西门子工业网络在核电仪控系统中的应用
摘 要：本文详细介绍了岭澳二期核电站数字化仪控系统的通讯网络的设计原则和最终应用方案。项目中使用了西门子工业网络设备OSM构建了光纤连接虚拟环网的电厂总线和终端总线，实现了数据通信具有单一故障容错、高度的可靠性和可利用性等优点，基本满足核电厂对数据通信高可靠性的要求。
关键词：工业网络；OSM；DCS；TXP The Application of Siemens Industrial Networkin the Nuclear Instrumental and Control System
Abstract：This paper introduces the design principles and final applicationscheme of the communication network（Plant Bus and Terminal Bus）for theLing Ao Phase II Nuclear Power Plant Digital Control System （DCS）．Basedon the requirements and principles proposed in this document，we use Siemensindustrial network device OSM to implement the communication netw orks．
Key words：industrial network；OSM；DCS；TXP 1 项目简介 岭澳核电站二期位于大亚湾核电基地，是我国“十五”期间唯一开工的核电项目，采用中广核集团具有自主品牌的中国改进型压水堆核电技术路线CPR1000，建设两台百万千瓦级压水堆核电机组。其仪控系统采用了TXS（安全级仪控系统）+T×P（非安全级仪控系统）的数字化仪控系统。所有仪控系统的数据通信都是由SINEC H1总线～IPROFIBUS总线系统构成的终端总线、电厂总线和现场总线完成。非安全级仪控系统TXP的网络结构全部使用了西门子工业网络产品OSM（单元机组+公用机组共使用18个ITP62、22个ITP53、4个BCO8）组成的多个光纤环网来满足设计要求。终端总线用于PU（Processing Unit）、SU（Server Unit）和OT（Operating Termina1）之间的通信以及通过网关／网桥与其他仪控系统互相连接，电厂总线用于PU（Processing Unit）、AS620（Automation System）、ES680（Engineering System）和DS670（Diagnostic System）之间的通信，并且通过网关与TXS系统相连。本文着重对TXP系统数据通信网络结构和功能进行了分析。
2 通讯网络系统构成和功能 核电站仪控系统网络的设计准则为： （1）一体化操作和信息管理网 该层网络的传输介质根据核电站的使用环境和隔离、防火的要求，选用光缆是适当的。对于其网络拓扑则根据核电站I&C站点多、容量大、可靠性高的需要，宜选冗余的双环网络。其网络传输协议宜选TCP／IP协议。网络操作系统则宜选择技术成熟，可靠和应用广泛的网络操作系统，RIUNIX。网络的传输速度要求100MBit／s或更高。
（2） 自动控制和保护层网络 作为核安全级（1E级）数据通信网络，其模块的硬／软件必须是经过核安全级（1E级）的鉴定，有过成熟应用经验的产品。本文不做详细描述。
非核安全级数据通信网络将各个过程控制功能组相互连接后再与操作和信息管理网络通讯。功能组的划分主要考虑所完成的功能，兼顾采购合同的责任范围，以减少设计接口，又便于调试维修。
公用通讯网主要将两机组公共部分以及厂区少部分系统的信息与控制命令，分别与两个机组的操作和信息管理网络进行通讯。
TXP通讯网络有两种： “电厂总线”和“终端总线” 。两种通讯网络都是由若干OSM网络交换机通过光纤连接组成的虚拟环网结构。该总线结构是通过使用SINEC H1 FO而建立起来的，基于IEEE 802．3标准。OSM是SINEC H1 FO网络核心部件。整个网是以环状结构相连接的，并通过OSM模件中的开断点实现环形结构。当虚拟环网上所有部件均正常工作时，其中必有一块OSM模件的电子开关是打开的（RM模式），在开断点上，来自两个方向的信号受到监视。当虚拟环网上有一部件工作不正常形成开路时，信号仅来自单方向，则可以认为是总线故障。在这种情况下，断点将被关闭，该电子开关闭合形成新的形式的总线网并且与此相连的总线部件将被重新结合在通讯网络之中，重建过程小于0．3秒，同时报警通知系统维护人员排除故障，实现了冗余总线的设计。
