АСУТП_Пс_651(после нормоконтроля). Структура комплекса технических средств

• Название: Структура комплекса технических средств
• Анкор: АСУТП_Пс_651(после нормоконтроля).doc
• Дата: 10.05.2018
• Размер: 3.81 Mb.
• Имя файла: АСУТП_Пс_651(после нормоконтроля).doc
• Тип: Учебное пособие; #19076
• страница: 13 из 30

3.4 Управляющая вычислительная система

Сложность и быстротечность технологических процессов на энергоблоке АЭС обуслов­ливают необходимость комплексной автоматизации рабочих мест операторов, управляющих оборудованием реакторного и турбинного отделений. Автоматизированные рабочие места операторов-технологов должны обеспечить представление в форме удоб­ной для восприятия информации:

- о ходе технологических процессов;

- о состоянии арматуры и механизмов;

- о значениях технологических параметров, сигнализацию их отклонения от регламент­ных значений;

- о срабатывании защит и блокировок.

Обеспечение информационной поддержки операторов-технологов реализовано на энергоблоках АЭС с ВВЭР-1000 с помощью управляющей вычислительной системы.

На энергоблоках ОП ЗАЭС в настоящее время функционируют управляющие вычисли­тельные системы двух типов:

- УВС «Комплекс Титан-2»;

- ПТК ВУ УВС.

3.4.1 Управляющая вычислительная система «Комплекс Титан-2»

УВС «Комплекс Титан-2» предназначена для:

- сбора и обработки аналоговых и дискретных параметров, поступающих из системы теплотехнического контроля энергоблока, через комплексы связи с объектом;

- обмена информацией с внешними, по отношению к УВС, подсистемами АСУТП энер­гоблока;

- расчета непосредственно измеряемых параметров;

- выявления отклонений аналоговых и дискретных параметров от нормы;

- идентификации (на основе внутренних алгоритмов) аварий блока для запуска регист­раций аварий;

- регистрации измеряемых, рассчитываемых и поступающих из других систем парамет­ров;

- регистрации очередности срабатывания защит и блокировок, исходное состояние и изменение состояния механизмов, положения и изменение положения арматуры, действий оператора-технолога по управлению блоком;

- расчета управления отдельными узлами энергоблока и выдача информации опера­тору;

- централизованного опробования защит САОЗ;

- централизованного опробования защит турбины и ТПН;

- контроля защит и блокировок.

Основные вычислительные функции УВС реализованы в четырех специфицирован­ных вычислительных комплексах, построенных на базе миниЭВМ СМ-2М. СВК №1 и №2 обслуживают реакторное отделение, а СВК №3 и №4 – турбинное отделение. ЭВМ, обслу­живающие каждое из отделений энергоблока дублируют друг друга в части основных ин­формационных функций.

ЭВМ СМ-2М состоит из двух центральных процессоров (ЦП), оперативного запоми­нающего устройства (ОЗУ) емкостью 256 Кб, двух блоков контроля, трех согласователей ввода-вывода (СВВ), двух каналов прямого доступа в память (КПДП) и набора внешних устройств.

Центральные процессоры вычислительной машины микропрограммно реализуют ее систему команд. Благодаря использованию двух процессоров достигается как увеличение производительности комплекса, так и повышение надежности его функционирования. Бы­стродействие каждого процессора составляет 500 тыс. операций сложения в секунду.

Оперативное запоминающее устройство выполнено в виде автономных комплексных блоков (кубов) памяти по 64 Кб в каждом. В составе комплекса используется четыре таких автономных комплексных блока.

Блоки контроля аппаратно поддерживают механизм функционального резервирова­ния. Они контролируют работоспособность процессоров и выполняют запуск одного ЦП со стороны другого, а также обеспечивают обмен информацией между процессорами, минуя ОЗУ.

