，南华大学讲师，工学硕士，主要研究方向为控制理论与核安全， Ｅ．ｍａｉｌ：ｌｈｓｍｉｌｅ＠１６３．ｃｏｒｎ 通信作者：阳小华（１９６３一），男，湖南衡阳人，南华大学教授，博士生导师，主要从事核数据处理方面的研究， Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｇｘｉａｏｈｕａ＠１６３．
ｔｏｍ ６２ 湖南工业大学学报 ２０１３正
系统向外界传导释放数据和信息、能被外界感
知的特性，称为系统可观测性。系统运行状态是多维
向量，通过基于向量建立数学模型，系统能够从不稳
定、不安全、风险态返回到安全、稳定态的特性Ｈ１称
为系统可控性。系统失效指系统不满足功能要求，偏
离甚至失去对数据及控制的约束。
产生系统失效的原因多而复杂，但基于时间轴
的角度，系统失效的产生不是突发性的，而是经过
一段时间的积累，是系统故障或隐患的离散累加。处
于运行状态的系统，只要满足系统可观测、可控性
这２个特性，安全预警就可以实施。图１为系统风险
的形成和传导的顺序图。
图１ 系统风险的形成及传导 Ｆｉｇ．１ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｒｉｓｋ
系统失效必然导致系统风险。依照图１中ｅｒｒｏｒ—
ｄｅｆｅｃｔ—ｆａｕｌｔ—ｆａｉｌｕｒｅ顺序，可计算系统失效概率。
系统失效的概率计算：
Ｐ．为系统错误引发系统缺陷的概率函数，对应
ＰＩ（ｅｒｒｏｒ）＝ｄｅｆｅｃｔ； Ｐ，为系统缺陷引发系统故障的概率函数，对应
Ｐ２（ｄｅｆｅｃｔ）＝ｆａｕｌｔ； Ｐ 为系统故障引发系统失效的概率函数，对应
Ｐ１（ｆａｕｌｔ）＝ｆａｉｌｕｒｅ。
２ ＤＣＳ仪控系统的安全预警
２．１ ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ系统失效
核电站数字化仪控系统 ，以下简称ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ系
统。由于采用ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ系统后，核电站使用了大量
微处理器（ＣＰＵ）及对应的系统、Ｉ／Ｏ卡件等，经过
逻辑设计将软件和硬件联系起来共同实现系统的预
设功能。它可能会因设计中存在的不足或收到特殊
的混合型输入的触发而导致失效。因此，虽然数字
化仪控系统被普遍认为可以提高核电站的安全性和
可靠性，但仍需要对数字化系统的安全运行进行有
效监控。
ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ系统在生命周期中的测试阶段，就已经
清除很多错误，在核电站安装调试阶段又进一步经
过软硬件联调、静态动态调试、带核运行调试和优
化等，系统本身的安全、稳定、可靠性指标大幅提
高，但不等于绝对安全。从概率的角度，始终存在
一定的系统失效风险。例如版本升级带来问题、ＤＣＳ
系统通信协议的可靠性问题、系统模块间的不兼容、
软件硬件接口的不稳定和实时约束问题 。 依据系统１二程及可靠性理论，并非所有的故障
都经历潜在故障再到功能故障的变化过程。核电站
的系统故障也可分为潜在故障、显性故障及系统功
能失效。众所周知，核电站的反应堆保护系统是核
电站反应堆安全运行的重要保障。以此，核电站
ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ系统也需要一个保证其安全可靠运行的软
件预警及监控系统。在核电站ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ系统出现故
障、失效等系列事件时，ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ保护系统及时动作，