虚拟环设计保证了内在的单容错，能使系统总线在单一故障情况下继续工作。从可用率及冗余质量上比较，与二取一的总线结构相当，保证了系统单一故障容错，增强了系统通信的可靠性。 2.1 电厂总线 电厂总线是用于连接DCS level 1层设备和连接用于level 1和level 2层之间通讯的处理单元（PU）。以下DCS设备连接在电厂总线上：
· 所有的自动化控制系统AS620； · 一对冗余的处理单元PU； · 与安全级仪控系统之间的网关； · 第三方仪控系统； ·TXP系统的诊断系统DS670； ·TXP系统的工程师站ES680； ·DCS系统的时钟发生器。
电厂总线的设计满足下列要求： （1）使用标准的通讯协议 电厂总线是基于符合IEEE 802．3／802．3u协议的以太网总线。符合ISO／OSI的7层通信模型。电厂总线在协议的结构上有一些不同，主要差别在3层至7层。使用了西门子公司为适用工业通信开发的SINEC NETAP协议。
（2）单一故障容错能力 电厂总线在设计中被分割成多个环网。每个环网都满足单一故障容错，子网络与总网络之间的连接使用冗余热备连接，使用光纤作为连接介质。同时OSM分布在不同的I&C机柜内并且使用独立的供电，如图2所示。
所有连接在电厂总线上的设备（如AS620，Pu，网关）都是通过物理隔离的网络设备连接到OSM上的，同样分布在不同的I&C机柜内并且使用独立的供电。
（3）不同序列和不同房间之间的电气隔离 分布在不同房间的子网络都是通过光纤连接的。 （4） 隔离干扰和网络数据通讯的优化 为了尽可能隔离干扰和优化网络数据通讯，电厂总线被分为以下八个部分（如图3所示）：
· 总网络 作为电厂总线的高速链路，使用了4个OSM BC08和2个OSM ITP53。
· 非安全级序列A（NC·A）子网络 连接所有非安全级子网络序列A设备，ITP53和6个OSM ITP62组成光纤环网。 · 非安全级序列B（NC—B）子网络 连接所有非安全级子网络序列B设备，ITP53组成光纤环网。
· 安全相关序列A（SR—A）子网络 连接所有安全相关子网络序列A设备，ITP53和4个OSM ITP62组成光纤环网。
· 安全相关序列B（SR-B）子网络 连接所有安全相关子网络序列B设备，ITP53和2个OSM ITP62组成光纤环网。
· 非安全级公用机组NC—UNIT 8Y-网络 非安全级8号公用机组子网络，使用4个OSM ITP53组成光纤环网。每2个ITP53组成冗余环网之间的热备STBY模式与3，4号单元机组连接。
·DCS与第三方系统通讯子网络 DCS与第三方系统通讯子网络，使用2个OSM ITP53和2个OSM ITP62组成光纤环网。
· 非安全级-安全级之间通讯的网关子网络 连接所有连接安全级和非安全级子网络的网关。使用2个OSM ITP53组成光纤环网。
此外为了提高网络的安全性和可靠性，还要对网络设备OSM做一些限制性的配置。配置如下：
· 在网络设备OSM上所有端口（除了级联端口和光纤环端口）使用静态MAC地址寻址。 · 将网络设备OSM上所有端I：1 （除了级联端口和光纤环网端口）广播方式闭锁。 · 对网络内的DCS时钟发生器、工程师站和诊断系统网络速度限制在10MBit／s。 · 子网络与总网络之间的连接网络速度配置为100MBit／s。 2．2 终端总线 终端总线是用于连接DCS level 2层设备。以下DCS设备连接在终端总线上： · 一对冗余的处理单元PU； · 一对冗余的服务单元SU； · 所有的操作员站OT； · 与第三方外部通讯接口设备XU； · 工程师站ES680和诊断系统DS670； · 网络打印机。
终端总线的设计满足下列要求： （1）使用标准的通讯协议 电厂总线是基于符合IEEE 802．3／802．3u协议的以太网总线。符合ISO／OSI的通信模型。为确保OM690系统和外部系统的通信，在终端总线的2至4层使用了TCP／IP协议，从软件方面增强了系统的开放性。
（2）单一故障容错能力 终端总线构建为一个主网络和一个子网络。主网络在物理上分布在不同的电子间和计算机问内。子网络与总网络之间的连接使用冗余热备连接，使用光纤作为连接介质。同时OSM分布在不同的I&C机柜内并且使用独立的供电。所有连接在终端总线上的设备（如Pu，SU）都是分别与不同的OSMXH连，分布在不同的I&C机柜内并且使用独立的供电。
位于同一个房间内的OT（比如主控室，远程停堆站）按照奇数／偶数对称分布与OSM相连，这样保证了即使一个序列的网络设备失效时，至少50％的操作员站仍然可用。
（3） 不同序列和不同房间之间的电气隔离分布在不同房间的子网络通过光纤连接。 （4）隔离干扰和网络数据通讯的优化 为了尽可能隔离干扰和优化网络数据通讯，终端总线被分为以下2个部分（如图4所示）：
