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核电自动化研究报告核电自动化是指应用自动化技术和控制工程技术来实现核电站的自动化控制。
核电站作为现代社会的重要能源产生基地，其运行的控制和功能要求十分严格和精确，而自动化技术和控制工程技术的应用可以提高核电站运行的可靠性和安全性，减少人工干预的机会，减少人为事故发生的可能性。
近年来，核电自动化领域取得了较大的进展和应用，大大提高了核电站运行的效率和安全性。
以下是核电自动化研究报告的详细内容：一、核电自动化技术的应用现状核电自动化技术的应用已经成为国际上核电站的主流趋势。
在欧洲、美洲、亚洲等地区都已经广泛应用。
中国在核电自动化的应用方面也在逐渐得到推广和发展。
目前，在中国的核电站中，已经有85%的核电设备和系统实现了自动化控制，其中大部分是通过引进和集成国外的核电自动化技术实现的。
1、过程自动化控制过程自动化控制是核电自动化的关键技术之一。
其主要目的是通过自动化的方式，对核电站的各个过程进行控制和监测，提高运行效率和安全性。
在过程自动化控制中，集散式控制系统（DCS）是核电站过程控制的主要手段。
DCS系统具备集中控制、分布式控制、自动监测和报警等多种功能。
通过DCS系统，可以对核电站的各个设备和系统进行统一控制和监测，提高运行效率和可靠性。
2、人工智能人工智能是近年来应用较广泛的自动化技术之一。
在核电自动化领域，人工智能主要应用于核电站的安全保障和监测。
通过人工智能技术，可以实现核电站的故障预测和自动诊断，提高核电站运行的安全性和可靠性。
目前，人工智能技术已经广泛应用于核电站的运行和管理。
例如，美国的迈阿密谷核电站就采用了人工智能技术，实现了核电站自动化监测和故障管理。
3、数字化控制数字化控制是核电自动化的另一个关键技术。
其主要作用是通过数字化技术来实现核电站的自动化控制。
数字化控制可以将核电站的各个设备和系统进行数字化处理和集成管理，实现运行数据的共享和交流，提高运行效率和安全性。
目前，数字化控制技术已经应用于核电站的各个环节，包括控制和状态监测等方面。
DCS系统在核能发电中的应用核能作为清洁、高效的能源发展方向，正受到越来越多的关注和应用。
在核电站的运行中，一个稳定、高效的监控系统至关重要。
DCS （Distributed Control System，分散控制系统）作为一种先进的控制系统，广泛应用于核能发电领域，具有优异的性能和稳定性。
本文将对DCS系统在核能发电中的应用进行探讨和分析。
一、DCS系统的基本概念和特点1.1 DCS系统的概念DCS系统是一种分布式控制系统，通过将控制任务分散到各个子系统，实现对整个工业过程的集中控制和管理。
它由多个控制节点、数据采集终端和工作站组成，通过高速通信网络进行数据传输与共享。
DCS系统具有灵活性强、可靠性高、可扩展性好等特点。
1.2 DCS系统的特点DCS系统应用于核能发电领域，具有以下特点：首先，DCS系统具有高可靠性。
在核能发电厂中，安全是至关重要的，DCS系统的高可靠性能够有效保障系统的安全运行。
其次，DCS系统具有较强的实时性。
核电站的运行需要对各个系统进行实时监控，DCS系统能够快速响应、实时处理数据，并进行相应的控制操作。
再次，DCS系统具有良好的可扩展性。
随着核电厂的不断升级和改造，DCS系统可以便捷地扩展和升级，以适应不同的工作需求。
最后，DCS系统具有灵活的网络拓扑结构。
核电厂作为一个庞大的系统，它的结构复杂多变，DCS系统能够根据实际情况设计合适的网络拓扑结构，提高系统的运行效率。
二、2.1 数据采集与控制在核能发电过程中，DCS系统可以通过各个子系统对关键参数进行实时采集，并将数据传输到控制中心，进行数据分析和处理。
同时，DCS系统能够对核电厂的各个设备进行监控和控制，如调节主核心冷却剂流量、控制蒸汽发生器水位等。
通过DCS系统的数据采集和控制，能够确保核能发电过程的稳定性和安全性。
2.2 故障诊断与安全保护DCS系统还可以实现对核能发电设备的故障诊断和安全保护。
