8月18日，國家核安全局正式向中國核動力研究設計院中核控制核電廠安全級數字化控制系統(DCS)NicSys®8000N平臺頒發了民用核安全電氣設備設計和制造許可證，標志著中核控制在核電安全級DCS系統方面具備了從研發設計、生產制造到設備供貨全過程服務的能力和資質，這將進一步提升核儀控技術水平，助力核電產業長足發展。

NicSys®8000N平臺取證后，核動力院成為國內首家同時擁有自主知識產權的基于微處理器技術的核安全級DCS龍鱗平臺和基于FPGA技術的核安全級DCSNicSys®8000N平臺，以及非安全級DCS龍鰭平臺，從而形成了“龍鱗+龍鰭”、“NicSys®8000N+龍鰭”兩種全廠DCS平臺。

作為核設施的“安全守護神”，NicSys®8000N平臺是中核控制潛心十余年打造的具有完全自主知識產權的安全級產品，其最大的技術特點就是采用了在航空航天等領域廣泛應用的FPGA(現場可編程門陣列)技術。十年來，中核控制NicSys®8000N研發團隊勇擔時代之梁，撥開浮云遇見星光，完成了新技術新產品的突破。

八千里路云和月，中核控制一路走來……

自主研制從無到有

起步

早在2010年，國內外核儀控廠商就已經積極推廣將FPGA技術應用于核電儀控系統，并積極布局基于FPGA技術的核級DCS平臺研制和應用。雖然基于微處理器技術的核級DCS系統當前仍處于主流地位，但基于FPGA技術的控制系統在快速響應、簡單可靠、信息安全、運行維護以及國產化芯片替代等方面具有天然的優勢，更適用于實現核電廠具有較高功能安全要求的控制保護功能。可以預見，未來核電DCS系統將會以微處理器和FPGA技術共存的方式發展。作為核儀控設備及服務整體解決方案專業化公司，中核控制決定采用FPGA技術路線研制NicSys®8000N平臺。“比較來說，微處理器技術就像行駛的汽車，可以自由變換車道，靈活方便;FPGA技術猶如奔馳的高鐵，在既定軌道上高速前行，穩定高效。”中核控制總經理助理、項目負責人王冬形象地比喻道。

2011年，王冬赴法國參加國際原子能機構(IAEA)舉辦的“FPGA在核電廠儀控系統應用研討會”。雖說是一個研討會，但實際上更像是一個產品推介會，歐美核電強國，包括日本、韓國的同行紛紛介紹本國基于FPGA技術的控制系統，特別是一位國外技術專家介紹他們的平臺將用于國內核電廠，而我們那時還不完全清楚研制該類平臺的關鍵技術都有哪些，差距不言而喻。王冬永遠都忘不了那天會上的場景：他走向那位國外同行，向他請教技術問題，對方卻微笑答復“這些是商業機密，你們可以直接購買我們產品應用。”

攻關

自主研發，簡簡單單的四個字，卻蘊含了多少技術難關!技術路線的確定只是第一步，新技術的研發注定不會是一條平坦大路，接下的一系列技術難題挑戰著研發團隊的每一根神經。

“現場應用工程師是否具備編寫基于FPGA技術的核安全級平臺代碼的能力?即使能編寫，如何驗證代碼的正確性?”“我認為基于FPGA技術的平臺不如基于微處理器技術的平臺配置方便。”面對行業內的各種質疑，研發團隊背負著巨大的壓力!不可否認，當時的FPGA技術確實會因系統配置方式增加維護時間與成本。“這個問題必須解決!”說干就干，技術負責人劉志凱帶著團隊開始了全力攻關。

隨著工作逐漸深入，研發團隊越發強烈地感覺到，任務之艱巨大大地超出原先的預期，團隊中越來越多質疑的聲音，不可行!做不到!劉志凱一邊安撫成員情緒，一邊帶著大家查閱資料、拜訪專家，經歷了無數日夜的思考、查閱國內外相關文獻、探討驗證之后，研發團隊提出了一種“圖形化預開發算法塊組態(PDB)技術”，問題得到有效解決。PDB技術是將應用控制策略提前固化到FPGA芯片中，并按照最嚴格等級進行預先驗證，以“純硬件”的方式執行核電廠運行的安全功能。通過圖形化配置軟件，應用工程師可以輕松地通過“搭積木”的方式完成工程實施，就像普通PLC控制器那樣簡單。

無數個日日夜夜艱苦奮戰，研發團隊陸續攻克了雙FPGA架構協同、高速并行冗余計算、預開發組態、高可靠通信、安全顯示、高覆蓋率內建自診斷和系統維護等關鍵技術，NicSys®8000N平臺研發難題逐一擊破。

