“华龙一号”核电厂DCS系统信息安全研究

随着数字化仪控技术在核电厂的普及应用以及国内外工控领域信息安全事故的增多,核电厂数字仪控系统的信息安全问题逐渐引起各方关注。本文首先概述了国内外信息安全相关的法规标准,然后介绍了DCS系统信息安全分区的不同划分标准,最后针对DCS系统潜在的信息安全威胁,介绍了工控领域广泛应用的防护措施。     

核电厂中基于非安全级DCS设备控制设计

介绍了核电厂中基于非安全级DCS的通风控制室系统中设备控制逻辑实施情况。从中总结相关的经验,提出对于核电厂中基于非安全级DCS设备控制设计的一些想法,包括设备控制逻辑的完整性、标准化/模块化设计等方面内容,并建立与DCS厂家互动反馈机制。     

核安全级DCS功能安全与信息安全权衡技术

以典型核安全级分布式控制系统（DCS）为例,应用故障模式与脆弱性影响分析（FMVEA）技术评估功能安全与信息安全的兼容性,并采用事件树和风险分析相结合的方法给出功能安全与信息安全协同解决方案,最终得到核安全级DCS功能安全与信息安全一体化防护措施。一体化防护措施实践结果表明,应用权衡技术得到信息安全措施,可以较好地兼容原有功能安全措施。因此,本研究建立的权衡技术可以应用于核安全级DCS信息安全设计工作。      

非安全级DCS软件典型问题分析

伴随计算机技术在核电领域的广泛使用,数字化控制软件在取代传统继电器的同时,也带来许多不可预知的问题。文中结合福清核电厂分布式控制系统(DCS)项目的实际情况,针对非安全级DCS软件测试和调试过程中出现的典型问题进行分析,提出对应的解决方案和措施。     

基于FPGA的核安全级仪控系统设计与验证

为解决基于微处理器技术的核电厂安全级数字化仪控系统（DCS）中软件共因故障（CCF）的问题,通过多样性手段避免当未能紧急停堆的预计瞬态（ATWS）发生或反应堆保护系统（RPS）因CCF导致丧失安全功能的风险,本文设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）技术的核安全级DCS系统平台,并以核电厂中RPS为实例测试验证平台的功能性能。结果表明:基于FPGA的核安全级DCS系统平台在可用性、适用性和可靠性等方面都满足核电厂安全级数字化仪控系统的要求。      

核电厂DCS系统运行维护管理策略研讨

通过分析核电厂全数字化仪表控制系统(DCS)对机组稳定运行的影响因素和实际案例,针对核电厂非安全级DCS提出满足单一故障准则的需求,针对核电机组不同运行工况和状态提出单点关键敏感(SPV)设备动态管理的理念,同时阐述了DCS可在线维修能力的必要性,为核电厂DCS的运行维护和管理提供借鉴。     

核电DCS系统信息安全防护的探讨

本文主要阐述了我国信息安全保护的通用原则，核电DCS（集散控制）设备厂家在DCS设备设计和制造过程中应该遵守这些通用原则。随着网络信息安全越来越重要，核电DCS设备还必须通过软件防范措施和硬件物理防范措施来进一步保证核电DCS系统信息的安全，并通过信息安全测试验证确保信息安全措施的有效性，最后描述了信息安全的几种前沿技术和未来发展方向。通过探讨核电DCS系统的信息安全保护的措施可以给电力或者其他行业信息安全保护的方案提供初步参考，在此基础上DCS供应商结合自己软件和硬件平台的特点可以增加专项信息安全保护措施。     

核安全级DCS保护算法离线调试工具的设计与实现

在核电厂安全级DCS系统工程设计阶段，通过人工检查难以发现保护算法逻辑、人因错误等组态问题，设计人员也很难评估及分析算法的动态特性，而连接设备调试效率很低，且不支持暂停、回退、跳转等功能，一旦发现问题缺乏快速有效的定位手段。因此核安全级DCS中增加针对保护算法的离线调试工具是解决问题的有效手段。本文基于我国首个具有自主知识产权的核安全级数字化控制保护系统平台——和睦系统， 在满足核电标准要求的基础上实现了一种可应用于核安全级分布式控制系统（DCS）保护算法的离线调试工具。该工具大幅提高了核安全级保护算法的设计周期和测试效率，并为现场调试和故障定位提供了快速而有效的维护手段，目前已应用于阳江核电站、红沿河核电站等多个核电DCS项目中。      

核电厂非安全级DCS最小系统设计

非安全级DCS最小系统作为一种多功能平台具有广泛的应用前景。对DCS最小系统的研究与开发过程进行阐述,对最小DCS系统的功能需求、设计思路、系统结构等进行分析和探讨,并对DCS最小系统的应用效果进行了总结。经测试与应用证明,所设计系统达到预期目标,较好满足了核电厂的生产需求。     

跨嵌入式平台的Modbus/TCP协议库函数实现

为了在不同的国产化中央处理器（CPU）上应用Modbus/TCP协议,需设计并实现跨平台协议库函数。根据Modbus应用协议规格说明书,在不依赖操作系统调用的前提下,对Modbus/TCP协议需支持的十大功能码进行跨平台库函数开发。库函数可被通讯应用层根据自身需求用于Modbus/TCP协议客户端和服务器端的设计和开发。经过在国产化CPU和嵌入式平台上进行二次开发,开发者调用本研究中的库函数能有效实现通过Modbus/TCP协议对反应堆冷却剂系统的稳压器压力水位及棒控棒位系统的功率调节进行数据采集。      