通过实时监测各个设备的运行状态和工作参数，DCS系统能够发现设备故障和异常情况，并及时报警或采取相应的应对措施，保障核电厂的安全运行。
控制工程在核电站电力供应系统中的作用核电站作为一种重要的能源供应方式，在电力系统中具有至关重要的作用。
控制工程作为一门专业技术，也在核电站的电力供应系统中发挥着重要的作用。
下面将详细介绍控制工程在核电站电力供应系统中的具体作用。
一、控制工程在核电站电力供应系统中的作用1. 监测和测量：在核电站电力供应系统中，控制工程通过各种监测仪表和传感器，实时监测和测量系统的各种关键参数，比如电流、电压、功率等，以确保系统运行的稳定性和安全性。
2. 过程控制：核电站的电力供应系统包括诸多的设备和部件，需要通过控制工程实现对这些设备和部件的准确控制。
控制工程通过各种控制策略和算法，实现对发电机、输电线路、变压器等设备的自动控制，确保电力供应系统的正常运行。
3. 故障检测与排除：核电站电力供应系统是一个复杂的系统，存在各种可能的故障。
控制工程在此起到了至关重要的作用。
通过故障检测技术，控制工程能够及时发现并定位系统中的故障，并采取相应的措施进行排除，以保证电力供应系统的可靠性和稳定性。
4. 节能与优化：控制工程可以对核电站的电力供应系统进行优化设计和运行控制，以实现节能和效益最大化。
通过对能源消耗的分析和优化，控制工程可以提出相应的措施和方案，减少资源的浪费，提升核电站的电力供应效率。
5. 安全与保护：核电站是属于高危行业，对电力供应系统的安全和保护需求尤为重要。
控制工程通过对系统的监控、报警和保护装置的设计和配置，确保核电站电力供应系统的安全运行，并在发生故障或异常情况下及时采取措施，保护核电站及其周边环境的安全。
二、控制工程在核电站电力供应系统中的应用案例以某核电站为例，介绍控制工程在核电站电力供应系统中的具体应用。
1. 监测和测量：核电站的发电系统通过各种监测仪表和传感器，实时监测和测量系统的电流、电压、功率等参数。
这些监测数据通过控制工程的数据采集和处理系统，形成电力供应系统的运行状态监控图，供运维人员实时查看和分析，及时发现异常情况，并采取措施进行处理。
控制工程在核电站安全系统中的应用核电站是一种重要的能源设施，它为我们提供了大量的清洁电力。
然而，核电站的运营中存在着一系列的风险和安全隐患，因此，控制工程在核电站的安全系统中发挥着重要的作用。
本文将探讨控制工程在核电站安全系统中的应用，旨在展示其在提高核电站运行安全性方面的重要性。
一、安全监测与故障诊断核电站的运行过程中，需要进行各种安全监测和故障诊断。
控制工程通过引入各种传感器和监测设备，对核电站关键部位的参数进行实时监测，实现对核电站安全状态的全面掌控。
基于这些监测数据，控制工程帮助能源工程师和维护人员进行故障诊断，及时发现和解决潜在的问题，确保核电站的稳定运行。
二、安全控制与自动化控制工程在核电站中的另一个重要应用是安全控制与自动化。
核电站包含复杂的控制系统，包括反应堆控制、冷却系统控制、安全保护系统等。
控制工程师通过设计和优化这些系统的控制策略，以确保核电站在正常运行和异常情况下的安全性。
自动化控制系统的引入，不仅提高了核电站的运行效率，还大大减少了人为操作错误带来的安全隐患。
三、安全模拟与优化在核电站建设和运营过程中，控制工程还广泛应用于安全模拟和优化。
通过建立核电站的数学模型，控制工程师可以进行各种安全性分析和优化试验，评估不同情况下核电站的性能和安全性。
通过模拟实验，可以预测可能的故障情况，提前采取相应措施，防止事故的发生。
此外，通过优化控制算法和策略，可以进一步提高核电站的运行效率和安全性。
四、紧急事故响应与应急控制核电站事故的发生可能会给周围环境和人民的生命安全带来巨大的威胁。
控制工程在核电站的安全系统中发挥着重要作用，特别是在紧急事故响应和应急控制方面。
控制工程师通过设计和改进应急控制系统，能够在核电站发生事故时，及时采取相应的措施，避免进一步恶化事态，最大限度地减少事故对环境和人民的危害。
总结控制工程在核电站安全系统中的应用是多方面的，包括安全监测与故障诊断、安全控制与自动化、安全模拟与优化以及紧急事故响应与应急控制。
DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化随着能源需求的增长，核电站成为人们关注的焦点之一。
核电站的安全性和稳定性是至关重要的，而自动化控制技术在核电站的运行中起着重要作用。
本文将重点探讨DCS系统在核电站运行中的自动化控制与优化。
一、DCS系统的概述DCS系统，即分散式控制系统（Distributed Control System），是一种用于工业控制的先进技术。
它将控制系统分为多个分布式节点，实现对核电站各个子系统的控制和监视。
核电站的运行涉及到各种参数的实时监测和控制，DCS系统的引入可以提高运行的可靠性和稳定性。
二、DCS系统在核电站的自动化控制中的应用1. 监测和控制核反应堆核反应堆是核电站的核心设备，DCS系统通过实时监测和控制反应堆的物理参数，如温度、压力、流体等，来确保核反应堆的安全运行。
DCS系统可以实现对核反应堆进行自动控制，如控制反应堆的功率、核燃料的补给等。
2. 锅炉和蒸汽发生器的控制核电站的锅炉和蒸汽发生器是产生蒸汽供给蒸汽涡轮机的重要设备。
DCS系统可以监测和控制锅炉和蒸汽发生器的温度、压力、流量等参数，保证其正常运行。
同时，DCS系统可以对锅炉和蒸汽发生器进行自动调节，提高能源利用效率。
3. 辅助设备的控制核电站还包括许多辅助设备，如冷却水系统、通风系统等。
这些辅助设备的运行情况直接关系到核电站的安全性和效率。
DCS系统可以通过监测和控制这些辅助设备的运行参数，如水流量、风量等，来确保其正常工作状态。
三、DCS系统在核电站中的优化应用1. 能源优化核电站的能源利用效率直接影响到其经济性和环境友好性。
DCS系统可以通过对核电站各个子系统的集中监测和控制，实现能源的优化利用。
例如，可以通过自动控制核反应堆的功率，使其在最佳工作状态下运行，同时调整锅炉和蒸汽发生器的参数，提高热能的转换效率。
2. 故障诊断与预测DCS系统通过实时监测和分析各个设备和系统的工作参数，可以进行故障诊断与预测。
DCS系统在核能领域的应用与优化DCS系统（分布式控制系统）是一种基于计算机技术的自动化控制系统，具备分布式、模块化、集中控制和管理功能。
在核能领域，DCS系统的应用和优化对于确保核能的安全和高效运行具有重要意义。
一、DCS系统在核能领域的应用1. 过程控制与监测：DCS系统可以实现对核能发电过程的实时监测和控制。
通过对温度、压力、流量等参数的监测和控制，可以实现核反应堆的稳定运行，并及时采取措施应对异常情况，确保反应堆和相关设备的安全性。
2. 安全系统控制：核能发电站存在一系列的安全系统，如放射性物质泄漏控制系统、事故紧急停堆系统等。
DCS系统可以整合这些安全系统，实现对核能发电站全局的监测和控制，提高系统的可靠性和安全性。
3. 遥测遥控系统：核电站常常位于较远的地理位置，对各种参数的遥测与遥控成为必要。
DCS系统可以通过传感器对核电站的各种参数进行遥测，实时反馈到控制中心，同时也可以通过操作控制系统对核电站进行遥控，提高操作的便利性和准确性。
4. 能源调配与优化：核能发电过程中的能源调配和优化对于提高发电效率和经济性至关重要。
DCS系统可以通过对核能发电过程各个环节的监测和控制，实现能源的合理调配和优化利用，提高发电效率，降低成本。
二、DCS系统在核能领域的优化1. 系统可靠性提升：对于核能发电系统而言，可靠性是关系到核安全和运行稳定性的重要指标。
通过不断优化DCS系统的硬件设备和软件算法，提高系统的可靠性，降低故障和失效的概率，确保核能发电系统的长期稳定运行。
2. 运行效率优化：DCS系统不仅可以实现对核能发电过程的实时监测和控制，还可以通过分析和优化算法，提高发电系统的运行效率。
通过优化控制策略和能源调配方案，减少能源的浪费，提高发电效率，降低运行成本。
3. 安全性增强：核能领域的安全性一直是关注的焦点。
优化DCS系统可以提高核电站的安全性能。
通过采用先进的数据加密和身份验证技术，保护数据的完整性和机密性；同时引入智能化的检测与诊断算法，以及自动化的故障处理与恢复机制，及时发现和应对安全隐患，降低事故风险。