· 主网络 作为整个终端总线的高速链路；所有的OM690设备都连接在这个网络上。使用4个OSM ITP62～12个OSM ITP53组成光纤环网。
· 计算机间子网络 主要是连接工程师站ES680、诊断系统DS670、PC机、网络打印机和SOE站，使用2个OSM ITP53组成光纤环网。
FPGA技术在核安全级仪控系统中的应用探讨
尹 室 毛 从 专 旅 当 簧 伟 左
（ 环境保 护部核 与辐 射安 全 中心 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ２ ）
摘
要 ：Ｆ Ｐ Ｇ Ａ技 术 因其具有 集成 度 高等特 点而 得到 了快速 广泛 的应用 。在 核电站 仪控 系统数 字化 升级改 造过 程 中 ， Ｆ Ｐ Ｇ Ａ技术 可 否
ｕ ｒ ｇ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｏ ｐ ｉ ｃ．Ｔｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ＦＰ ＧＡ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｎ ｇ ｅ ｉ ｔ ｉ ｓ ｆ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｉ ＆Ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｏ ｗｅ ｐ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
应用 、 如何应 用 已成 为一项 紧迫研 究 的重要 课题 。分析 了 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的技术特 点及 其应用 于核 电站 仪控 系统 中面临 的挑战 ， 提 出了在使用 标准 、 开发 过程 、 设计 技术 和工具 选用 等方 面可能 的应 对措施 。最 后 ， 对Ｆ Ｐ Ｇ Ａ在 国内的后 续应 用进行 了探讨 。 关键 词 ：Ｉ Ｐ核 现场 可编程 门阵 列 安全级 仪控 系统 软 件开发 过程 硬件 描述 语言
信号之间的通信 ； 内部连线 资源包括 各种长 度 的连线 和一 些可编程 的连接开关 ， 它们用于逻辑块之 间 、 逻辑
块与输 输 出块之 间的连接 。
ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ。 ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ ，ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｄ ｕ ｒ ｅ ｓ， ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｐ ｏｐ ｒ ｏ ｓ ｅ ｄ． Ｎｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｆ ＰＧＡ ｓ ｕ ｂ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｎ ｏ ｕ ｒ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｒ ｙ ｉ ｓ ａ ｌ ｓ ｏ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ．
核电站安全分级对DCS系统设计影响分析
审的基本出发点。系统或设备从技术规范书开始， 到设计、制造、安装、调试、质量控制以及运行 维护的整个过程，都需按照不同的安全级别应用 相应的标准规范。
对核电站仪控系统和设备的分级，依据的主 要标准 RCCE-C5000 以及 IEC61226。在升版的 RCC-E（2002）标准（主要在 C5000 章节）中[1]， 将安全分级定为安全级与非安全级；安全级又分 为 1E 及非 1E，有关硬件均要求满足抗震及相关 环境鉴定要求（K3：安全壳外正常工况下的鉴 定）；用于 1E 级系统及设备的软件应满足《数字 化系统安全功能的软件要求规范》（IEC60880） 的鉴定要求，非 1E 应满足《数字化系统安全相 关功能的软件要求规范》（IEC62138）“B 类”的 鉴定要求。（“B 类”为安全重要性分类，主要有 “A”、“B”、“C”及 NC 类，由 IEC61226 定义）。