防止问题进一步蔓延扩大，甚至提前预警，将隐患
和潜在故障提早发现和清除。这就是ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ系统
的安全预警及报警。 ２．２ ＤＣＳ Ｉ＆Ｃ系统安全预警特性
图２为系统预警特性参数说明。
事故
图２系统预警特性 Ｆｉｇ．２ Ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ
如图２所示， 为ＤＣＳ系统始发事故的时间点；
．为ＤＣＳ系统失效产生的时间点；７１，为核电站始发
事件的时间点；Ｔ 为核电站事故的时问点。
ＴＴｏ＝Ｔｌ－ ，门’ｎ为ＤＣＳ系统失效的一级预警；
７Ｔ ＝Ｔ２－Ｔ．，ＴＴ 为ＤＣＳ系统失效的二级预警；
乃 ＝ — ，丁了 为始发事件造成核电站事故的时
间延迟。
基于硬件、基于部件的失效是目前核电站安全
分析的基本对象。将失效模式作用分析（ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ
ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎａｌｙｓＹ Ｓ，ＦＭＥＡ）与概率安全分析
（ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｓａｆｅｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ＰＳＡ）结合起来，被
分析事物的时间区间从 到 。系统预警特性突出
之处就在于把时间轴上的时间点从 。再往左移动，
提前到 ．甚至丁 。与此对应的，预警层次从硬件初
始事故的报警提高到ＤＣＳ系统失效二级预警甚至一
级预警。
２．３安全预警原理
安全预警的原理：核电站数字仪控系统对控制
对象的实时监控，结合本身的自检验功能，与正常
状态数据集合对比，找到不正常数据，得到符合预
警的特征条件，认为系统处于偏离正常运行的状态
或即将偏离，实现预警。
对控制对象的实时监控是利用硬件传感器、软
件状态收集器，收集仪控系统的软件、硬件综合运
行数据。仪控系统自检验是充分利用ＤＣＳ控制功能 第３期 刘华，等 核电站数字化仪控系统的安全预警 ６３
强大、监控对象及１０点数多的优点，在不干扰系统
正常运行的情况下，不间断、自动检验系统的运行
数据，发送校验指令，得到自检数据。把实时监控
得到的仪控系统综合运行数据和系统自检得到的自
检数据，与正常状态数据集合对比，就能发现仪控 系统动态运行的不正常数据，进而得到特征条件，判
断系统偏离正常运行。采用基于系统预警特征向量
的数模模型可以抽象安全预警的特征条件。
２．４安全预警方法
安全预警方法以核电站实际应用的数字化仪控
系统为研究对象，提取出ＤＣＳ仪控系统中能引发系
统失效并可能进一步导致系统事故的关键要素，即
表１的内容；采用系统仿真，将系统失效模型应用到
基于系统故障的ＤＣＳ操作搜索分析与预警监测中，
针对ＤＣＳ仪控系统达到提前预警的作用。
定义１ 系统预警运行特征向量 ：能够抽象系
统运行事件、状态的数据集合或数组
ｆ １，ｕｎｓａｆｅ；
其中，Ｘ 为特征向量 的元素，特征向量的元素
取值为１或０。系统风险传导及形成过程各阶段的特
征向量反映各阶段、各时间段的系统安全性，系统
的特征向量用来表示系统问题，特征向量中所有元
素求和的结果作为系统风险的度量。特征元素为１对
应的特征向量作为系统风险预警的判断依据。
如图３，系统错误ｅｒｒｏｒ对应特征向量Ｅ ，特
征元素ｅ ，ｉ≤ｉ≤ｎ；系统缺陷ｄｅｆｅｃｔ对应特征向
量 ，特征元素ｄ ，１≤ｉ≤ｍ；系统故障ｆａｕｌｔ对
应特征向量， 特征元素 ，１≤ｉ≤Ｊ；系统失效