核电站DCS系统调试发布时间：2022-08-23T06:57:20.294Z 来源：《新型城镇化》2022年17期作者：王申旭1 任吉2[导读] 集散控制系统(Distributed Control System)简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
1身份证号：11022819xxxx050054；2身份证号：1201051xxxx1193936摘要：DCS系统不仅具有常规测控仪器的功能，而且也具有极强的数据处理能力，由于技术的优势，被广泛的运用在核电站中。
为保障DCS系统功能的正常发挥，本文对核电站DCS系统调试进行了探究。
关键词：核电站；DCS系统；调试1 DCS系统集散控制系统(Distributed Control System)简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
其是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
DCS通常采用分级递阶结构，每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。
可靠性是DCS发展的生命，要保证DCS的高可靠性主要有三种措施：一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺；二是广泛采用冗余技术；三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。
当今大多数集散控制系统的MTBF可达几万甚至几十万小时。
2核电站DCS系统调试中容易出现的问题2.1网络传输问题在使用DCS技术时，网络的质量对于系统运行情况的影响较大，如果网络信号稳定，就能够实现顺畅和及时的数据传输，从而提升系统调试的能力，保持其状态良好，使得DCS系统的调试得以顺利完成；如果网络信号的质量较差，就会降低数据传输的准确性，影响数据交互的稳定性，严重的话会导致传输数据和信息的错误和丢失，不利于系统的安全运行。
控制工程在核电站运行优化中的应用核电站是当代重要的能源供应方式之一，为保障其运行的安全、高效和可靠，控制工程在核电站的运行优化中的应用变得越来越重要。
本文将探讨控制工程在核电站运行优化中的应用，并介绍其在不同方面的具体实践。
一、核电站运行优化的背景和意义核电站作为一种高风险的能源供应方式，其运行的优化是极为重要的。
通过运用控制工程的理论和技术，可以实现对核电站的运行进行精细化的控制和优化，以达到以下目标：1. 提高核电站的安全性：控制工程可以通过建立安全监测与控制系统，实时监测核电站的各项指标，及时发现异常情况并进行应急控制，大大提高核电站的安全性。
2. 提高核电站的发电效率：控制工程在核电站的优化中可以通过调节反应堆的运行参数、优化燃料装载和燃料追踪等方式，提升核电站的发电效率，实现更高的能源利用效率。
3. 降低运行成本：通过运用控制工程的技术手段，可以实现对核电站的运行过程进行智能化和自动化控制，减少人为操作的成本，降低运行成本，提高核电站的经济效益。
二、控制工程在核电站运行优化中的具体应用1. 过程监测与控制：核电站的运行涉及到众多的过程参数，如温度、压力、流量等，通过建立过程监测与控制系统，实时监测这些参数，并将其与设定值进行比较，实现对核电站运行过程的实时控制和优化。
2. 故障检测与诊断：核电站在运行过程中可能会出现各种故障，如设备故障、管道堵塞等，通过运用控制工程的方法，建立故障检测与诊断系统，可以及时发现故障，并对故障进行分析和诊断，以便进行正确的处理和维修。
3. 能源管理与调度：控制工程可以通过建立能源管理与调度系统，对核电站的能源供应和消耗进行统筹规划和调度，实现能源的高效利用，并确保核电站的运行稳定性和经济性。
4. 燃料管理与优化：核电站的燃料管理对于核电站的运行安全和经济效益具有重要影响，通过控制工程的方法，可以建立燃料管理系统，实现对燃料的装载、追踪和消耗进行智能化和优化控制，提高燃料的利用率，降低运行成本。