关键词：核电站；安全分级；数字化仪控系统；总体方案设计 中图分类号：TL364 文献标志码：A
1前言
尽管数字化仪控系统（DCS）技术产品已在 非核电领域得到广泛应用，但由于核安全设计纵 深防御理念带来的系统与设备安全分级问题，使 得 DCS 在核电站工程总体方案的实施中滞后于 非核电 领域。
当前，三代核电站技术基本上在整个工艺设 计时就充分考虑了数字化仪控平台的特点，但对 于 CPR1000 以及其他早期（20 世纪）设计的核 电站，由于在其设计定型时没有成熟、定型的核 电站数字化产品，实施数字化过程中，可能因工 艺系统安全等级、电气设备安全等级和产品等级 的限制而不完全适应。这种不适应给核电站的数 字化仪控方案设计带来一系列安全分析和审评的 问题。
收稿日期：2009-12-23；修回日期：2011-06-12
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核电站仪控系统自动化的综合分析
核电站仪控系统自动化的综合分析赵忻(国核工程有限公司，上海市200233)应用科技B商要]在总结不同时期核电站杈表控制系统应用特点的基础上，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，并论进了核电站数字化仪控系统的发展趋势。
c关壹毫词]核电站；数字化；仪表与控制系统1核电站仪控系统自动化的发展过程核电站仪控自动化的发展大致可分为模拟控制、部分数字化与全数字化3个阶段。
1．1模拟控制核电站控制系统以运算放大器为基础的功能元件；爱及继电器等硬逻辑电路来控制。
主控制室采用模拟控制操作器与显示器、控制开关与按钮，系统所需要的仪表器件数量多，运行操作管理和维护工作任务重。
12以梗j删空制和数字控制混合运用的控制系统这～类的主要模式是模拟保护加部分数字控制与数字保护加模拟控制两种形式。
数字控制主要依托大规模集成电路为基础的数字技术、网络通信技术、CR T显示技术等。
利用这些先进技术形成模拟控制、逻辑控制以及系统保护等综合考虑的网络型分散控制系统，特点是系统所需仪表数量大为减少，大量采用硬件和软件自诊断技术、冗余技术，提高了系统运行可靠性，采用网络通信技术，使系统数据管理更加科学和方便。
13全数字化控制系统全数字式控制系统不仅在常规岛、B O P采用数字技术，而且在核岛部分涉及核安全保护系统等也都采用数字化的控制技术，同时，高级的人胡接口技术、光纤网络技术等新近发展起来的各项技术合理地构成了新一代核电站I&C系统。
全数字化仪表发展的初级阶段，只解决了核电站的仪表更额、控制的准确度与备品备件问题，即只是硬件设备的升级；随后需进行的是利用计算机技术与已有的核电运行经验与数据，实现协调控制和优化控制策略，开发基于知识规Ⅲ0或神经网络理论的、具有诊断能力的智能化报警系统：最终使核电站的仪表与控制完全基于一体化的硬件技术、—体化的软件技术、计算机引导的操作规程，满足认知科学、知识工程与人因工程原则的要求。
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。
Eplan二次开发技术在核安全级仪控系统电气设计中的应用
收稿日期：2019-09-02 作者简介：张旭（1992-），男，吉林省吉林市人，硕士，从事仪控仿真系统设计、核安全级仪控系统设计、自动化辅助设计软件开发方 面的工作。
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第12期
张 旭·Eplan二次开发技术在核安全级仪控系统电气设计中的应用
摘 要 ：随着工业 4.0、工业互联网战略等智能技术的提出，实现软件自动化设计已成为制造业的发展目标。在这 种背景下，生产流程自动化的趋势也开始日益明显，新一代的自动化设计软件成为人们的需求重点，这也推动了自 动化软件行业的发展。
关键词 ：Eplan ；二次开发 ；电气设计
中图分类号：TP391.9
的增多、工作量的增大，二次开发软件所带来的速度和效 率成为软件自动化发展的必然趋势。使用自动化软件能完 成许多手工设计问题，正确、合理地实施自动化，能快速 地进行设计，从而提高工作效率，缩短产品的设计周期。 同时，自动化工具也会排除一些人为所带来的因素，如遗 漏或填错某个信号端子等。在多次进行项目设计的情况下， 自动化工具不需要人们每次都重复相同的过程。自动化工