ｆａｉｌｕｒｅ对应特征向量 ，特征元素，． ，１≤ｉ≤ｋ。
系统预警特征向量 ＝【ＥＩＤ ＪＦ Ｊ ］ｌ×ｆ … ）
耳
个 Ｅ。 — Ｌ—Ｄ — —一 ，— ｌｊ．一Ｒ＂¨
图３ 系统风险各阶段的特征向量及提前预警时间 Ｆｉｇ．３ Ｆｅｕｔｕｒｅ ｖｅｃｔｏｒ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｒｉｓｋ ａｎｄ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｔｉｍｅ 以下是系统风险衡量模型公式：
∑ ：ｓｕｍ ， ｌ
∑ｅｉ＝ｓｕｍ ，∑ ＝ｓｕ ， ｉ＝１ ｉ＝１ ， ｋ ∑ ＝ｓｕ％，∑ ＝ｓ岫，。
核电厂仪控系统信息安全研究
2021年第20卷第2期
2021202Industrial&ScienceTribune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。
核电厂电磁环境预警系统
Ml月度聚焦山"I ONTHLY FOCUS
创新应用类核电厂电磁环境预警系统
电磁兼容性是电子电气设备安全、正常工作的基础。
国际运行经验表明，设备在复杂电磁环境之下出现的自扰
和互扰问题已成为制约核电厂安全可靠运行的重大技术问
题。以往核电厂的电磁环境测量依靠人为操作，仅能分频
段、在电厂停运等特定工况下开展短期测量，难以对正常
运行期间的关键敏感设备的可靠性进行评估。
在数字化与智能化飞速发展的今天，核电厂面临的电
磁环境更为复杂，亟需一套可对电磁环境进行实时监测的 系统,以确保运行人员及时发现电磁风险，并适时采取措
施。本预警系统包括自主研发的超宽带高精度小型传感
器、自主设计的高速信息计算处理模块以及定制化的阈值
报警功能，可实现对核电厂电磁环境的实时自动测量和基
于敏感设备抗扰特性的实时预警功能，可为核电厂的电磁 兼容性提供实时的风险评估，为保障关键敏感点位的电磁
环境提供有效指导。本系统还具有全厂电磁环境图谱绘制
和管理功能，基于电磁环境长期实时测量而得到的电磁环 境时域、频域和空域分布图将为电厂的分区管理提供有力
的技术支撑，可有效防止电磁干扰风险的发生，保障核电
厂安全稳定运行。初步预估国内市场容量约10亿人民币， 并已同步开展海外市场的开拓工作。
本系统由中国核电工程有限公司和北京航空航天大学
联合研制开发。系统的研究和开发充分发挥了中国核电工
程公司和北京航空航天大学在各自专业领域的技术优势。
相关核心技术已作为主要支撑获得2018年国家技术发明_ 等奖。（中国核电工程有限公司）
预埋件钢筋埋弧螺柱自动焊设备
创新应用类预埋件钢筋埋弧螺柱自动焊设备，是中核二四公司科
研团队基于“华龙一号”核电预埋件焊接特点，自主研发的
自动化焊接设备,解决了手工电弧焊和气保焊生产效率低、
质量稳定性差、作业环境恶劣、用工成本高等难点，可以焊
接碳素钢和合金结构钢等钢结构预埋件产品。预埋件钢筋埋弧螺柱自动焊设备由焊接主机、控制柜、
浅谈AP1000核电厂安全级仪控系统
浅谈AP1000核电厂安全级仪控系统
1 概述
AP1000核电厂采用了全数字化仪控系统，其中保护和安全监测系统（PMS）属于安全级，其余均为非核安全级。PMS系统为电厂提供反应堆停堆、专设安全设施、核级数据处理三大主要功能。PMS系统直接关系到核电站的安全运行，是AP1000机组中最为重要的仪控系统，因此该系统现场安装的全过程需要高度关注。
2 PMS安装工程分类及施工要点
PMS系统安装的实体工作可分解成三大类：处理机柜、电缆与光缆、中子探测器。
2.1 处理机柜