DCS在核电厂中的应用随着时代经济的快速发展，人类越来越重视环境的安全和自身生命财产上的安全，就目前而言，核电厂在实际的发展过程中，其潜在的安全隐患不仅仅对环境造成了极大的污染，同时在某种程度上为人类带来了极大的危害。
现如今，对于如何确保核电厂安全可靠的发展成为当今核能行业领域研究的热点之一。
而DCS作为一种新型的数字化控制系统，对电厂经济安全稳定性的运行有着实质性的保障。
本文首先对DCS的基本概念作了主要的分析说明，并对DCS在核电厂的应用情况作了主要的分析，进而阐述了DCS的类型以及其主要的特点，最后探讨总结了DCS在核电厂应用中需要注意的一些问题。
标签：：DCS；核电厂；应用21实际的今天，时代经济快速发展的同时推动了核电行业的蓬勃发展，进而扩大了核电厂的规模，与此同时，核电厂的安全稳定发展受到越来越多人的关注。
而DCS作为一种全新的数字化控制系统和分散控制系统，本着其先进性的技术特色，对核电厂的高效安全稳定发展有着深远意义的影响和必要性的保障。
因此本文对DCS在核电厂的应用进行探讨分析有一定的经济价值和现实意义。
一、DCS的基本概念所谓的DCS其实就是分散控制系统，同时也有着集散控制系统的统称，主要由过程控制级以及过程监控级共同组成的系统，并借助于通信网络系统，实现多级计算机系统功能的实现，并对计算机技术、通讯技术、显示技术以及控制技术进行综合。
DCS主要有着分散控制、集中操作、分级管理、组态方便以及配置灵活的基本思想。
一般来说，DCS不仅仅将危险分散、系统结构分散以及控制功能分散最大程度上实现，同时又有着较高的系统可靠性以及较为直观的控制界面和丰富的内容，DCS又有着十分便利的操作，常用于工业控制领域。
二、DCS在核电厂的应用情况DCS系统的组成往往与计算机技术的发展有着十分密切的联系，就核电厂的发电原理而言，主要是对反应堆可控方式的自持链式裂变反应的借助，并产生一定的热能，进而转化为合格的蒸汽，最后在蒸汽推动汽轮发电机的工作下，最终实现核电厂的发电。
第32卷第4期核电子学与探测技术Vol．32No．42012年4月Nuclear Electronics ＆Detection TechnologyApr．2012集散控制系统在核电站保护系统中的应用郑伟智（北京广利核系统工程有限公司，北京100094）摘要：在核电站保护系统中应用基于数字化技术的安全级DCS 已替代模拟技术成为主流，因为核电站的安全性要求很高，所以DCS 技术的可靠性至关重要。
为了确保应用DCS 技术设计的可靠性，通过分析相关法规、标准的要求，总结了安全级DCS 设计须进行的质量鉴定项及软件验证和确认过程，并结合当前主要应用的几个安全级DCS 产品的技术特点，提出了安全级DCS 设计开发中应考虑的控制器、智能IO 模块、优选驱动模块以及通信等关键技术的要点。
关键词：核电站；保护系统；DCS ；质量鉴定；V＆V ；关键技术中图分类号：TP 273+．5文献标识码：A文章编号：0258-0934（2012）04-0438-04收稿日期：2012－02－02作者简介：郑伟智（1978－），男，河北人，硕士，工程师，负责核电站反应堆保护系统安全级DCS 设计。
核电站是利用核裂变物质做燃料，因为在核燃料裂变过程中及裂变产物的衰变过程中会释放放射性，所以核电站的可靠性关系到环境的安全，2011年发生的日本福岛核事故，使人们越发感到核电站安全的重要性。
而作为核电站“神经中枢”的仪控系统，则是保证核电站安全、稳定运行的重要组成部分。
长期以来，核电站仪控系统的设计还主要是以模拟技术为主，而DCS 作为更先进的数字化技术虽然早已在化工、火电等行业拥有了丰富的业绩，但因为核电站的特殊性，要求应用真正成熟的技术，并且须经过核安全局的审查并认可才能得以应用，以致DCS 在核电站应用的时间并不是很长。
尤其是应用于核电站保护系统的DCS ，必须要获得安全级相关认证，而认证的过程更是极为严格、苛刻的，所以在国际上也只有为数不多的几个安全级DCS 产品在核电站保护系统得到了应用。
DCS 技术的应用不仅提高了核电站运行效率和可用性，而且更便于进行维护。
1保护系统DCS 应用概况在我国当前运行的核电站中，田湾核电站便首次应用德国西门子公司开发的DCS 平台－TXS 、TXP 分别设计了保护系统和控制系统［1］，随后在广东岭澳II 期核电机组的建设中又得到了成功应用［2－3］。
