[發明專利]一種基于FPGA技術的核安全級智能仿真驗證平臺的實現方法

有效

• 申請號: 201611217358.5
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106773785B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 錢一名;梁成華;劉志凱;王冬;王嵚峰;張柯;毛立虎;李春雷
• 申請（專利權）人: 中核控制系統工程有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

本發明提供一種基于FPGA技術的核安全級儀控系統的智能仿真驗證平臺的實現方法，其步驟如下：第一步：基于FPGA技術，按照核電站安全級儀控系統的硬件設備搭建仿真驗證平臺，給所有硬件板卡分配唯一的站號和槽位號；第二步：根據板卡被分配的站號和槽位號，配置各板卡參數、輸入向量，仿真驗證平臺能夠模擬實際核電站安全級儀控系統中一個板卡或多板卡的情況；第三步：搭建每個槽位對應板卡的波形窗口，輸入輸出信號波形分組化，進而形成一個閉環的仿真驗證平臺；第四步：啟動仿真驗證平臺進行驗證。本發明能夠真實模擬實際核電站的核儀控系統，既能滿足穩定性、可靠性和安全性，又能實現智能仿真驗證。

技術領域

本發明涉及工業級數字化儀控系統仿真驗證領域，特別是一種基于FPGA技術的核安全級智能仿真驗證平臺的實現方法。

背景技術

隨著數字化核安全級儀控系統在核電站安全級系統中的應用和普及，系統中軟件承擔越來越重要的安全功能，對執行安全功能的軟件進行仿真驗證和確認工作，是保證軟件質量的必要手段之一，因此一個系統而完善的仿真驗證平臺必不可少。其主要目的包括：盡可能發現軟件缺陷；提供證據表明軟件滿足核儀控系統軟件的要求；提供證據證明控制已發現缺陷的方法得到實現；減少核電站安全評估的工作量。

另外，驗證平臺的穩定性、可靠性、安全性和智能性是關鍵要素，為核電站安全級儀控系統提供一套滿足其安全運行需要的“閉環”、精確、智能的驗證系統，一直是核電站安全級儀控系統發展的迫切需求。

目前，一些研究人員對核電站儀控系統的驗證平臺進行了有益探索。北京廣利核系統工程有限公司提出了一個完善的軟件驗證和確認平臺(張亞棟，程建明.數字化核安全級儀控系統軟件驗證和確認平臺的設計與實踐[J]，核電儀控)，能實現驗證平臺的主要目的。

有文獻(嚴敏，吳炫鋼，林樺.核電站數字化儀控系統驗證平臺網絡架構設計[J]，工業控制計算機，2014，27(5):1-5.2)針對第三代核電站數字化儀控系統，提出了基于KVM和光釬技術的核電站系統驗證平臺的閉環網絡架構，輸出與實際電站一致的參數數據，滿足儀控系統的仿真驗證要求。

文獻(吳飛，張亞棟，程建明等.形式化驗證方法用于核電廠數字化儀控系統HPD驗證的探索與實踐[J]，核科學與工程，2012，S2.3)提出的基于斷言的形式化驗證方法，相較于傳統的功能仿真驗證方法更能有效發現系統設計中的錯誤。

而以上研究僅僅滿足了驗證平臺的穩定性、可靠性、安全性，不能滿足核電站仿真驗證平臺的智能要求。且目前也未見其他有關驗證平臺智能性的文獻。

發明內容

本發明的目的在于為核電站提供一種既穩定可靠又安全智能的基于FPGA技術的核安全級儀控系統的智能仿真驗證平臺的實現方法。

實現本發明目的的技術方案：一種基于FPGA技術的核安全級儀控系統的智能仿真驗證平臺的實現方法，其特征在于：該方法的實施步驟如下：

第一步：基于FPGA技術，按照核電站安全級儀控系統的硬件設備搭建仿真驗證平臺，給所有硬件板卡分配唯一的站號和槽位號；

第二步：根據板卡被分配的站號和槽位號，配置各板卡參數、輸入向量，仿真驗證平臺能夠模擬實際核電站安全級儀控系統中一個板卡或多板卡的情況，從而實現對各板卡軟件智能又獨立的仿真驗證；

第三步：搭建每個槽位對應板卡的波形窗口，輸入輸出信號波形分組化，使波形界面直接，進而形成一個閉環的仿真驗證平臺，能夠快速查找程序的錯誤所在點；

第四步：啟動仿真驗證平臺進行驗證。

如上所述的一種基于FPGA技術的核安全級智能仿真驗證平臺的實現方法，該方法的具體實施步驟如下：

第一步：基于FPGA技術，按照核電站安全級核儀控系統，給控制站所有板卡分配站號和槽位號；