PMS总共包含39个DCS（集散控制系统）标准机柜，尺寸约为700*750*2300（宽*深*高），按照功能分为NIC（核仪表子系统柜）、BCC（双稳态逻辑处理器柜）、ILC（符合逻辑处理器柜）、MTP（检修试验柜）、QDP（核级数据处理子系统柜）、SVC（爆破阀控制子系统）、SOE（顺序事件记录柜）。PMS机柜按照不同的安全序列分别布置在辅助厂房内的6个房间内，成排布置。
PMS属于精密电子设备，对安装环境的要求高，温度必须控制在10℃～25℃、相对湿度控制在20%～75%、空气中无粉尘和腐蚀性气體。AP1000首堆工程中，现场参照ASME NQA-1的标准，在PMS房间建立了增强的Ⅲ级清洁区，不仅对进入人员、进入材料、区域内的焊接、切割、打磨等动火作业加以控制，还专门设置了临时空调、除湿机、吸尘器等设施改善安装环境。
PMS机柜的安装过程大体包括五个步骤：（1）卸车。按照核电厂物项分类原则，有抗震要求的PMS机柜属于B类物项，卸车时应十分注意机柜顶部吊耳的受力均衡性，以防止机柜结构变形。为此，首堆工程中采用了一种方形平衡梁，并与其他辅助吊具一起进行了150%静载试验；（2）引入房间。PMS机柜要求竖直搬运，但受限于厂房内门洞高度，通过时需要倾斜。此时应注意倾斜时必须确保柜门在两侧而不至于受压变形。首堆工程中专门设计了一种翻转运输小车，为提高厂房内搬运效率；（3）调平。PMS机柜在房间内的调整主要依靠滚杠，由于房间顶部的电缆桥架较为密集，借助葫芦等吊具的辅助是十分有限的。调整期间必须始终保持柜门关闭，以防止异物进入损伤内部电子元件。成排机柜调平后应及时锁紧柜间螺栓，之后进行机柜与地面的连接；（4）就位与接地。PMS机柜可采用螺栓固定或者焊接固定两种方式，在就位过程中若遇到预埋件不平整问题，可根据间隙选择采用垫块或者垫片加以调整。首堆工程中采用的是焊接方式，即在机柜基座的正面与背面以长度不小于3英寸、焊角高度不小于1/4英寸的要求进行焊接。为了防止机柜内电子元件损伤，焊接前必须确保接地可靠；（5）柜内部件装配。除了柜间的连接电缆外，PMS机柜安装期间几乎不需要对内部元件进行装配，而柜间电缆主要分为预制插头和预制端子两种，安装时应当避免遮挡控制器散热通道。
核电站数字化仪控系统改造分析
核电站数字化仪控系统改造分析
摘要：仪器控制系统，主要保证核燃料的正常运行。它是该系统核燃料的重要核心。仪表控制系统的数据转换后，是为了更好地促进人堆的生命安全，稳定整体运行。其次，重点介绍了反应堆数字仪表板和控制系统的总体结构。提出了仪表控制系统数字化改造的目的，阐述了仪表控制系统数字化改造的方案。
关键词：核电站；数字仪控系统；数字化改造
引言
逐步地，在现阶段整个社会经济的快速发展中，电能的生产和生活，生活和消费的需求也在迅速减少。在这个愉快的过程中，核电厂的规划和建设也引起了更多的关注，这与中国传统的火力发电厂和水力发电厂不同。在核电设施的全过程中，这两个过程能耗低，污染小，电站特性稳定。在实际应用中，它为该地区稳定的电力供应奠定了基础。我们为此奠定了很好的基础。本文分析了核反应堆电气试验软件系统的数字化升级及研究成果。最后，希望能为数字化时代核电站电气仪表系统的全面发展提供更多的参考。
1改造的目的
1.1防止设备老化
每个仪表控制系统都有自己的使用规则，在使用过程中经常发生不同的故障。这是由于仪表控制系统本身的老化损失和设计之初设计的不显眼造成的。数字仪表控制系统未实现。在翻修过程中，面对这样的故障，工作人员一般采用维修或校正的方法进行改进，但这只能维持很短的一段时间，在使用一定时间后，仍会出现故障，这一循环继续减慢自动机器的速度，使其老化缓慢，缩短了其标准寿命。然而，对仪表板控制系统的功能进行数字化意义转换是十分必要的。
1.2改善仪器控制系统的性能
随着我国电子核心技术的日新月异和各种软件的更新换代，如何充分保证仪器能够对系统和性能进行控制是最值得考虑和科学研究的问题。但是，根据中国当前仪器控制系统的基本情况，仍然有很多地方可以遵循。随着其技术的不断发展，仪表控制软件系统的网络化转型是必然的快速发展过程，这是确保整个核燃料系统正常运行的唯一途径。
