秦山第三核电厂核电站是我国首座商用重水堆核电站，两台70万千瓦级CANDU6型机组引进加拿大CANDU6技术建造。电站整体工程由加拿大原子能有限公司（AECL）总承包，核岛由AECL设计，汽轮发电机组由日本HITACHI公司设计，BOP由美国BECHTEL公司设计。秦山CANDU机组的参考机组是韩国月城3、4号机组。业主根据设计寿命、厂址条件、国情等的不同，对机组进行了积极的技术改进。秦山三核的每台机组都设有两个完全独立的停堆系统，即一号停堆系统（SDS#1）和二号停堆系统（SDS＃2），是保证核电站可靠的进入安全状态的核心系统，保证电站稳定的保持于次临界工况的主要手段，更是核电站的非常关键的运行系统。
由于原来外方的停堆系统的仪控系统的设计没有数据存储功能，并且由于模拟指示表的精度（2％）不能满足参数精确指示的要求，因此本次停堆系统的技术改造是核电站两个安全停堆系统的配套数据监测系统，负责采集和记录安全停堆系统所涉及的各个过程参数，为事件分析提供有效的手段。核电站的停堆系统属于1E级系统，停堆数采系统虽然不属于1E级设备，但由于其与停堆系统的密切联系，对其安全性、可靠性的要求
本停堆系统所采用的数采系统(ECS-100H)是浙江中控技术有限公司设计制造，该系统系在该公司的ECS-100分散型控制系统（dcs）上提供快速采集功能改造而成，目前已经在1#、2#机组上成功投入使用。
WebField ECS-100H数据采集系统简介
ECS-100系统是基于各种冗余技术、网络技术的控制系统，融合了当前最先进的自动化技术、计算机技术、通信技术、快速故障诊断技术、冗余技术和软件技术，具有成本低、可靠性高、使用方便、安装简单、维护容易等特点，系统全部数字化，实现了多种总线兼容和异构系统综合集成的“网络化控制系统”，真正实现了网络化、智能化、数字化，突破了传统DCS、PLC等控制系统的概念和功能，比较容易实现过程控制、设备管理的统一化。
本项目WebField ECS-100H系统由1个工程师站、2个快速数据采集器（SDS#1、SDS#2）、1套GPS授时系统、1套冗余的网络系统构成。每个快速数据采集器包括数据采集控制器、模拟量输入卡（AI卡）、开关输入卡（DI卡）、开关量输出卡（DO卡），以及通讯网络组成。每个数据采集系统还有1个开关量输出点实现报警输出。SDS#1和SDS#2数据采集系统共用，并通过1个PDS网关计算机将采集数据送到PDS显示系统显示。SDS#1 和SDS#2数据采集系统共用一个GPS授时仪实现网络上时钟同步。其数据采集系统的系统框架如图1所示。
图1：WedField ECS-100H 系统框架图
数据采集器分为数据采集控制器和AI、DI、DO三类IO卡件，如图2所示。数据采集控制器实现对20ms、100ms周期采集数据以及后续计算的ROP裕量值进行记录和发送，具备高精度实时时钟，每5秒通过SNTP协议与GPS授时仪时钟同步一次，保证时间的同步。AI卡采用ECS-100系统中最新快速AI采集技术，实现高速AI采集，每块卡件实现6路点点隔离AI采集；DI是4路点点隔离卡；DO卡是16通道卡件，外接继电器隔离。工程师站采用DELL服务器，安装在机柜中。工程师站软件是在目前ECS-100系统最新软件AdvanTro-Pro2.0的基础上改进而来，增加了秦山第三核电厂数据采集系统特有的20ms时间间隔历史数据显示功能，并增加相应的需要历史记录的信号点的组态功能。另外工程师站软件具备历史数据导出功能，存成文本文件，利于其他软件对历史数据进行统计和分析。
机柜设计基本原则是在ECS-100系统机柜的基础上，按照抗震性要求进行修改设计。机柜的外壳部分由具备核级（1E级）仪表柜生产能力的苏州东仪公司提供，保证了机柜的抗震要求。
数据采集系统与PDS网关计算机之间采用光纤连接，设计上实现双网冗余通讯，保证数据通讯的可靠性。
ECS-100H数据采集系统的可靠性设计