Eplan 作为电气计算机辅助设计软件，其强大的设计 功能及标准化数据库，多年来已被业内人士所认可。Eplan 软件支持不同的电气标准，如 IEC、DIN 等，且都对应相 应的标准符号库。同时也提供了各种标准模板，各种图表 可以自动生成，如端子接线图、物料清单等。每条记录的 详细属性都可以反映在图表中，一旦在原理图中做了修改， 只需要刷新表格就可以更新数据，不需要手动修改，保证 了数据的准确性。在电气设计过程中，对应相同类似的项 目，只需要修改一些相关的项目数据，如项目名称、编号、 用户信息，就可以成为新项目的图纸，可以避免项目的重 复修改。
核电仪控技术应用的问题及改善措施
核电仪控技术应用的问题及改善措施摘要：随着我国科技的不断发展，我国的核电技术也得到突飞猛进地发展。
众所周知，核电是一种高效的清洁能源，不仅能够缓解我国的能源危机，改善我国的能源结构，还能有效地改善我国的生态环境。
但是，核电是一种高技术行业，对于技术的要求比较高。
比如，对于核电仪控技术就是核电安全运行的重要保证，本文以我国的核电仪控技术的应用为背景，分析我国核电仪控技术发展应用的现状，总结在实际运行过程中出现的问题，并且有针对性地提出了改进的策略，为我国核电产业的安全发展奠定坚实的基础。
关键词：核电工程；仪控技术；应用分析引言：随着我国社会的不断发展，人们的环保意识也逐渐增强，充分认识到保护生态环境的重要性，进而积极参与到生态环保的建设当中去。
在这种背景下，我国积极转变了传统的能源利用形式，减少或者是摒弃传统的能源利用，积极开展建设核能。
目前而言，我国已经成功地运行了数座核电站，为我国大力发展核电事业奠定了坚实的基础。
但是，在发展核电的过程中，我国也遇到了很多的问题和困境，基于此，我国基于我国核电发展的实际情况，脚踏实地展开研究，针对核电仪控技术展开了深入地研究，有效地提高了我国核电运行的效率，为我国能源战略转型奠定了坚实的基础，有效地提高了我国的综合国力。
1核电仪控技术基本问题首先，围绕核电应用地展开了理论研究，认为传统的核反应堆模型的数学表达建构十分复杂，采用计算机进行处理的难度比较大，但是，在核电站建设过程中，运用计算技术是未来发展的主要趋势，针对这一矛盾，国内相关的技术专家通过优化这物理参数的方式来解决这一矛盾。
从本质上来讲，这个矛盾的实质就是核反应堆数学模型建设中物理参数的匹配问题，可以通过优化模型的方式，进而来实现缩小物理参数的差异性，进而实现降低误差带来的影响。
在未来，核电站建设的过程中，微型计算机的应用是未来主要的发展趋势，因此，对传统刚性问题的研究还需要进行不断地深化，这也是目前理论研究的一个主导方向。
核电厂数字仪控系统动态可靠性分析方法综述
第41卷第12期2020年12月自动化仪表PROCESS AUT0M\TI0N INSTRl MKNTATIONVol.41 No. 12Dec.2020核电厂数字仪控系统动态可靠性分析方法综述黄晓津，朱云龙，周树桥，郭超(淸屮大学核能与新能源技术研究院，先进反应堆丨:程与安全教部重点实验室，北京丨()()〇84)摘要：仪表~拧制（I&C)系统是核电厂的屮枢神经，对确保核电厂的安全、稳定和经济运行起矜至关®要的作It丨早期使用基于模拟技术的仪控系统对核电厂的状态进行监测和控制，®部件易老化.U维护成本高昂：W此，0前核电厂使用数卞化仪控系统（DCS) 代替模拟仪控系统对于数字化仪控系统软件、硬件耦合以及人因复杂交互等特点，传统的静态可靠性分析方法无法完全适用动态可靠性分析方法可以发现设计中的薄弱环节，改善或增强数字化仪控系统的可靠性总结了动态可靠性分析方法:①当前典型的动态可靠性分折7/法，包括动态失效模式与影响分析（FMEA)、动态故障/事件树（D FT/ET)、动态流图方法（DFM ))、马尔科夫区间映 射方法（Markm/CCMT);②堪于仿K的方法，包括动态决策事忭树（〇[)KT)和连续事件树（CET)方法;③}1；他动态分析方法.包括GO- FLOW、扩展事件序列罔，P etri网该分析为该领域的进一步研究提供参％，关键词：核电厂；数字化仪控系统；动态分析：可靠性；模拟仪控系统；静态可靠性分析中图分类号：TH-86 文献标志码：A D0I： 10. 16086/j. cnki. issn 1000-0380. 