目前中广核集团在广东台山承建的第三代压水堆－EPR 也是应用TXS 平台设计的保护系统。
另外在中广核集团在建的大连红沿河、福建宁德、广东阳江、广西防城港等二代加改进型核电站中，应用了三菱电机公司的DCS 平台－MELTAC 设计了保护系统。
中核集团在建的福建福清、海南昌江以及秦山核电扩建项目－方家山等二代改进型核电站中，应用INVENSYS 公司的Triconex 系统设计的保护系统。
而由国家核电技术公司主导引进美国西屋公司开发的第三代非能动压水堆－AP1000中，应用了Common Q 系统设计了保护系统［4］，目前正在浙江三门和山东海阳进行建设。
2安全级DCS 质量要求因为核电站安全的重要性，所以对应用于834保护系统的安全级DCS 质量有严格的要求，为了保证能在可能出现的恶劣环境中稳定运行，必须依据核安全法规、标准相关要求进行硬件质量鉴定［5－6］。
同时因为DCS 是基于微处理器（CPU ）加载软件来实现控制功能的，而软件很难进行可靠性评估，并且软件的最大风险在于出现错误可能会导致系统性故障，所以为了保证软件的可靠性，要求对软件的开发过程进行严格的验证和确认（Verification ＆Validation ，简称V＆V ），并要求V＆V 过程与开发过程相互间要实现财务独立、管理独立以及应用技术的独立性［7－8］。
2.1质量鉴定根据核安全相关法规、标准要求，安全级DCS 必须要进行温湿、抗震、EMC 等试验验证［9］，可参照表1所示的试验要求及依据标准进行试验。
在通电试验时须加载运行应用软件，并在试验前、中、后三个阶段进行性能验证测试，所有阶段均无异常方可证明通过验证。
表1核电站安全级DCS 鉴定试验项目试验项试验要求依据标准高温试验70ħ、通电运行96h EJ1197－2007、GB2423．2－2001低温试验－25ħ、通电运行95hEJ1197－2007、GB2423．1－2001交变湿热55ħ、95%RH 、不通电运行48h 两次循环EJ1197－2007、GB2423．4－1993温变试验－25ħ 70ħ、五次循环EJ1197－2007、GB2423．22－2002EMC 试验EMI /RFI 、ESD 测试IEC 61000－3、4、6地震试验依据实际给定响应谱：水平最高2．5g ，垂直最高2g ，5次水平最高5g ，垂直最高4g ，1次RCC －E －20052.2软件验证和确认（V＆V ）DCS 软件通常分为基础软件及应用软件两部分，对二者的开发过程均须进行验证和确认。
验证（Verification ）是指在安全级仪控系统软件开发过程中检验每一工作阶段的输出成果是否满足前一阶段要求。
确认（Validation ）是指通过测试等评估手段检验已经集成好的软硬件平台是否满足系统预先要求的功能、性能。
在软件开发的整个生命周期中的验证和确认过程如图1所示［10］。
图1软件生命周期的验证和确认3安全级DCS 关键技术3.1控制器为保证安全可靠，一般应用于安全级DCS 的控制器多是不基于任何操作系统，并且采用单线程处理、无中断请求、固定周期循环扫描的工作方式。
为了提高可靠性可采用主备冗余配置，即应用两个冗余的控制器，在运行时只有一个控制器处于控制状态，而另外一个控制器处于热备用状态，热备控制器只对主控制器的状态进行监视，而不进行控制输出，当探测到主控制器故障后，热备控制器便自动切换到控制状态。
因为切换过程须保证“无扰”，所以热备控制器应在每个运算周期都从主控制器拷贝内存数据。
也可采用并行配置冗余控制器，即在运行时两个控制器均进行控制输出，二者的输出结果进行“OR ”逻辑处理，为了保证控制的可靠性，两个控制器间应实时进行内存数据比较，若运算数据偏差较大，应能触发报警信号。
3.2智能IOIO 模块应具有一定的智能检验功能，输入模块应能对输入电路进行校验，输出模块应能对输出数据进行回读校验，若探测到故障，应可通过控制器处理后发出报警信号。