核电站数字化控制系统,为核安全保驾护航——专访中核控制系统工
唐意：１９６３年５月出生，研究员级高级工程师，清华大学ＥＭＢＡ，中核集团中核控制系统工程有限
公司总经理，具有３０多年的核仪控工程经验，承担过多个大型核ｇ４￣．４ｆ系统科研生产项目，并取得压
水堆核电站控制棒驱动机构在线监测及故障诊断方法专利。
唐意：其实核电仪控可以分为两个方面来讲：一是仪，主要是为了得到 工艺参数而设置的一次检测设备和系统；二是控，主要是描述为了控 制工艺参数而设置设备和系统。 在核电站数字化控制系统发展方面，随着计算机技术、通讯技术 等飞速的发展，以及核安全对核电站的控制系统要求逐步提高，原来 用的模拟控制设备在精度、可靠性、反应速度等方面都存在瓶颈，而数 字化控制系统在解决以上问题时具备很大的优势。因此，核电站使用数字化控制系统是一个必然的趋势。单从可靠 性角度来讲，模拟系统有一定优势，因为模拟系统是靠硬件来实现，而数字化控制系统是靠软件来实现的，存在共 模故障的风险。因此，虽然数字化控制系统在其他行业已经趋于成熟，但由于核电站对安全性、可靠性有极高的要 求，所以在核电技术上应用是非常谨慎的。世界上首个运用全数字化控制系统的核电站在我国田湾核电站实现，几 年来的安全成功运营的经验也给我们带来了很多经验和帮助。但我国的数字化控制系统产业在核电的应用与欧美 相比还是有些差距，原因也是多方面的。 核仪表方面，尤其是核探测器方面，我们的技术并不落后，这都得益于中国在原型堆，军工堆等方面的建 设。１９９１年ｌ２月，我国大陆首台核电站在秦山并网发电，标志着国产核电仪表和控制系统步入了一个发展期。随 着相关法规的建立健全，国内制造企业从变送器到核探测仪器仪表等逐步实现国产化。掌握了核心技术，打破国
外垄断，国家相关政府部门积极组织企业和科研院所合力攻关，包括中核集团也是。
唐意：中核控制系统工程有限公司（简称中核控制）是由北京中核东方控制系统工程公司和中核北京核仪器厂进行 战略重组的公司，专业从事控制系统、专用仪控、探测器、核仪器的研发生产，是目前在我国核电仪控行业中拥有
核电站数字化报警抑制方法的研究
龙源期刊网
核电站数字化报警抑制方法的研究
作者：崔瑶 董旭辰 时乐
来源：《电脑知识与技术》2013年第18期
龙源期刊网
摘要：核电站的报警系统在监测电厂各个系统及设备的实时状态过程中发挥的重要作用。该文以计算机化报警系统为基础，结合人因分析对报警抑制的方法及步骤进行研究，有效的提高了报警系统的有效性，使操作员能够及时处理重要的报警信息，使人机界面更加科学合理。
关键词：核电站；报警；计算机化；人因分析
中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）18-4319-03
核能作为一种清洁、高效的能源近几十年在全世界范围内得到了迅速的发展。但是日本福岛事故的发生也使人们对于核电站的安全性、可靠性越来越重视。核电站的报警系统在帮助操纵员监测电厂各个系统及设备的实时状态的过程中发挥了重要的、不可或缺的作用。该文主要研究了核电站报警系统的计算机化，以人因分析为基础重点研究了报警抑制的相关内容。
早期的传统核电站几乎都以模拟信号为基础，报警系统的可靠性低，不够智能化，且人际界面不友好。随着计算机技术和故障报警技术的发展，以及对核电站运行过程中各种事故状态的经验积累，加上人因分析的因素，都促使了报警系统的智能化发展，对核电站安全性的提高发挥了重要作用。
1 报警系统概述