Согласователь ввода-вывода предназначен для подключения к вычислительной ма­шине внешних устройств. Конструктивно СВВ выполнен в виде каркасного блока и имеет 16 мест для размещения интерфейсных блоков, посредством которых подключаются внешние устройства, или самих внешних устройств. В состав вычислительной машины входит до три согласователя, содержащих в общей сложности 48 интерфейсных мест и 4 места для работы с каналом прямого доступа в память в селекторном режиме.

Канал прямого доступа в память предназначен для быстрого обмена информацией ме­жду ОЗУ и внешними устройствами без участия процессора. Максимальная скорость передачи данных достигает 1,4 млн. байт в секунду. Каждый из двух каналов, входящих в состав ЭВМ, имеет четыре подканала, и каждый подканал может обслуживать любое внешнее устройство, подключенное к СВВ. Сеанс обмена информацией начинается по ко­манде процессора и продолжается без его участия.

К внешним устройствам относятся накопители на магнитных дисках и магнитных лен­тах, устройства отображения (дисплеи и печатающие устройства), таймеры, устройства связи с объектами и др.

Вычислительные комплексы СМ-2М функционируют под управлением агрегатной системы программ­ного обеспечения «Дисковая операционная система» (АСПО ДОС).

Вычислительные комплексы на базе миниЭВМ СМ-1634 выполняют функции контрол­леров связи с внешними подсистемами: прием информации из СВК ВМПО СВРК, передача информации в АСУ уровня АЭС.

Основными средствами представления операторам информации являются терми­налы РМОТ-03, реализованные на базе промышленных IBM PC – совместимых компьюте­ров ПС5110. РМОТ-03 представляет собой трехмониторную рабочую станцию. В качестве устройств управления в РМОТ-03 используются функциональная, алфавитно-цифровая клавиатуры и манипулятор типа «мышь».

СВК реакторного и турбинного отделений в комплексе с РМОТ-03 образуют верхний иерархический уровень УВС.

КСО М64 и УЛУ2 в системе «Комплекс Титан-2» предназначены для сбора и первич­ной обработки аналоговых и дискретных сигналов, определяющих состояние технологиче­ских процессов энергоблока АЭС. КСО состоят из стоек двух типов:

– ССО-К, выполняющих функции циклического опроса измерительных преобразовате­лей, первичную обработку принятых сигналов и преобразование аналоговых сигналов в цифровой код;

- ССО-У, выполняющих функции циклического опроса шкафов ССО-К и передачи при­нятой информации в СВК.

КСО образуют нижний уровень УВС.

Рассмотрим принцип работы УВС «Комплекс Титан-2» структурная схема, которой представлена на рисунке 17.



Рисунок 17 - Структурная схема УВС «Комплекс Титан-2»

Информация от измерительных преобразователей системы теплотехнического кон­троля в виде аналоговых сигналов и дискретных сигналов, характеризующих состояние арматуры, механизмов, срабатывание защит, сигнализации и блокировок, поступает на входы шкафов ССО-К. В шкафах ССО-К происходит первичная обработка сигналов: фильтрация, гальваническое разделение, нормализация и т.п. Обработанная информация поступает в аналого-цифровые преобразователи, в которых преобразуется в цифровой двоичный код. Кодированная информация поступает в микропрограммный контроллер, в котором осуществляется обработка шкал сигналов, сравнение их с уставками и формиро­вание признаков отклонений. Подготовленная информация по двум независимым каналам связи передается в шкаф ССО-У, последовательно опрашивающий все шкафы данного КСО. Шкаф ССО-У содержит два независимых микроконтроллера, каждый из которых, в свою очередь, связан с двумя СВК данного отделения.

В СВК производится прием информации от КСО, а также и от внешних подсистем АСУТП энергоблока (СВРК, АСР ТО, АКРБ) и накопление данных в базе данных. По за­просам РМОТ СВК предоставляет им необходимую информацию. Кроме того, в СВК осу­ществляется накопление информации а архивах на магнитных дисках. По запросу опера­тора информация может быть выведена в виде бланков регистрации. С терминалов СВК осуществляется управление функционированием КСО и многомашинным вычислительным комплексом. Цикл опроса аналоговых информационных каналов УВС составляет 4 се­кунды. Цикл опроса дискретных сигналов – 1 секунда. УВС принимает около 2000 аналого­вых и около 12000 дискретных сигналов.