从奥运辐射安全保障看北京今后辐射安全监管

简要回顾了奥运会期间的辐射安全保障工作,总结了成功经验和存在问题,结合国家相关法规,对进一步做好北京辐射安全监管工作提出建议。     

Data Server Application Software for Neutral Beam Injection Control System

The neutral beam injection (NBI) heating is one of the mainly auxiliary plasma heating methods for EAST. In this paper, a data server application software is presented for NBI control system. This application software is developed on Centos OS by C programming language with TCP and multithreading technology. It mainly focuses on storing and querying experimental pulse data and engineering data; experimental user’s operation records; experimental configuration information; the collected data after processing; as well as managing and releasing experimental discharge shot number and so on. By using the unified data header structure, the data server software provides universal information exchange interfaces for different service request terminals with different operating platform, such as WinCC, Labview. With the help of data server software, those problems related on the storage, querying and processing of information and data for NBI control system are well solved.     

高精度时间测量系统的网络读出设计与实现

设计了一种基于网络读出的多通道时间测量控制系统。该系统基于FPGA实现1 Gigabit以太网TCP服务端关键协议的逻辑设计,用于系统时间测量数据的高速传输,对于当前TOF时间测量电子学系统读出具有借鉴意义。通过对本时间测量系统进行性能分析和网络传输测试,实验结果表明:系统单通道时间测量精度好于22 ps,该1 Gigabit以太网TCP逻辑设计传输性能可达600 Mbps。     

Design of Timing Synchronization Software on EAST-NBI

To ensure the uniqueness and recognition of data and make it easy to analyze and process the data of all subsystems of the neutral beam injector （NBI）, it is required that all subsystems have a unified system time. In this paper, the timing synchronization software is presented which is related to many kinds of technologies, such as shared memory, multithreading, TCP protocol and so on. Shared memory helps the server save the information of clients and system time, multithreading can deal with different clients with different threads, the server works under Linux operating system, the client works under Linux operating system and Windows operating system. With the help of this design, synchronization of all subsystems can be achieved in less than one second, and this accuracy is enough for the NBI system and the reliability of data is thus ensured.     

A new web-based tool for data visualization in MDSplus

The Java tool jScope has been widely used for years to display acquired waveform in MDSplus. The choice of the Java programming language for its implementation has been successful for several reasons among which the fact that Java supports a multiplatform environment and it is well suited for graphics and the management of network communication. jScope can be used both as a local and remote application. In the latter case, data are acquired via TCP/IP communication using the mdsip protocol. Exporting data in this way however introduces several security problems due to the necessity of opening firewall holes for the user ports. For this reason, and also due to the fact that JavaScript is becoming a widely used language for web applications, a new tool written in JavaScript and called WebScope has been developed for the visualization of MDSplus data in web browsers.Data communication is now achieved via http protocol using Asynchronous JavaScript and XML (AJAX) technology. At the server side, data access is carried out by a Python module that interacts with the web server via Web Server Gateway Interface (WSGI).When a data item, described by an MDSplus expression, is requested by the web browser for visualization, it is returned as a binary message and then handled by callback JavaScript functions activated by the web browser.Scalable Vector Graphics (SVG) technology is used to handle graphics within the web browser and to carry out the same interactive data visualization provided by jScope. In addition to mouse events, touch events are supported to provide interactivity also on touch screens. In this way, waveforms can be displayed and manipulated on tablet and smartphone devices.     

一种乏燃料后处理系统安全工程能力成熟度评估系统

SSE-CMM可用于过程改进、能力评估和提高用户的信任度,是组织和实施安全工程的通用方法,是系统安全工程领域成熟的方法体系。SSE-CMM结合了计算机科学中的CMM模型、管理学中的全面质量管理思想和统计理论,将系统安全工程转换为一个具有良好定义的、成熟的、可测量的先进工程学科。SSE-CMM评估面临领域知识缺乏、数据量大、证据类型多样、过程繁琐、证据与问题匹配复杂等问题。为有效提高评估效率,本文依据本体论、证据理论、语义网、智能信息检索、智能自动匹配等技术和方法,针对乏燃料后处理系统,设计了一种基于领域本体的智能评估软件系统,主要包括领域本体建模和管理、证据自动收集、问题和证据自动匹配、过程评估等4个子系统,技术体系结构分为数据层、本体层、知识层、服务层、表示层5层。     

辐射成像无损检测系统远程控制和图像实时传输网络的实现

将网络和通信技术引入数字辐射成像无损检测系统，建立一个基于TCP／IP协议的网络结构，采用Client/Server的通信模型，实现射线无损检测系统的网络控制和实时无程图像传输。     

Modbus通信协议在300 MW核电站计算机系统中的设计与应用

采用Modbus协议实现核电站计算机系统与第三方计算机系统之间的数据通讯.详细介绍了Modbus接口协议的设计与实现.通过在协议中定义开关量质量位、浮点型模拟量、从站冗余地址等方式增强了系统数据集成的安全性与可靠性.     

基于核电站网络安全的信息流模型

为了准确描述从1E子网流入非1E级子网的核电站网络的信息流动,本文给出了一个基于核电站网络安全的新的信息流模型。该模型引入了将子网密级和客体密级相结合的二维密级函数的概念,利用该函数值来划分安全类,用两个客体的函数值定义信息流策略。经过严格的数学证明,新的信息流模型合理且安全,能较好反映核电站网络的安全要求。