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: 36 из 40

21. Структура и основные функции УВМ. Иерархическая структура АСУ ТП.

То, что 30—35 лет назад считалось современной большой ЭВМ, в настоящее время является устаревшей техникой с очень скромными возможностями. Современный персональный компьютер с быстродействием в сотни миллионов операций в секунду становится доступным средством для массового пользователя,

В этих условиях любая предложенная классификация ЭВМ очень быстро устаревает и нуждается в корректировке. Например, в классификациях десятилетней давности широко использовались названия мини-, миди- и микроЭВМ, которые сейчас почти исчезли из обихода.

Отдельные единицы оборудования, входящие в состав ТО, управляемого АСУТП, имеют автономные системы управления, позволяющие как встраивать данное оборудование в технологический комплекс, так и использовать его автономно.

По указанной причине управление в АСУТП организуется по иерархическому принципу. Иерархическое управление является одной из разновидностей централизованного управления. При управлении по иерархическому принципу система управления подразделяется на отдельные уровни, или ранги. Общее управление осуществляется центральной управляющей вычислительной машиной (ЦУВМ), которая считается УВМ высшего (первого) ранга. Однако ЦУВМ при иерархическом управлении управляет ТО не непосредственно, а только через промежуточные, локальные, управляющие вычислительные машины (ЛУВМ).

Все ЛУВМ, управляемые непосредственно от ЦУВМ, называются УВМ второго ранга (второго уровня управления). Если имеются ЛУВМ, управляемые не от ЦУВМ, а от УВМ второго ранга, то такие ЛУВМ называются ЛУВМ третьего ранга. По отношению к ним соответствующая УВМ второго ранга оказывается центральной. В результате при управлении по иерархическому принципу каждая УВМ управляет лишь управляющими устройствами ближайшего низшего ранга, а подчиняется лишь одной из УВМ ближайшего высшего ранга. Исключение составляет самый нижний уровень управления, на котором осуществляется непосредственное управление ТО, т.е. не управляющими, а исполнительными устройствами.

Для АСУТП типична трехуровневая иерархическая структура, представленная на рис. 1.1. Здесь ЦУВМ, которая является достаточно мощным промышленным компьютером, снабжает управляющими программами TV ЛУВМ, а последние управляют исполнительными электроприводами (например, М электроприводов)



Рис. 1.1. Типичная трехуровневая иерархическая структура АСУТП

через системы управления электроприводами (СУЭП) или другими исполнительными устройствами.

ЛУВМ могут строиться на базе компьютеров, программируемых логических контроллеров и микроконтроллеров в зависимости от сложности решаемых задач управления. В качестве исполнительных устройств могут быть использованы не только электроприводы, но и нагревательные, электрофизические, электрохимические и другие установки. Системы управления исполнительных устройств могут быть построены как на базе микропроцессорных комплектов, так и без них, могут быть как цифровыми, так и аналоговыми.

На рис. 1.1 показано прохождение лишь прямых управляющих сигналов, а описание каналов обратной связи от ТО к АСУТП будет приведено далее. Прохождение сигналов обратной связи строится также по иерархическому принципу: от исполнительных устройств и агрегатов информация поступает сначала в ЛУВМ по результатам опросов датчиков, установленных на технологическом оборудовании, а ЦУВМ получает необходимую информацию о состоянии технологического объекта в порядке обмена информацией сЛУВМ.

22. Структура и функции традиционных АСУ ТП АЭС.

На АЭС СССР функционировал ряд информационно-вычислительных систем (ИВС), осуществлявших функции централизованного сбора информации, сигнализации отклонений, регистрации параметров, расчетов технико-экономических показателей и некоторых характеристик реактора. Первой такой системой явилась ИВС «Карат» II блока Белоярской АЭС, разработанная ВНИИЭМ на базе вычислительных машин УМ-1-НХ. Впоследствии несколько информационно-вычислительных машин ИВ-500 было введено на серийных энергетических блоках с реакторами ВВЭР-440. Наиболее совершенной в 70-е годы являлась информационно-вычислительная система «Скала», построенная на базе ЭВМ ВНИИЭМ-3, пущенная в 1974 г. на I блоке Ленинградской АЭС и выполнявшая большой объем операций, связанных с контролем режима канального реактора. Все перечисленные машины относятся ко второму поколению.

На базе ЭВМ третьего поколения были разработаны ИВС «Комплекс-Уран В» (Нововоронежская и Белоярская АЭС) и «Комплекс-Титан 2» (Запорожская и другие АЭС С ВВЭР-1000).

«Комплекс-Уран В» строился на базе УВК М-7000 (V блок НВ АЭС, Белоярская АЭС) и СМ-2М (1-IV блоки НВ АЭС). В процессе модернизации М-7000 на Белоярской АЭС и ВНИИЭМ-3 на Ленинградской АЭС были заменены на СМ-2М К 125 3/6.





Традиционная архитектура АСУ ТП с реакторами ВВЭР-1000 основана на применении большого количества каналов контроля и управления, которые функционируют параллельно и почти независимо друг от друга. Результаты измерения либо поступают на входы регуляторов, электронных схем технологических защит, блокировок, либо выводятся на индивидуальные устройства отображения - стрелочные приборы, самописцы и т. п. Управление производится при помощи индивидуальных ключей, для работы с которыми операторы-технологи вынуждены активно перемещаться по блочному пульту, а в сложных ситуациях - использовать помощников. Это не допускается регламентом эксплуатации, но практикуется из-за недостатков в конструкции существующих блочных пультов. В современных АСУ ТП необходимо обеспечить комфортные рабочие места для операторов-технологов, на которых средства визуального контроля расположены в зоне прямой видимости, а органы управления - в пределах рабочего места.

АСУ ТП АЭС призвана решать две основные группы функций - информационные и управляющие.

Информационные функции - сбор и обработка, распределение и представление информации о работе оборудования и ходе технологического процесса, а также выполнение расчетов, связанных с эффективностью работы энергетического блока и АЭС в целом.

Управляющие функции осуществляются в виде дистанционного и автоматического управления агрегатами и механизмами, автоматического регулирования, технологических защит и оптимизации технологического процесса.

Для реализации указанных функций имеется ряд следующих систем и подсистем:

- система технологического контроля;

- подсистема дистанционного и автоматического управления;

- подсистема технологической и аварийной сигнализации;

- подсистема технологических защит;

- система внутриреакторного контроля;

- система (аппаратура) контроля нейтронного потока;

- система (аппаратура) контроля герметичности тепловыделяющих элементов;

- централизованная информационная система радиационного контроля.

Функции АСУ ТП АЭС реализуются комплексом технических средств, в основном специально разработанных для данной серии унифицированных АЭС с реакторами ВВЭР-1000