核电站的操纵员要通过监测电厂里所有的独立设备和过程变量来检测运行过程中可能出现的任何非正常的情况，对于一个庞大的电厂系统来说，这将是一项巨大的任务。设计一个报警系统的目的也就是能够连续并且自动的执行检测功能，当出现一个需要操纵员动作的情况时能够给操纵员提供视觉和听觉上的报警，让操纵员进行适当的处理动作。操纵员的操作主要包括：对过程进行手动干预以消除或弥补故障；对故障后果进行手动消除和补偿；确认自动装置动作的正确性和有效性；对电站操作的短期可预见的直接后果应采取维修措施以消除故障。
核安全级数字化仪控系统软件安全性分析研究
第26卷 第6期
2019年6月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.262019 No.6
核安全级数字化仪控系统软件安全性分析研究
谷鹏飞1，刘子寅2，席 望1，黄伟军1
（1.中广核工程有限公司设计院，广东 深圳 518124；2.哈尔滨工程大学，哈尔滨 150000）
摘 要：随着数字化技术全面应用于核电站仪控系统，与过去的模拟技术相比，其控制更集中，信息处理更复杂，
信息关联性更强。但是庞大且集中的仪控系统所引起的安全性分析工作日益引起人们的重视，尤其是核安全级数字
化仪控系统，它能否正常工作直接关系着核电站的安全。本文以核安全级数字化仪控系统在核电站的工程实践为
例，结合软件验证和确认（V&V）的相关法规标准，分析了核安全级数字化仪控系统软件安全性分析所面临的主要
问题，并提出了软件安全性分析工作的主要内容，为后续核电站的相关实际工作提供技术参考。
关键词：数字化技术；仪控系统；核安全级；验证和确认；软件安全性分析
中图分类号：TH86 文献标志码：A
Study About Software Security Analysis for the Safety Digital
I&C System of NPP
Gu Pengfei1，Liu Ziyin2，Xi Wang1，Huang Weijun1
（1. China Nuclear Power Engineering Co., Ltd., Guangdong, Shenzhen, 518124, China；2. Harbin Engineering University, Harbin, 150000, China）
Abstract：With the digital technology used in the I&C system, comparing with the past, I&C system is more centralized control, more complex information processing, more information relevance. However, security analysis which is triggered by large and concentrated I&C system has been paid more attention, especially in the safety digital I&C system. Regarded the safety digital I&C system in nuclear power plant (NPP) as an example, combined with the relevant laws and regulations standard about V&V, this paper analyzes the main problems about software safety analysis in the safety digital I&C system, and gives the main contents. As a result, it is also benefit to the practice as the technical references.