2020080019Review of Dynamic Reliability Analysis Methodsfor NPP Digital Instrument and Control SystemHUANG X iao jin,Z H U Y u n lo n g,Z H O U S h u q iao,G U O Chao(Key I^ihoraton of Advanced Reactor Engineering and Safety of Ministn of Education,Institute of Nuclear and N t»w Energy Technology of Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract ：Instrument and control ( l&C) system is the central nerve of nuclear power plants and plays a vital role in ensuring the safety,stability and economic operation of nuclear power plants. In the past,analog I&C system were used to monitor and control the state of nuclear power plants,but the components were prone to aging and high maintenance costs. Therefore,cunently nuclear power plants have used digital I&C systems ( DCS) to substitute analog I&C systems. Traditional static reliahililv analysis methods are not fully qualified,as DCS is rendered by the complex interactions of the software,hardware and human components. Using the dynamic reliability analysis methods, designers can find weaknesses in the DCS design, improve or strengtlien the reliability of these stages. This article summarizes dynamic reliability analysis methods：1the current typical dynamic reliability analysis methods including dynamic failure modes and effect analysis (FM KA) ,dynamic fault/event tree (D F T/E T) ,dynamic flowgraph methodology ( D F M)，Markov cell-to-cell mapping technology ( M arkov/CCM T);②simulation-based methods including dynamic decision-event tree ( DDET) and continuous event tree ( C E T) ；(3) other dynamic analysis methods including GO-FLOW, extended event sequence diagram (E SD) ,and Petri net and provide reference for further research in this field.Keywords：Nuclear power plant；Digital instrument and control system；Dynaniic analysis；Reliability；Analog instRiment control system；Static reliability analysis〇引言核电厂具有结构复杂、放射性强的特点，其典型结 构具有两个冋路,运行着许多关键设备（如堆芯、蒸汽 发生器、冷却杲等），一旦设备发生事故，将会对公共 安全、周边环境以及核能产业发展造成巨大的负面影响~。
国产DCS分析
国产DCS品牌分析目前国产主流的DCS有：北京和利时、浙江中控、南京科远、国电智深、上海新华、新华集团、上海自仪等等。
经过近20年来的发展，国产DCS企业在原来DDC直接数字控制技术自行研发和工控机应用的基础上，在对国外DCS的工程应用及技术引进的基础上，逐渐形成了独立自主的国产DCS产业，特别是在大型火力发电厂中的应用中，国产DCS已取得了可喜的业绩，已经达到或接近国际先进水平。
下面，将主要梳理一下近年来国产DCS的知名企业，包含其企业历史、发展状况以及其生产的各品牌国产DCS 的技术指标。
