隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的突破，DCS、PLC、SCADA數(shù)字控制系統(tǒng)也逐漸向智能控制系統(tǒng)發(fā)展。核電控制系統(tǒng)的核心功能是根據(jù)預(yù)編程的控制邏輯算法，周期收集核電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整生產(chǎn)過程，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，確保生產(chǎn)過程的防護(hù)穩(wěn)定。江蘇奇峰電氣制造有限公司專注生產(chǎn)DCS系統(tǒng)方案定制廠家，今天奇峰小編帶你分享DCS系統(tǒng)在核電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

核電控制系統(tǒng)的核心功能是根據(jù)預(yù)編程的控制邏輯算法，周期收集核電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整生產(chǎn)過程，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，確保生產(chǎn)過程的防護(hù)穩(wěn)定。由于核電生產(chǎn)過程中的高精度機(jī)理模型無法準(zhǔn)確識(shí)別，設(shè)計(jì)的控制方案大多是基于簡(jiǎn)化機(jī)理模型。PID它是機(jī)組控制中較常用的算法，具有良好的魯棒性，在穩(wěn)定的工作條件下具有較高的自動(dòng)控制投但在一些動(dòng)態(tài)過程或異常工作條件下，也可能需要控制參數(shù)調(diào)整或手動(dòng)直接接入控制。

1.核電DCS系統(tǒng)要不要上云？

現(xiàn)有的核電DCS采取多重化、實(shí)體隔離、深度防御等技術(shù)措施，避免共因故障，提高系統(tǒng)強(qiáng)度。云計(jì)算強(qiáng)調(diào)資源集中和統(tǒng)一集中控制。在核電控制應(yīng)用場(chǎng)景中，云平臺(tái)需要證明計(jì)算能力、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源的集中集成不能成為潛在的共同故障點(diǎn)。在核電防護(hù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的限制下，DCS控制站的部署實(shí)際上是完全預(yù)分配的，沒有靈活部署的需要，核電DCS調(diào)試后很少修改控制算法。即使修改，也需要在現(xiàn)場(chǎng)完成多方面功能測(cè)試后才能投入運(yùn)行。云平臺(tái)軟件復(fù)雜性高，對(duì)資源調(diào)度快速性要求低。云上虛擬控制站的運(yùn)行實(shí)例一旦出現(xiàn)故障，就很難在生產(chǎn)防護(hù)允許的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)故障(通常是3個(gè)典型的控制周期內(nèi)的160ms）不能滿足核電控制可用性要求的恢復(fù)。從目前的情況分析來看，云化核電控制系統(tǒng)的防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)尚不可控，實(shí)現(xiàn)意義不大。

2.核電DCS系統(tǒng)邊緣計(jì)算技術(shù)是否應(yīng)引入？

邊緣計(jì)算的出現(xiàn)改變了云計(jì)算強(qiáng)烈的單一集中趨勢(shì)。多個(gè)云節(jié)點(diǎn)與多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)共同形成分布式系統(tǒng)。邊緣節(jié)點(diǎn)與云節(jié)點(diǎn)之間沒有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系，邊緣節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)立運(yùn)行。任何端到端服務(wù)關(guān)系都可以建立在邊緣和邊緣、邊緣和云之間。與集中云服務(wù)模式相比，這種異構(gòu)分布式服務(wù)模式更適合核電數(shù)字控制應(yīng)用場(chǎng)景的要求。核電控制系統(tǒng)作為邊緣節(jié)點(diǎn)，可以通過全球統(tǒng)一的服務(wù)和資源管理接口為云節(jié)點(diǎn)提供相關(guān)數(shù)據(jù)和服務(wù)，也可以遠(yuǎn)程調(diào)用云節(jié)點(diǎn)為邊緣節(jié)點(diǎn)提供計(jì)算能力、存儲(chǔ)資源，完成大計(jì)算能力、大存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分析或機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)云協(xié)同運(yùn)行。

3.基于大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)能否解決核電機(jī)組的智能控制問題？

近十年來，以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能算法在視覺識(shí)別、自然語言處理、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、自動(dòng)駕駛等方面取得了重大進(jìn)展。深度學(xué)習(xí)本質(zhì)上是一種基于概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。先，深度學(xué)習(xí)嚴(yán)重依賴于樣本的選擇和數(shù)量。其次，通過深度學(xué)習(xí)獲得的推理模型的有效性仍處于較低水平，與核電控制的確定性和防護(hù)要求有很大差異。核電智能控制的未來不僅要考慮大數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展路徑，還要研究基于確定論的小數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊控制、預(yù)測(cè)控制和遺傳算法。

4.核電DCS系統(tǒng)收集的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和范圍是否充分？

從核電設(shè)備智能運(yùn)維的角度來看，核電控制系統(tǒng)是由于信號(hào)采集硬件采集速率和IO目前，通信總線帶寬的限制DCS現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集周期一般為50ms；由于服務(wù)器處理能力和數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)問題，DCS歷史數(shù)據(jù)庫(kù)保存的歷史數(shù)據(jù)記錄周期多為0.5或1秒，這意味著從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的數(shù)據(jù)只能反映緩慢的變化過程，不能提供瞬態(tài)信息，導(dǎo)致核電機(jī)組設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)供應(yīng)不足，智能運(yùn)維分析能力有限。

5.核電DCS系統(tǒng)如何保證信息防護(hù)？

惡意攻擊核電較危險(xiǎn)的是APT依靠單一的技術(shù)手段很難實(shí)現(xiàn)有組織的多組合APT攻擊的有效保護(hù)需要借鑒核電領(lǐng)域常用的多樣性深度防御措施，重設(shè)防，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，快速響應(yīng)，切斷伸向核電防護(hù)的黑手。核電DCS在防護(hù)區(qū)，需要滿足等保三級(jí)要求，但核電DCS智能必然會(huì)與防護(hù)二區(qū)和防護(hù)三區(qū)開辟雙向通信通道，同時(shí)也會(huì)帶來外部網(wǎng)絡(luò)攻擊的潛在威脅。除了采用傳統(tǒng)的網(wǎng)閘、防火墻、網(wǎng)絡(luò)審計(jì)等插件防護(hù)增強(qiáng)手段外，還應(yīng)改進(jìn)DCS通過控制器硬件架構(gòu)、嵌入式操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)控制軟件、控制組態(tài)軟件、防護(hù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的防護(hù)升級(jí)，滿足功能防護(hù)和信息防護(hù)的要求。

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