检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2022年第2期43卷 167-170页

作者：伍巧凤刘宏春孙诗炎李昱王琳张隽祺吴坤任中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

安全级数字化仪控系统行为逻辑通过软件承载,但软件可靠性评价相对困难,因此为确保安全级数字化仪控系统行为的复现性和及时性,保障系统的可靠性和安全性,需开展行为确定性设计。本文依据标准要求并结合工程经验,提出了安全级数字化仪... 详细信息

安全级数字化仪控系统行为逻辑通过软件承载,但软件可靠性评价相对困难,因此为确保安全级数字化仪控系统行为的复现性和及时性,保障系统的可靠性和安全性,需开展行为确定性设计。本文依据标准要求并结合工程经验,提出了安全级数字化仪控系统确定性设计需求,并从安全级数字化仪控系统确定性体现的两个方面出发,提出可通过基于模型的形式化建模来保证系统的复现性,通过对系统各个环节响应时间的分配来保证系统响应的及时性,为安全级数字化仪控系统行为确定性设计提供参考。

关键词：安全级数字化仪控系统可靠性评价确定性

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核电安全级数字化仪控系统T2试验方案研究

引用

核电子学与探测技术 2015年第7期35卷 676-678页

作者：孙武梁嘉琳郭小星中核控制系统工程有限公司北京100176

研究了基于Tricon平台的RPS系统T2试验方案,分析了Tricon平台"点对点"的自诊断能力对T2试验方案的作用,进而搭建基于VBA的第三方仿真平台验证该试验方案的正确性。通过与基于其他平台的RPS系统T2试验方案的对比分析,归纳出基... 详细信息

研究了基于Tricon平台的RPS系统T2试验方案,分析了Tricon平台"点对点"的自诊断能力对T2试验方案的作用,进而搭建基于VBA的第三方仿真平台验证该试验方案的正确性。通过与基于其他平台的RPS系统T2试验方案的对比分析,归纳出基于Tricon平台的RPS系统T2实验方案的优缺点并提出了相应的改进措施。论文中试验方案所采用的设计理念同样适用于基于其他DCS平台或FPGA平台的RPS系统T2试验。

关键词：安全级数字化仪控系统 RPS T2试验 Tricon

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基于系统论模型的核电厂数字化仪控系统安全性分析方法研究

基于系统论模型的核电厂数字化仪控系统安全性分析方法研究

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作者：刘朝晖南华大学

学位级别：博士

仪控系统作为核电厂的“控制中枢”和“神经中枢”,它的可靠安全运行是核电厂安全稳定运行的基础。在经历了模拟仪控系统,分布式仪控系统之后,目前新一代的核电厂仪控系统采用了全数字化技术。数字化技术在大大提高了系统安全性和可靠... 详细信息

