中核集团：打造中国品牌的核电DCS

6月20日晚，早已过了下班时间，中核控制系统工程有限公司示范快堆工程DCS项目工程样机场地却灯火通明，不时有人来回走动。该公司首套实现自主供货的非安全级核电站数字化主仪控系统（DCS）NicSys2000平台正在进行调试。

因为时间紧张，最近，项目组放弃了周末休息时间，执行“两班倒”工作制，每天都要工作到凌晨。按照计划，这套DCS系统要在6月30之前完成核电项目工程样机搭建。这次是中核控制核电主仪控DCS系统第一次实现供货，大家心里暗暗鼓劲，立志无论如何也要把这场打开国内外市场的“首场秀”走好。

DCS国产化势在必行

中核控制的前身是北京中核东方控制系统工程有限公司。在2008年成立之初，该公司就确定要深耕核仪器仪表和控制系统领域，并且将重点紧紧锁定在核电DCS系统上。

“因为DCS系统对核电站来说太重要了。”中核控制总经理师庆维向记者介绍道，“首先说经济效益。一台已经并网发电的百万千瓦级核电机组若停机停堆一天，就要损失约1000万元。如果是因为DCS系统的原因停堆，机组要经历停机停堆、故障原因分析、故障排除、系统恢复、启动、临界，再到满功率运行，前后要花费一周左右的时间，经济损失就会高达七八千万元。”

除了影响核站的经济效益，DCS系统还是制约我国核工业发展的一个重要因素。

一是制约核电建设和自主化进程。在田湾、方家山、福清核电工程建设中，我国主要使用的是国外核电DCS系统，不仅付出了巨大的采购成本，几个项目还因DCS系统滞后到货而使工程建设大幅拖期，使核电企业蒙受了巨大的经济损失。目前，我国核电自主化已经取得了重大成就，但在几个关键环节上还受制于人，核电DCS系统就是其中之一。

二是制约我国核安全。核电DCS系统管控着核电站300多个系统、近万套设备，是核电站的“大脑”和“神经中枢”。因此，DCS系统关系着核电运行的安全稳定，是核安全的保障。另外，DCS系统是核电站所有数据、关键技术和知识产权的载体。掌握了核电站的DCS系统，就等于拿到了核电站的“后门钥匙”。

三是制约核电“走出去”。从国外引进的核电DCS系统不具备自主知识产权。如今，核电已经成为我国产业“走出去”的一张名片，但一直缺少自主化DCS系统做支撑。师庆维认为：“为了践行国家‘一带一路’倡议和核电‘走出去’的战略，DCS系统自主化迫在眉睫。”

我国是世界上为数不多的具有核工业全产业链的国家。相应地，DCS系统除了制约我国核电发展外，还会对产业链上的其他环节产生影响。“除了核电，目前我国核工业领域，包括核军工、核燃料、核化工、核环保，在高端仪控系统和仪器仪表方面还需要进口。”师庆维表示。

五年时间，走向成熟

核电DCS系统分为安全级和非安全级。非安全级DCS系统是实现核电厂整体运行的控制系统，几乎包含全部信息，它的特点是容量大、内容多、系统复杂，控制的对象也多；安全级DCS系统更多的是承担安全保护职责，要求更精简、可靠、快速、安全，两者在一起构成一套完整的核电DCS系统。

虽然在核电DCS系统自主化之前，中核控制已经先后成为福清、方家山、海南核电DCS的分包方，中核集团海外核电卡拉奇K2、K3项目DCS的总包方。但对他们来说，只有自主知识产权、自主品牌的成功，才能真正实现其成为国内外独立总包方的目标。

目前，中核控制重点研制的核电DCS平台主要包括非安全级NicSys2000平台以及安全级NicSys8000N平台。NicSys2000平台作为一种通用的核电站DCS平台，通过应用设计和工程集成可以满足二代改进型压水堆、三代先进压水堆、快中子堆等不同堆型对于数字化仪控系统的要求，可实现核岛、常规岛及辅助系统控制，先进主控室监控操作等功能。NicSys8000N平台的功能则完全满足反应堆保护系统、专设安全设施驱动系统等的安全级仪控系统应用需求。