一、北京和利时集团（HOLLiAS）北京和利时集团始创于1993年，是一家从事自主设计、制造与应用自动化控制系统平台和行业解决方案的高科技企业集团。
集团具有系统集成国家一级资质，是国家级的企业技术中心，当前国内最大的国产DCS系统供应商。
和利时的前身是电子工业部第六研究所，具有较强的政府背景。
凭借这一优势，和利时成为高铁、核电站等多个领域自动化产品的唯一供应商，获得了许多其他自动化厂商无法获得的轨道交通、核电站控制系统项目，发展迅速。
和利时自90年代以来，历经了HS-DCS-1000、HS-2000直至现今主推的HOLLIASMACS 系统。
HOLLiAS MACS系列国产DCS 系统是和利时公司在总结十多年用户需求和多行业的应用特点、积累三代国产DCS系统开发应用的基础上，全面继承以往系统的高可靠性和方便性，综合自身核心技术与国际先进技术而推出的新一代国产DCS，目前包括两种型号的系统。
●HOLLiAS MACS-F系统：规模上适合于中小型项目（2万个物理点以内），结构上为高密度安装，单机柜含端子可达1056点；●HOLLiAS MACS-S系统：规模上适合于大型项目（10万个物理点以内），结构上安装密度适中，单机柜含端子可达720点。
HOLLiAS MACS系统采用典型的C/S（客户站/服务器）结构，广泛集成了市场上通用的技术，基于“计算机+模块+软件”的集成式系统。
《核电厂仪表与控制系统》第13部分-集散控制和信息系统
外部通信层将数据传输到其他通信网络，如应急指挥中心。
AP1000核电厂I&C系统概念性结构图
单元机组数字化仪控系统的功能子系统
➢运行与控制中心系统（OCS） ➢数据与显示处理系统（DDS） ➢保护与安全监测系统（PMS） ➢电厂控制系统（PLS） ➢汽轮机控制和诊断系统（TOS） ➢特殊监测系统（SMS） ➢多样性驱动系统（DAS） ➢辐射监测系统（RMS） ➢地震监测系统（SJS） ➢堆芯仪表系统（IIS） ➢控制棒控制系统 ➢控制棒棒位指示系统
13.1 DCIS概述
13.1 DCIS概述
集散控制和信息系统 distributed control and Information system（DCIS） 以计算机、控制、通信和屏幕显示技术为基础，由一个过程控制级和一个 过程监控级通过通信网络为纽带组成的多计算机系统。
实现对生产过程的数据采集、控制、显示和操作功能，并实现数据共享。 其主要特点是分散控制、集中操作、数据共享、分级管理、配置灵活、组态
核电厂仪表与控制基础
第13单元 集散控制和信息系统(DCIS)
第13单元目录
13.1.DCIS概述 13.2.AP1000核电厂仪控系统的特点 13.3 Common Q 平台技术 13.4 Ovation平台技术 13.5 AP1000 DCIS系统数据通信 13.6.仪控系统供电要求 13.7.结束语
➢电厂压缩空气系统 ➢取水泵房 ➢除盐水生产系统 ➢循环水系统
除了“运行与控制中心系统（OCS ）和数据与显示处理系统（DDS） ”以外，其他系统都是独立运行的 。所有的这些系统都与控制室通讯 并产生数据，多数系统都能接受操 纵员的命令。
方家山核电站数字化仪控系统浅析
（ 国核 电工 程 有 限公 司 调试 中心 ， 京 １００ ） 中 北 ００ ０
摘 要 ： 章 总 结 了核 电 厂 仪 控 技 术 的 历 史 和 发 展 ， 文 以在 建 的 方 家 山 核 电厂 数 字化 仪 控 系统 为 例 。 合 核 电 结 站 数 字化 仪控 系统 的设 计 标 准 和 准 则 ， 当代 核 电厂 数 字 化 仪控 系统 的特 点 、 构 、 能和 优 势进 行 了阐述 。 对 结 功 关 键 词 ： 字化 仪 控 系统 ； ｒｏ ｅ ： Ａ 数 Ｔｉ ｎｘ Ｉ ｃ ／ 中图 分 类 号 ： Ｍ ２ Ｔ ６３ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编号 ：０６ ８ ３ （０ １ １— ０７ ０ １０ — ９ ７ ２ １） ４ ０８ — ２
统。第 三代就是现今 国际上广泛应用的以微处理技术和 信息技术为基准 的数字化控制技术 ，也称集散控制系统 （ Ｃ ） 如 我 国 的 田 湾 核 电 站 采 用 西 门 子 公 司 的 Ｄ Ｓ。 Ｔ Ｓ Ｔ Ｐ数字化仪控系统 ，以及在建的方家 山核电机组 Ｘ ＋Ｘ
同样拟采用英维斯数字化仪控系统 。
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作者简介： 徐伟 ， 中国核 电工程有限公司调试中心。
①Ｌ ｖｌ１１ 安全级系统 ：英维斯 Ｔｉ ｎｘ ｅｅ 。Ｅ ｒｏｅ 硬件平 ｅ