系统的可靠性取决于系统各个部件的可靠性以及这些部件在执行系统任务时的协作方式。系统的可靠性是在系统的设计阶段产生，在系统的生产制造阶段得到保证，在应用阶段实现和提高的。
按照以上原则，提高数据采集系统的可靠性从三个方面给予保证：在设计阶段采取措施提高系统的可靠性，这种可靠性是系统固有的；在生产制造阶段采取措施保证系统可靠性，三是在工程应用阶段提高实现和提高系统的可靠性。另外，提供组织上的保证将是提高系统可靠性的有力保证。制订严格的质保体系和质量计划是提高系统可靠性所必须的。
采用成熟的技术
使用成熟的技术可以减少系统的技术风险。数采系统的主要技术例如冗余技术、网络通讯技术，均采用ECS-100系统成熟的技术，
图2：数据采集系统的内部结构图
任务。保证了数据的可靠传输。
数据采集系统过程控制网具有工业以太网负荷测试、故障侦测、冗余传输等功能，并且能根据网络的运行状况（负荷和故障情况），自动进行无扰冗余切换，切换过程是安全可靠的，不会丢失数据包。
该系统对冗余网络的两个独立通道进行实时严格的故障诊断，并为系统内任何节点建立故障状态标志，以此作为冗余处理的基础。当网络存在不稳定因素或局部发生故障的情况下，冗余网络自动剔除故障部分线路，使网络处于部分冗余或不冗余的单网模式下，以保证网络仍然能够正常传输过程数据。
采用冗余传输模式，保证数据安全到达目的节点，保证最大的传输可靠性。
软件的可靠性措施
软件对dcs的可靠性有很大的影响，软件故障，特别是系统死机带来的危害是最大的，经过了解，数据采集系统的软件开发投入远大于硬件开发投入。在数据采集系统的开发中，参考了核安全计算机系统的软件设计和开发要求：
整个软件开发过程按正向设计进行，包括：软件需求分析阶段、概要设计阶段、详细设计阶段、编码阶段、模块测试阶段、连调阶段和系统集成阶段。在每个阶段中实施检验和确认。
多级模块化结构设计：首先按照系统的需求分析将整个系统的
此外，资源分配留出很大裕度。整个软件经过严格测试，穷尽各种故障可能，确保系统不死机，不出故障。对所有接口关系严格定义，且均设立非法进入和退出处理措施。
ECS-100H数据采集系统的可靠性制造
要保证一个系统的可靠性，只有可靠性设计是远远不够的，它必须靠严格的生产、制造技术来实现。
通过对供应商质保体系的审查，以及参观其生产过程获得的相关资料，数采系统的生产过程是高要求且严格可控的，生产过程制定的一些规则为系统的可靠性提供了保证：确保生产所用的元器件直接从具有质量保证体系的原制造厂家定货，数据采集系统所用的芯片直接来自著名的器件厂商。确保数据采集系统所有的板级产品采用先进的机器焊接技术来生产。并严格进行老化，以淘汰不合格品。
公司按IS09001国际质量标准制定严格的《质量保证体系》。数据采集系统的工程化设计和管理保证产品的质量是客观的，而不依赖于某个人。工程合同执行过程的每一个环节均通过文件进行有效的控制，不受人为因素干扰。
工程实施过程也需要按照可靠性要求进行。例如，合理的工艺控制方案设计、可靠的接地系统设计等等。秦山第三核电厂的数据采集系统的工程设计是合理的，且准备充分，最终圆满地完成了设计和调试工作，并一次投运成功。另外，为了保证秦山第三核电厂数采系统的研制成功与优良的后续服务，浙江中控技术股份有限公司成立了专门的核电项目组，配备了一些有丰富工程经验的工程师从事开发过程、工程实施测试和检验等工作。
总结
WebField ECS-100H系统投运后，提供高速（20ms开关量模拟量）、高精度(0.1%)的数据采集功能，采集数据除在本地的工程师站进行各种数据显示趋势记录外，还通过PDS网关计算机送到电站的PDS系统进行数据处理。另外，由于其提供了精确的功率裕量数据，操作员可以在不降功率或少降功率情况下进行换料，提高了经济效益。实践证明，该系统能够满足安全功能的要求。系统投入运行以来，稳定可靠，数据传输完整快速。
总之，系统的可靠性贯穿于系统的设计与开发、生产制造、工程实施等一系列过程中，各过程的各种经验积累在可靠性保证方面起着十分重要的作用。
