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核电厂DCS网络节点故障下的信号风险研究

杨亮 周维长 卞秀石 邓基杰

杨亮, 周维长, 卞秀石, 邓基杰. 核电厂DCS网络节点故障下的信号风险研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 124-129. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0124
引用本文: 杨亮, 周维长, 卞秀石, 邓基杰. 核电厂DCS网络节点故障下的信号风险研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 124-129. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0124
Yang Liang, Zhou Weichang, Bian Xiushi, Deng Jijie. Research of Signal Risk under DCS Net-Node Failure in Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 124-129. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0124
Citation: Yang Liang, Zhou Weichang, Bian Xiushi, Deng Jijie. Research of Signal Risk under DCS Net-Node Failure in Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 124-129. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0124

核电厂DCS网络节点故障下的信号风险研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0124
详细信息
    作者简介:

    杨 亮(1986—),男,高级工程师,现从事核电厂仪表控制和模拟机运维工作,E-mail: helloyangl@163.com

  • 中图分类号: TL362

Research of Signal Risk under DCS Net-Node Failure in Nuclear Power Plant

  • 摘要: 核电厂单一网络节点故障后,保守决策还必须叠加考虑其他位置网络节点故障并进行包络性风险分析。基于某核电厂数字化控制系统(DCS)网络结构和控制逻辑数据建模分析,首先计算生成所有DCS网络信号风险数据,给出网络信号物理路径计算方法和信号冗余判断规则,通过构建单一节点故障下的状态转移矩阵计算剩余网络节点故障概率,进行单一或叠加故障下的网络信号风险分析评估,最后针对识别出的高风险网络信号给出风险控制及改进建议。此模型和分析方法已于计算机实现,能快速识别假冗余、布置不合理等设计缺陷,能快速分析单一或叠加故障下受影响的信号和风险并显性化输出。可指导核电厂相关维修作业,或为DCS组态设计、功能优化提供参考输入。

     

  • 图  1  网络结构示意

    Figure  1.  Schematic of Network Structure

    表  1  DCS网络节点表

    Table  1.   Network Nodes of DCS

    ID PID SID hPort PCfg hType NID Cabinet
    1 11 N P8.2 N X408-2 PB KCO2205
    2 7 SA P3 N X112-2 SAS-A KCO2205
    3 1 RM P1 N X307-3 PAS-Ⅱ KCO2101
    4 1 RM P8 N X307-3 PAS-Ⅱ KCO2101
    5 1 RM P9 DB X307-3 PAS-Ⅱ KCO2101
    6 3 SC P2 N X307-3 PAS-Ⅱ KCO2102
    7 253 A P0 N AP PAS-Ⅱ KCO2103
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    表  2  各耦合因素权重

    Table  2.   Weight of Coupling Factors

    简写 名称 权值
    $ {\omega _{\text{p}}} $ 交换机端口权重 0.10
    $ {\omega _{\text{d}}} $ 距离权重 0.15
    $ {\omega _{{\text{rm}}}} $ RM交换机权重 0.25
    $ {\omega _{{\text{sm}}}} $ SM交换机权重 0.15
    $ {\omega _{{\text{sc}}}} $ SC交换机权重 0.10
    $ {\omega _{\text{c}}} $ 相同机柜交换机权重 0.25
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    表  3  风险评估表

    Table  3.   Risk Assessment

    可能性 严重程度
    完全失去 M H VH
    失去冗余 S M H
    正常 VS S M
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  • [1] 赵建,刘东亮,马志昕. 某核电厂安全级DCS网络结构分析与改进研究[J]. 核动力工程,2021, 42(6): 148-154. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0148
    [2] 徐琳升. 工业以太网交换机环网冗余技术及其实现[D]. 上海: 上海交通大学, 2015.
    [3] 杨亮,卞秀石,邓基杰,等. 核电DCS控制逻辑的离线重构及应用[J]. 工业控制计算机,2021, 34(5): 5-7.
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-17
  • 修回日期:  2023-07-29
  • 刊出日期:  2023-10-13

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