仪控系统作为核电厂的“控制中枢”和“神经中枢”,它的可靠安全运行是核电厂安全稳定运行的基础。在经历了模拟仪控系统,分布式仪控系统之后,目前新一代的核电厂仪控系统采用了全数字化技术。数字化技术在大大提高了系统安全性和可靠性的同时,也给系统带来了新的失效模式。在数字化仪控系统中,软件故障模式不同于硬件故障模式,仪控系统的设计与运行需要综合考虑软件、硬件、环境、人等多部件的协同交互工作。核电领域传统的安全性分析借鉴基于可靠性理论的分析方法,如故障树分析(FTA)、失效模式及后果分析(FMEA)等,传统分析方法的目标是寻找失效系统部件作为底事件,这种多米诺模型方法不适用于事件间存在间接或非线性关系的系统。核电厂数字化仪控系统中由于计算机及其他新技术的使用,系统复杂性大幅提升,人们在设计和操作时无法预计、识别、防护系统部件之间的所有交互行为。在这种由未知交互行为所引起的系统安全事故中并没有发生部件的故障或失效,而是可能由于系统在设计时没有提前识别出不安全部件交互,以及系统需求规范错误所导致的,传统分析技术无疑无法应对这种新情况。针对这些问题,研究者们提出了基于系统理论、从系统角度来探索更为适当的安全分析方法,包括Rasmussen的基于分层社会技术模型,Hollnage的FRAM功能共振事件模型,以及Leveson提出的的STAMP系统论事故建模与过程模型。其中STAMP模型认为事故发生的根本原因不完全是部件失效,事故也可以是由于部件间异常的交互所引起的,保障系统安全性需要对这些异常或未预期的交互行为施加正确控制行为,因此可以基于系统部件间相互依赖的控制结构来分析不安全控制动作及其发生致因因素,通过对系统运行过程不安全控制进行恰当的约束,防止安全事故的发生。为实现这些思想,研究者基于STMAP模型提出STPA方法用于对目标对象的安全分析提供参考指导。论文采用STAMP模型为理论基础,以STPA方法为应用工具,对我国某研究院所设计的安全级仪控系统设计方案进行了安全性分析与评价,以反应堆紧急停堆子系统为说明案例,详细分析了自动处理逻辑与手动控制逻辑两种情况下可能导致系统安全事故的致因因素和危险场景,然后分别应用核电厂仪控领域常用安全性分析FMEA与FTA方法,以停堆失效为顶事件,对该紧急停堆子系统进行了安全分析。在逐项比对三种方法的分析结果的基础上,对三种方法的各项指标进行了量化计算与比较,总结得到三种方法的优缺点、特性及适用环境,并总结指出将STPA方法应用于核电DI&CS还存在的不足之处。针对STPA方法缺乏物理结构描述能力,无法对结果进行量化比较分析等不足,论文提出一种安全分析结果量化及使该方法更好适用于核电领域的改进方法:NMSIE-STPA,该方法采用了布尔逻辑表达及逻辑推演方法来反映STPA结果的多重冗余物理结构,并基于这一描述方法提出了NMSIE-STPA的最小安全事件集生成方法;基于STPA方法对于分析结果缺乏重要度量化分析能力,论文通过参考借鉴FTA方法中结构重要度量化思想,提出了NMSIE-STPA方法安全影响度指标的量化计算与分析方法,这些扩展与改进使得STPA方法的分析结果更具有实践参考意义和指导价值。论文的主要创新点如下:(1)创新性引入系统论的安全性分析方法,探索其在核电数字化仪控系统领域的工程应用,发现设计方案中潜在安全事故致因因素,提出针对性防护措施建议,形成安全性分析报告;(2)探索性研究FTA、FMEA、STPA三种方法的量化比较分析,根据量化结果得出STPA方法可以更为完备准确的描述事故危险场景的结论,指出各种方法在不同应用场景的选取参考原则;(3)针对STPA方法分析结果,提出采用布尔逻辑表达方法,实现STPA方法对多重冗余物理结构的形式化描述,并提出了一种STPA方法最小安全事件集生成方法;(4)参考可靠性理论中重要度概念,提出STPA方法中的安全影响度指标,对STPA方法分析所得安全基本事件进行安全影响度量化比较与分析,并提出一种利用可靠度计算的安全影响度计算实现方法。

关键词：安全级数字化仪控系统反应堆紧急停堆子系统系统理论最小安全集安全影响度

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核电厂安全级DCS网关网络信息安全设计研究

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核动力工程 2018年第6期39卷 132-136页

作者：刘明星马宇赵芯妍蒋维黄俊中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 电子科技大学成都610041

针对目前核电厂安全级数字化仪控系统(DCS)网关应用工业控制协议Modbus/TCP所面临的信息安全问题,分析协议所缺失的5大信息安全服务,阐述缺失项目所带来的信息安全威胁。最后针对先进核电厂安全级仪控平台NASPIC网关网络信息安全设计出... 详细信息

针对目前核电厂安全级数字化仪控系统(DCS)网关应用工业控制协议Modbus/TCP所面临的信息安全问题,分析协议所缺失的5大信息安全服务,阐述缺失项目所带来的信息安全威胁。最后针对先进核电厂安全级仪控平台NASPIC网关网络信息安全设计出切实可行的集访问控制、完整性校验、加密认证、安全报警为一体的Modbus/TCP信息安全防御措施,该设计措施解决了核电厂安全级DCS网关网络信息安全问题。

关键词： Modbus/TCP 信息安全安全级数字化仪控系统网关

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基于FPGA的核电仪控系统发展与自主研发探索

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自动化仪表 2021年第6期42卷 82-85,90页

作者：马晓宇黄晓津清华大学核能与新能源研究院北京100084

现场可编程门阵列(FPGA)技术在全球核电站仪表和控制系统领域的应用,特别是在安全级控制系统的应用正不断地引起关注。与基于微处理器的控制系统相比,基于FPGA技术的安全级控制系统解决方案具有低复杂度、较高的可测试性、不依赖复杂运... 详细信息