3.3优选驱动模块对于基于微处理器的DCS ，因为软件的可靠性难以评价，即便在开发过程中，有严格的V＆V 程序见证，也无法完全避免软件出现系统性故障，所以，在核电站的中央控制室，一般备有用于应对DCS 发生系统性故障的硬接线手操器，并且其控制输出相对DCS 的控制输出具934有更高的优先级。
因此，需要设计优选驱动模块，可同时接入DCS 和硬接线手操器的控制输出，实现优先级逻辑处理功能，并最终实现对现场设备的控制。
为了能防止软件系统级故障的影响，优选驱动模块应基于模拟技术或FPGA /CPLD 等非微处理器技术进行设计开发。
例如，三菱电机公司开发的PIF 模块以及西门子公司开发的AV42模块，均是基于FPGA 技术的优选驱动模块。
3.4通信技术在模拟技术时代，所有的通信都是通过硬接线来实现，而随着数字化技术的应用，开始广泛应用总线和网络等通信技术，不仅使得线缆用量大大减少，而且更容易维护。
但通信协议的复杂性，对其可靠性提出了挑战。
为了提高通信的可靠性，核安全相关标准提出了对通信的设计要求［11－12］，同时各DCS 厂家也根据要求进行了通信设计［13－14］。
在进行通信设计时主要遵循以下准则：（1）通信独立性。
通信处理器应与执行安全功能的处理器相分离，通信故障不能影响安全功能的执行。
为此应如图2所示，设计独立的通信模块，并且通信模块内应配置双口存储器，使得通信数据的写入与读出完全独立且能异步进行，从而实现通信的隔离。
功能处理器、通信处理器、双口存储器，连同所有的支持电路和软件，都应该按照安全级产品要求进行设计和鉴定。
（2）安全功能处理器进行通信时，应不需要通信握手信号，且不应接受任何中断指令。
（3）重要性更高的通信应该采用“点对点”通信方式。
（4）应避免控制系统通过网络通信传递信号到保护系统参与保护功能逻辑的处理。
（5）保护系统在处于运行状态时，应通过硬件装置断开与维护工具的物理连接，以禁止在线更改安全系统软件。
图2通信传输隔离方案此外，通信的传输还应实现电气隔离［15］，防止当其中一个电气线路发生故障（如电磁干扰、静电累积、短路、断路、接地、最大可信电压引入）时，导致另外一个电气线路因此产生不可接受的后果，所以通信传输介质建议使用光纤，且应按安全级要求进行评价。
为了实现多控制站间的数据通信，很多DCS 厂家应用了总线或环网技术。
如三菱电机公司便应用了如图3所示的弹性分组环网（RPR ）技术［13］，共有内、外两个相互反方向传送的环网，环网上的节点共享带宽，每个节点都有一个环形网络拓扑结构，都能将数据发送到光纤子环上送往目的节点。
任何一个节点都存在3个缓存，即发送缓存、接收缓存和转发缓存，各节点通过发送缓存发送数据，若接收发给本节点的数据则通过接收缓存接收，如果目的地不是本地，则通过转发缓存转出。
弹性分组环网与通常电站常用的“令牌环”等环网相比，带宽更宽（1Gbps ），可有效避免发生“碰撞”和数据丢包，因此可靠性也更高。
图3安全级环网3.5自诊断功能为了提高系统运行的可靠性，要求安全级DCS 平台具有自诊断功能，在系统运行时可实时进行故障诊断，若探测到影响正常控制功能的故障，便可实现冗余控制器的切换或将控制输出（DO /AO ）置于“故障安全”状态，并发出报警信号。
尤其对于处理器停机故障、执行程序错误、应用程序错误、存储器变量错误以及模块通信错误必须要被自诊断功能所覆盖［16］。
自诊断功能可以基于硬件，也可以基于平台软件或二者的结合实现。
例如，基于硬件可设计看门狗定时器的校验、奇偶校验、模拟输入校验、外部通信校验等，基于软件可设计CPU 、ROM 、RAM 状态的诊断等。
3.6手动控制设备手动控制设备是为操作员提供的作为自动44控制功能的后备控制设备。
DCS应用计算机处理技术，可通过平板显示屏提供更为人性化的操作界面，并使得操作盘大大简化。
但同时也因为集成度高，并且涉及到软件的应用，使其可靠性受到挑战。
核安全法规、标准要求保护系统设备的操控要与控制系统设备的操控相分离，并且保护系统手动控制设备须经过安全级质量鉴定以及V＆V［17］，所以应开发保护系统专用的安全级手动控制设备。
例如，三菱电机开发了安全级设备专用的触摸式操作屏（S－VDU），可应用MELTAC控制器实现界面显示以及手动操作的指令处理。
