基于NS—3的核电DCS网络仿真框架

孙永胜 贺珊珊 王维

摘 要 核电DCS的网络通信性能是系统整体性能的重要制约因素，V&V;组织需要对其进行必要的验证。而传统的方法只有在搭建了具体的仪控网络环境后，才能通过测试获得数据。本文提出了从V&V;设计审查的角度，根据仪控系统的早期设计，通过网络仿真的方法，发现设计中潜在问题的验证策略。为了实现该策略，设计了基于NS-3的核电DCS网络仿真框架。

【关键词】DCS 网络仿真 V&V; 核电

核电站DCS与火电类似系统相比，具有点数多，通信量大，对控制站的站间通信以及操纵员站与数据服务器之间的网络通信有较高要求的特点。网络通信性能，直接关系到系统的整体性能，V&V;作为产品研发过程和工程实施过程的技术审查者和需求验证者，需要从独立的角度对DCS的设计是否满足系统的需求规格，以及仪控系统实例是否满足业主的工程需要给以客观评价。

1 在V&V;活动中引入网络仿真技术的意义

1.1 核电仪控系统的固有技术难点

核电DCS较为突出的特点是现场采集点数多，网络通信负荷重，其中一个重要性能瓶颈便在于网络数据通信。很典型的例子，在某些核电项目上，采用国外的仪控设备所搭建的工程项目，由于站间通信的性能瓶颈，只能在工程设计上采用大量的硬接线方式作为妥协。这不仅给现场施工和后期维护带来了难度，也在一定程度上影响了系统的可靠性。

1.2 传统网络验证方法的缺陷

针对DCS网络设计的验证，传统的方法是搭建具体的DCS环境，对网络性能在真实系统上进行测试。……