阐述AP1000数字化仪控系统病毒防护措施
阐述AP1000数字化仪控系统病毒防护措施
计算机病毒是编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码（以下简称病毒）。病毒具有繁殖性、传染性、潜伏性、隐蔽性、破坏性、可触发性等特点。由于计算机科学技术的发展，病毒也在不断地演变和发展，新病毒的出现更具智能性、隐蔽性、多样性、破坏力强等特点，这给企业病毒预防带来了更高的挑战。
由于数字化仪控系统的先进性，现代核电使用基于计算机的数字化仪控系统已是必然，AP1000同样使用了基于计算机系统的控制平台，如何才能防止病毒攻击，保证仪控系统和核电站安全稳定运行，这是使用全厂数字化仪控系统所面临的问题，伊朗布什尔核电站由于受到病毒攻击而推迟发电，这样的消息让人感到震惊和反思。美国核管会于2009年3月也升版计算机及网络安全相关的法规10CFR73.54。
为了更好地使电站安全稳定运行，AP1000从设计角度采用了分层的仪控系统网络结构、计算机集中布置管理、设置域安全服务器、设置病毒服务器、单向数据传输等多项措施避免仪控计算机受到病毒的危害，并提出通过管理手段更好地保证仪控系统安全稳定运行。
1 病毒防护措施
1.1 仪控系统的层级结构设计
AP1000仪控系统从功能上可分为保护和控制两大块，保护系统主要基于Common Q平台实现，主要系统是反应堆保护与安全监测系统（Protection and
Safety Monitoring System，PMS），而控制系统主要基于Ovation平台实现，主要系统是电厂控制系统（Plant Control System，PLS），如图1所示，采取分层结构设计，处于最里面的第四层，是电厂的保护和控制的主要组成部分，其中PMS和PLS的设备处于这一层，这些设备布置在电厂的重要保护区域，对此区域的人员进出实施严格控制，PMS和PLS之间的数据通信采用单向传输，数据只能从PMS流向PLS，避免非安全系统受到破坏而影响安全系统的正常功能；第三层为电厂支持层，主要包括应急运行设施、资产管理、关键通信等系统，与第四层的接口也是采用单向数据传输，通过Ovation的企业数据服务器（Enterprise Data
数字化核电厂电力监控系统安全防护
数字化核电厂电力监控系统安全防护
摘要：为了加强核电厂数字计算机、通信系统和网络的信息安全防护，使关键数字资产能抵御内外部网络攻击（包括设计基准威胁），防止系统瘫痪和失控，以及由此导致的系统或设备失效。本文旨在为建立一套完整的核电厂电力监控系统信息安全防护体系提供一些技术手段。
关键词：电力监控系统；安全防护；分区策略；横向隔离；纵向认证
1.背景
随着核电厂数字化和大数据网络化的要求，电厂预期功能丰富多样化，核电领域的安全，特别是数字化控制系统的安全成了核电厂设计、运行、维护、退役整个生命周期的重点关注学科。核电厂信息安全防护的核心即是通过纵深防御的策略，保护核心仪表和数字化控制系统。
2.风险分析
在工业控制系统控制生产的过程中，现场采集的信号，以信息的方式传输给控制器或操作人员。根据预先的控制逻辑，控制器或操作人员把控制信息发送给现场执行器，调整、干预生产过程。工业环境以及工业控制系统本身存在的问题都有可能产生非预期的后果，对于业主来说希望降低这些非预期事件对系统带来的损失。对于工业控制系统来说明确的损失一般包括但不限于以下几项：资产向未授权的人泄漏（失去机密性），资产被未授权者更改而损坏（失去完整性），或授权者无法对资产进行访问（失去可用性）。
3.技术措施
为了防止核电厂电力监控系统瘫痪和失控，和由此导致的发电厂瞬态事故，根据发改委14号令《电力监控系统安全防护规定》，监控系统的安全防护需要从安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证和综合防护等五个方面开展设计。
3.1 分区策略
根据国家发改委第14号令及配套文件的要求，发电企业内部基于计算机和网络技术的业务系统，原则上划分为生产控制大区和管理信息大区。生产控制大区可以分为控制区（安全区I）和非控制区（安全区II），管理信息大区分为管理信息区III区和管理信息区IV区。安全区的设置应避免通过广域网形成不同安全区的纵向交叉连接。根据不同安全区域的安全防护要求，确定其安全等级和防护水平，生产控制大区的安全区等级高于管理信息大区。
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。