? 2015年9月，該平臺關鍵技術方案通過原理樣機驗證。

? 2016年11月，該平臺全范圍產品的設備摸底鑒定試驗全部完成。

? 2017年8月，完成基于該平臺的反應堆保護系統工程樣機系統驗證。

圓夢

2016年，NicSys®8000N平臺通過IAEA組織的來自美國、法國、匈牙利和烏克蘭等國的核儀控領域權威專家審查，成為國內首個獲得國際權威機構認可的基于FPGA技術的核安全級數字化控制系統平臺。

IAEA獨立審評報告中寫道：中核控制已高質量完成了NicSys®8000N平臺的設計開發工作，產品的設計、開發、驗證與確認等方面均符合IAEA安全導則SSG-39《核電廠儀表與控制系統設計安全導則》的要求。該平臺的安全性、可靠性和穩定性得到了充分的驗證，能夠滿足核能領域的嚴格要求。報告還特別提及，會將NicSys®8000N平臺的10項良好技術實踐向IAEA所有成員國推薦參考。在一次IAEA主辦的核電儀控研討會上，團隊成員驚喜地發現，“圖形化預開發算法塊組態技術”成為許多國外老牌核儀控廠商借鑒的技術。

回想起2011年赴法國參加研討會的場景，王冬不由感慨，展騏驥之躍何其不易，騎馬踏平川又是何其酣暢淋漓、揚眉吐氣。今天，中核控制以自主創新成果為核行業作出了卓越貢獻，提升了核儀控技術在國際上的影響力。

從無到有、從有到優、從優到精、從精到特，中核控制安全級DCS平臺NicSys®8000N從技術構思、開發預研到產品實現，是凝心聚力的奮斗征程，更是千淘萬漉始到金的碩果盈枝。這條披星戴月的路雖艱辛卻輝煌，研發團隊的工程師們用努力和追求、用堅持和拼搏、用辛勤和智慧，不斷創新和完善技術，成就了該平臺的高質量、高性能和高安全。

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積極探求應用出路

路在何方，路在腳下

新平臺、新技術有了，如何取信市場?快速實現應用是擺在團隊當前的新問題。研發團隊了解到處于前期設計階段的卡拉奇華龍一號機組核測量系統，正因二次儀表的數字化方案如何優化而困擾，大家敏銳地察覺這正是NicSys®8000N平臺的用武之機。團隊深入分析技術規格要求，積極主動與設計方溝通，量身定制的解決方案得到業主認可，至此，平臺成功應用于海外華龍一號首堆，躋身國際核儀控市場，這是一條來之不易的路。

時間來到2017年12月7日，寒風刺骨，劉志凱額頭卻冒出細密的汗珠，基于NicSys®8000N的堆外核測系統樣機即將進行首次堆上試驗，但突如其來的噪聲打斷了試驗進程，他正在全神貫注地尋找噪聲來源，確保系統關鍵的“倍增周期計算功能”試驗通過。試驗現場極其復雜，探測器與NicSys®8000N機柜之間的線纜長達100多米，是不是調理機箱放大器把采集到的微弱信號中的環境噪聲放大了?大膽假設，小心求證，抓取數據，變換分析，確認了噪聲的來源和特征，他果斷對系統數字化自適應濾波參數進行調整，問題迎刃而解。

常備不懈，待時而動

繼反應堆堆外核測系統成功應用后，團隊成員又將視線轉移到核電廠多樣性保護系統(DAS)上。DAS系統作為安全級系統多樣化解決方案，對核電廠安全運行具有至關重要的作用，在系統設計上要求與反應堆保護系統采用不同技術路線的控制系統平臺，以避免共因故障。作為基于FPGA技術的NicSys®8000N平臺具有得天獨厚的優勢，與基于“微處理器”技術的反應堆保護系統有著本質區別，團隊開啟了平臺多樣性領域的應用攻關。

漳州核電項目作為“華龍一號“批量化建設的首堆，若在該項目實現突破，可謂事半功倍。研發團隊通過建立1:1樣機進行驗證，驗證結果得到業主、設計方和采購方的認可。在隨后的項目實施過程中，因方案變更，項目團隊頂住壓力尋找解決手段，逐一分析工藝流程，從規模龐大的平臺數據庫中尋找合適的模塊，不斷嘗試設計優化方式……

“功夫不負有心人”，項目實施不斷取得最優解，并于2022年7月完成漳州核電項目首臺套供貨，為后續應用開創了新的局面。

洞察先機，多點開花

找到路，拓寬路，核測領域、多樣性領域的成功應用將給團隊注入持續發展的動能。團隊通過調研，再次將重點聚焦在核化工領域高可靠性數字化控制系統應用上。

核化工領域的平臺場景應用環境復雜多變，系統可靠性要求苛刻。平臺要突破，要進入核化工領域乃至離散生產制造領域，必須從技術層面打消用戶的質疑，而通過功能安全認證正是這塊敲門磚。