现场可编程门阵列(FPGA)技术在全球核电站仪表和控制系统领域的应用,特别是在安全级控制系统的应用正不断地引起关注。与基于微处理器的控制系统相比,基于FPGA技术的安全级控制系统解决方案具有低复杂度、较高的可测试性、不依赖复杂运行软件以及更易于鉴定等特点。基于FPGA的控制系统为核电站提供了一种满足多样性设计需求、具有成本优势、长周期支持的安全级控制系统解决方案。通过研究对比FPGA技术和CPU技术本身的性能和特点,提出基于FPGA技术开展核电安全级数字化仪控系统平台的技术路线。研判认为,FPGA技术在安全级仪控系统中将迎来新的发展机遇,也将是发展核电的一个突破口。根据我国核电发展的现状和趋势,提出了以满足我国三代或四代核电机组为目标的、基于FPGA的核电仪控系统的自主研发技术路线。

关键词：核电站安全级数字化仪控系统现场可编程门阵列集成电路平台设计自主研发技术路线

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基于“白盒”模型的数字化仪控系统失效率方法研究

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中国核电 2023年第1期16卷 107-111页

作者：许雷雷核电运行研究(上海)有限公司上海200126

在核电厂概率安全分析中,数字化仪控系统和设备的建模以及失效率的评估在核电行业尚无统一的标准或业界普遍认可的方法,尤其是软件失效和共因失效参数的准确量化。文章介绍了一种基于数字化仪控系统可靠性模型的评估方法:基于安全级数... 详细信息

在核电厂概率安全分析中,数字化仪控系统和设备的建模以及失效率的评估在核电行业尚无统一的标准或业界普遍认可的方法,尤其是软件失效和共因失效参数的准确量化。文章介绍了一种基于数字化仪控系统可靠性模型的评估方法:基于安全级数字化仪控系统的设计特征,通过分析故障模式有关的失效机制,系统性识别防御措施并将其与系统可靠性模型中相应元素相关联来评估对故障模式和失效机制有效性,确定残余主要失效机制和故障模式,并结合现行实践方法,来估计失效率。最后,通过与现行方法进行比较,分析了该方法的实施难点,并提出了相应的注意事项和完善建议。

关键词：安全级数字化仪控系统失效率概率安全评价(PSA)

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核安全级DCS设备故障日志设计与实现

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自动化仪表 2020年第11期41卷 53-57页

作者：史舒鹏赵慧丽刘松刘大鹏北京广利核系统工程有限公司北京100094

百万千瓦级商用核电站采用的核安全级数字化仪控系统(DCS)结构复杂、设备众多,常规的故障报警机制,无法捕获设备的闪发故障,导致维护人员定位故障设备时间过长。当设备故障时间超过电厂规定时,直接导致机组运行模式的后撤,给核电厂造成... 详细信息

百万千瓦级商用核电站采用的核安全级数字化仪控系统(DCS)结构复杂、设备众多,常规的故障报警机制,无法捕获设备的闪发故障,导致维护人员定位故障设备时间过长。当设备故障时间超过电厂规定时,直接导致机组运行模式的后撤,给核电厂造成严重的经济损失。为了解决以上问题,基于ACPR1000和睦系统(FirmSys)架构,提出了核安全级DCS设备故障日志方案。首先,针对核安全级数字保护系统的特点,提出了故障日志整体设计思路;然后,考虑充分利用核安全级DCS设备的内存资源,提出了故障日志生成和存储方案;最后,通过软件工具实现故障日志的解析、显示、查询与导出等功能,并引入时间戳的概念。通过反复测试表明,该方案可靠性高、安全性好,不仅为核安全级DCS设备捕获闪发设备故障提供有效的手段,而且提升了维护人员定位故障设备的效率,可快速恢复机组的故障状态,保障机组正常运行。目前,该方案已在阳江5号机组上成功应用,在防城港3号、4号机组项目上也处于工厂测试阶段。

关键词：核电站安全级数字化仪控系统和睦系统故障日志系统时钟时间戳

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