Автоматизированные системы управления атомных электростанций 2

• Название: Автоматизированные системы управления атомных электростанций 2
• Анкор: Ekzamen_I_Kollokvium.docx
• Дата: 06.03.2018
• Размер: 1.06 Mb.
• Имя файла: Ekzamen_I_Kollokvium.docx
• Тип: Документы; #16306
• страница: 25 из 40

Типовые программно-технические средства ТПТС, общая характеристика, типы модулей.

В качестве средств низовой автоматики для УСНЭ и УСНЭ ВБ в АСУ ТП АЭС с ВВЭР-640 и АЭС с ВВЭР-1000 (АСУ ТП 3-го энергоблока Калининской АЭС, АСУ ТП АЭС "Бушер") используются типовые программно-технические средства ТПТС, созданные на основе TELEPERMME разработки АО Siemens.

Основным элементом ТПТС являются контроллеры — программируемые устройства, обладающие средствами ввода и вывода аналоговых и дискретных сигналов и содержащие микропроцессоры Intel 80188. Структура контроллера приведена на рис. 4.7.



Основные функции обработки данных и управления вынесены в микропроцессоры, установленные в функциональные модули (ФМ). Каждый функциональный модуль представляет собой самостоятельный контроллер, обладающий способностью принимать и обрабатывать любые сигналы, выдавать как аналоговые, так и дискретные воздействия и осуществлять автоматическое управление технологическим процессом. Сохраняется возможность связи между функциональными модулями через контроллерную шину.

На центральный процессор — "Диспетчер" — возлагаются следующие функции:

-управление контроллерной шиной;

-обеспечение связи контроллера с "внешним миром" через системные шины;

системная диагностика;

-управление резервированием.

В ТПТС51 каждый модуль способен работать самостоятельно и реализовать алгоритмы обработки и управления при выходе из строя контроллерной шины и центрального "Диспетчера".

Конкретный алгоритм модуля задается и модифицируется независимо от других модулей. Это упрощает процедуры отладки системы и подтверждения правильности функционирования модулей. Кроме того, упрощается процедура модификации алгоритмов.

Наличие микропроцессора в каждом функциональном модуле обеспечивает возможность введения процедур глубокой диагностики модуля и внешних цепей.

Состав и характеристики основных функциональных и системных модулей ТПТС приведены в табл. 4.3.

Количество модулей минимизировано, конструкция модулей унифицирована.

ТПТС обеспечивают возможность двукратного резервирования аппаратных средств. Резервирование реализуется по принципу "горячего резерва". Согласно этому принципу, в любой момент времени есть основной и резервный элементы, которые полностью выполняют свои функции.

Все элементы ТПТС имеют средства встроенной диагностики. При выявлении отказа средствами самодиагностики или взаимной диагностики происходит переключение на резервный вариант с выдачей всего набора диагностических и аварийных сообщений. Помимо парного взаимодействия, в системе предусмотрены диагностика и контроль со стороны третьего, обычно вышестоящего элемента, что обеспечивает адекватную реакцию в случае невозможности выявления отказа на уровне самих модулей.

55. Архитектура функционального модуля ТПТС.

Обобщенная структурная схема функциональных модулей приведена на рис. 4.8. В зависимости от типа модулей отдельные узлы (цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), аналого-цифровые преобразователи (АЦП) или схемы согласования уровней (ССУ) двоичных сигналов) могут отсутствовать).



Рис. 4.8. Структурная схема функционального модуля

Ядром модуля является процессорная часть, в состав которой входит микропроцессор Intel 80188, и память процессора, состоящая из оперативной памяти (RAM) и по стоянной памяти EPROM и EEPROM. В EPROM хранятся программные блоки, реализующие арифметические и логические функции, присущие всем модулям (сложение, умножение, дифференцирование, сравнение чисел и т. д.), программные блоки, реализующие функции, специфические для конкретного типа модулей (например, управляющие блоки для модулей управления или алгоритмы регулирования для модулей регуляторов) и программные блоки, реализующие функции контроля, логику прерывания и т.п. Программные блоки записываются в EPROM на этапе изготовления.

В EEPROM хранятся программы пользователя и перечень описаний стандартных функциональных блоков, в соответствии с которым они вызываются из EPROM, настраиваются и выполняются. Данные в EEPROM записываются на этапе проектирования конкретного ПТК.

Для обмена информацией по шине в/в предназначена передающая память URAM — двухпортовое оперативное запоминающее устройство ("почтовый ящик"), доступное через один порт внутримодульному процессору, а через второй порт — процессору модуля EAS.

Узел АЦП предназначен для приема аналоговых сигналов, мультиплексирования каналов и преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму.

Узел ЦАП преобразует выходные сигналы из цифровой формы в аналоговую и коммутирует их на выходной разъем модуля.

Микропроцессор циклически опрашивает входные сигналы и URAM (информацию, принятую от модуля EAS), обрабатывает принятую информацию по заданной пользователем программе и выдает результаты обработки на выходной разъем модуля и в URAM.-

Сбор, обработка и выдача информации может осуществляться в двух циклах: в быстром цикле длительностью от 23,3 мс до 86,6 мс в зависимости от типа модуля, и медленном с длительностью, зависящей от выполняемой в данном цикле программы. Медленный цикл по отношению к быстрому циклу является фоновым, т. е. выполняется в свободное время быстрого цикла.

Функциональные модули имеют широкий набор функций самоконтроля, обеспечиваемого аппаратными и программными средствами.

Стандартные функции контроля в функциональных модулях:

-циклические тесты EPROM, EEPROM, RAM;

-контроль передачи данных по шине в/в;

-контроль функционирования микропроцессора схемой электронного сторожа WatchDog;

-контроль микропроцессором схемы WatchDog;

-аппаратный контроль внутренних номиналов напряжений на соответствие заданным пределам.

В зависимости от типа модуля осуществляется также программно-аппаратный контроль:

-датчиков и линий их подключения на обрывы и замыкания;

-выходных сигналов обратным чтением;

-контроль схем согласования и преобразования уровней сигналов;

-контроль схем АЦП и ЦАП.

Сетевые средства ТГТТС. В состав сетевых средств нижнего уровня АСУ ТП входят две шинные системы:

-шинная система CS275;

-шина межсистемной связи SinecL2.

Дублированная шинная система CS275 предназначена для обеспечения обмена информацией между нижним и блочным уровнями АСУ ТП. Доступ к шине CS275 основан , на принципе распределенного управления (передачи маркера), т. е. поочередного права каждо-FO абонента на сеанс обмена данными по шине. Скорость передачи по шине составляет 250 кбит/с.

Шинная система состоит из двух уровней:

-ближняя шина CS275N;

-дальняя шина CS275F, в том числе средства радиального волоконно-оптического соединения различных сегментов дистанционной шины CS275FO.

Ближняя шина объединяет модули EAS рядом стоящих систем автоматизации. Подключение к дальней шине осуществляется через конвертер UI, устанавливаемый в шкафы ПТК.

Посредством дальней шины объединяются все ближние шины, расположенные в одном помещении средств низовой автоматики. В АСУ ТП энергоблока организован ряд сегментов дальней шины в соответствии с классом управляющих систем по отношению к безопасности и назначением технологических установок.

В проекте АСУ ТП АЭС с ВВЭР-640 все сегменты дистанционной шины соединяются между собой устройствами радиального соединения SKCS275 FO, что обеспечивает обмен сигналами между средствами низовой автоматики, относящимся к разным функциональным областям и размещенным в разных помещениях.