据了解，FPGA技术作为NicSys8000N平台的核心优势，使得该平台通过采用纯硬件电路运行方式，获得比传统采用微处理器及软件技术的系统平台更高的可靠性，可以有效抵御网络攻击为核电厂安全级仪控系统提供更高的安全保护。该平台通过了国际原子能机构独立工程评审，成为国内首个获得国际权威机构认可的基于FPGA技术的核电安全级DCS平台，标志着中核集团的安全级控制系统技术和产品步入了国际先进水平行列。

从2012年到现在，是中核控制的NicSys2000平台和NicSys8000N平台逐渐成型的五年。从研发设计、对标改进，到搭建样机、鉴定认证，NicSys2000与NicSys8000N正携手走向成熟。

回忆起2012年NicSys2000平台与海外核电项目对标的经历，中核控制副总工程师姚光霖仍然深有感触：“2012年这次对标没有实现最终供货。虽说是失败了，但在这个过程中我们了解到业主的很多需求，也进行了大量改进，正是有了这些经历，我们才拿出了更加过硬的产品。”

“这次的NicSys2000平台工程样机就是体现我们产品技术成熟的最好说明。”中核控制总工程师齐克林主持了该平台1∶1工程样机的搭建工作。这套全仿真、全模拟的产品，从硬件的机柜、线路、主控室的显示操作，到软件的信号、系统，都与将来提供给核电企业的DCS系统一样，相当于提前为核电站搭建了一套完整的“大脑”和“神经系统”。

“研制工程样机工作量巨大，需要资金、技术、人力资源的持续投入，但这个过程对中核控制很有意义。一是可以用来验证我们的产品和技术，二是通过整体展示提升了用户对我们产品的信心。”齐克林表示。

随着中核控制的核电DCS系统日臻成熟，产品供货也迎来了转机。国内外专家都看到了他们的能力和决心。同时，中核控制也积极利用国家推进重点项目建设的时机，实现了产品的应用。在2016年底，中核控制正式签订了非安全级核电DCS系统NicSys2000平台的供货合同。

研发与验证并行

而中核控制此时丝毫不能松懈。虽然NicSys2000平台实现了供货，但后面还有紧张复杂的样机调试工作，而NicSys8000N平台目前还处于研制阶段。

“我们的核电DCS系统供货项目是国家重点核电项目，对我国核电‘三步走’发展战略至关重要。”姚光霖表示，“我们感到使命光荣、责任重大。”

NicSys2000平台供货是中核控制打开国内外市场的“开场秀”。按照核电项目的进度，中核控制确定了今年要实现“6˙30节点”（工程样机搭建完成）和“9˙30节点”（工程样机验收完成）。为了顺利实现节点，项目组在4月底完成了样机内部测试文件和测试用例编制；加班加点，利用“五一”假期编制了项目测试计划和测试说明书。

随着样机搭建完成，项目组调试团队正式进驻现场，对各类软件、硬件和网络进行调试。中核控制这次派出了调试队伍的骨干力量，同时坚持高标准、严要求，不断优化完成设计任务和测试任务。在这些调试人员中，生完孩子不久前刚回归岗位的向嫄身体还在恢复之中，也和大家一样分担工作；新婚燕尔的王倩牺牲了原本与家人聚在一起的宝贵时间；家住北京西北五环外的贾文杰因加班太晚只能住在公司附近……有多少困难就有多少种克服方法，他们始终坚信努力和付出不会白费。终于，“6˙30”节点顺利通过,又全力以赴攻克“9˙30”节点。

另一条战线——NicSys8000N平台在去年年初完成了硬件产品的样机开发及验证工作。如果说此前的工作主要是功能原理验证，那么现在开始了真正的产品开发。2016年年中，该平台样机研制工作开始了平台硬件产品改进和产品鉴定摸底试验，很多新问题暴露了出来，科研人员再次投入到紧张的开发工作中，终于在今年6月完成了该平台22种硬件产品的改进和调试。随后，样机搭建完成，并顺利完成平台鉴定摸底试验。去年11月，NicSys8000N平台通过了IAEA的独立工程评审。在市场方面，NicSys8000N平台已经吸引了很多核企业的关注。目前，基于该平台的反应堆保护系统工程样机正在开展系统测试。同时，搭载该平台的反应堆核系统仪表系统进展顺利。

“中核控制要承担起核工业数字化仪控系统国产化的重任，扛起引领国家核仪控领域发展的大旗，在核工业这个国家平台上再打造出一个国家品牌。”师庆维和他的团队对未来信心满满。