無問西東，使命必達。2021年9月，經過近三年努力，NicSys®8000N平臺獲得德國TÜV 萊茵頒發的國內首張基于FPGA技術的功能安全SIL3證書，功能安全與可靠性達到了過程工業領域功能安全最高等級要求。

“我們每一項關鍵技術的突破，都是NicSys®8000N平臺的自我突破，不僅使平臺滿足核化工領域高功能安全性的要求，還能增加平臺在市場上的信任度和競爭力，每一次關鍵技術的成功應用，都是中核控制亮出的利劍。”劉志凱說道。

目前，基于NicSys®8000N平臺的多樣性保護系統(DAS)及堆外核測量系統，已應用于海外華龍一號K2/K3，國內華龍一號漳州1/2、海南3/4，玲龍一號海南小堆等多個項目上，同時也應用于四代核能和各類試驗堆等領域。

2022年，NicSys®8000N平臺順利通過中核集團科技成果鑒定，由葉奇蓁院士任組長的專家組一致認為：本成果技術自主可控，總體技術達到了國際先進水平，部分技術指標達到國際領先水平。該平臺先后獲得中國設備管理協會科學技術進步獎一等獎、中國核能行業科學技術進步獎三等獎和中核集團科學技術進步獎三等獎。

十年磨煉寶器終成

2020年10月，中核控制在院的領導和大力支持下，向國家核安全局遞交了民用核安全電氣設備設計和制造許可證申請。為了證明中核控制核級DCS的設計制造能力，NicSys®8000N平臺取證模擬件采用最先進的華龍一號機組需求規格書作為設計輸入，在指標選取方面，按照最新、最高標準要求制造。

為了驗證系統在極端環境下的運行情況，模擬件實施了長達600小時的高低溫長期運行試驗，抗震鑒定反應譜包絡了福清、漳州及核化工領域相關項目要求。

驗證和確認過程，按照國家核安全局新版HAD102/10《核動力廠儀表和控制系統設計》的最新要求，首次實施了全過程硬件V&V活動。硬件V&V的概念是業內一直在討論的熱門話題，但在核電領域，國內尚未有組織或單位成體系地開展過具體工作。面對新的要求，公司V&V團隊迎難而上，構建起了一套硬件V&V實踐體系，使模擬件生產、制造和集成的質量進一步提升。

“只有充分考慮產品的設計裕度，建立一整套嚴苛的驗證和評價標準，才能確保在未來更嚴酷的環境條件下設備的安全可靠。”試驗負責人張源說。張源曾在日本三菱電機從事核電DCS系統軟件開發，先后完成多個機組DCS系統的升級改造工作。自2010年回國后即投入到安全級數字化控制系統的研制工作，全程參與了NicSys®8000N平臺的研制過程。

2023年4月27日，抗震試驗大廳，在生態環境部核與輻射安全中心和華北核與輻射安全監督站的共同見證下，NicSys®8000N平臺將接受抗震試驗，這是取得國家核安全局頒發許可證前的最后一項試驗。上午10點，抗震試驗準時開展，隨著設備強烈地顛簸與晃動，現場團隊每位成員的心也提到了嗓子眼。試驗結束時，設備安然無恙，NicSys®8000N平臺順利通過了“抗震”考驗，現場爆發出熱烈的掌聲，張源笑得像孩子一樣，多年的心血終獲認可，中核控制圓滿完成了反應堆控制保護系統模擬件設計和制造的任務，具備了安全級數字化控制保護系統機柜的完整設計和制造能力，這一天他等了13年。

不忘初心，歸來仍是少年。此刻，站在抗震試驗大廳的張源，回顧NicSys®8000N平臺的研制之路，眼眶中淚光閃爍，忘不了當初工作的初心是什么，更忘不了如何跟隨中核控制一路走來，以自己獨有的方式實現著強核報國的夙愿。

八千里路云和月，追風趕月莫停留。NicSys®8000N平臺是中核控制對DCS技術的深度理解和創新研發，也是中核控制積極響應“集團公司統一、先進、自主知識產權的DCS業務平臺和產業能力”戰略目標的具體實踐。

未來，中核控制將緊扣集團公司“三位一體”奮斗目標和院“一體兩翼三高”奮斗目標，繼續在核儀控技術領域深耕，向著成為邁向智能時代的核儀控技術和產業引領者奮進，持續助力我國核儀控行業整體水平提升，為國家能源安全和可持續發展作出新的更大貢獻。