3.4.2 ПТК Верхний уровень УВС

Номенклатура функций, выполняемых ПТК ВУ УВС, полностью соответствует номенклатуре основных и вспомога­тельных функций, выполняемых УВС «Комплекс
Титан-2». За счет реализации этих функ­ций на современной аппаратной платформе (IBM PC совместимые ПЭВМ промышленного исполнения) в значительной мере увеличено быстродейст­вие системы: полный цикл опроса всех аналоговых и дискретных информационных кана­лов УВС уменьшен до 1 секунды. Значительно увеличена глубина архивирования инфор­мации. В УВС «Комплекс Титан-2» глубина архива составляла не более 24 часов (в зави­симости от интенсивности изменений параметров энергоблока). При этом архивированию подвергались все дискретные сигналы, а аналоговые параметры - только первой группы важности. В ПТК ВУ УВС архивируется весь перечень входных сигналов. Глубина архивов дости­гает шести месяцев.

Источниками информации для ПТК ВУ УВС являются системы нижнего уровня, анало­гичные системам УВС «Комплекс Титан-2». Информационные каналы систем нижнего уровня подключены к серверам-шлюзам, выполняющим функции согласования интерфейсов «Двойной канал» - Ethernet. Каждая из внешних подсистем АСУТП обменивается информацией с ПТК ВУ УВС через два сервера-шлюза, работающих в режиме «горячий резерв». Условно серверы-шлюзы подразделяются на узлы, обслуживающие оборудование реакторного и турбинного отделений. В ПТК ВУ УВС предусмотрено два сервера-шлюза для реакторного отделения и два – для турбинного отделения.

Информация из северов-шлюзов по оптоволоконным кабелям передается в две блоч­ные серверные станции (БСС). БСС состоит из двух шкафов. В первом шкафу расположены оптоволоконный кросс и сетевой 80-ти портовый коммутатор. Во втором шкафу располо­жены основные серверы системы: сервер архивирования (СА) и сервер прикладных задач (СПЗ). БСС, как и серверы-шлюзы, дублированы. Серверы архивирования работают па­раллельно, чем обеспечивается высокая надежность хранения информации. Остальные узлы работают в режиме «горячий резерв». Каждый сервер архивирования оборудован внешним дублированным жестким диском. Структурная схема ПТК ВУ УВС представлена на рисунке 18.



Рисунок 18 - Структурная схема ПТК ВУ УВС

Серверы архивирования, кроме основных функций хранения информации, выпол­няют задачи вывода данных в виде выходных бланков регистрации. В ВУ УВС предусмот­рена возможность вывода на печать информации на монохромных и цветных устройствах печати.

СПЗ предназначены для выполнения всей номенклатуры расчетных прикладных за­дач, функционирующих в ПТК ВУ УВС:

- управление базами данных;

- расчет неизмеряемых параметров;

- обслуживание запросов клиентов ПТК ВУ УВС;

- расчет технико-экономических показателей работы энергоблока;

- контроль соответствия положения арматуры и состояния механизмов командам за­щит и блокировок;

- контроль функционирования задачи централизованного опробования защит.

В качестве устройств представления информации операторам в ПТК ВУ УВС применя­ются терминалы РМОТ-03.

Распределение терминалов РМОТ-03 между рабочими местами оперативного персо­нала энергоблока ОП ЗАЭС в ПТК ВУ УВС такое же, как и в УВС «Комплекс Титан-2»:

- РМОТ №1 и №3 – рабочее место ВИУР;

- РМОТ №4 и №6 – рабочее место ВИУТ;

- РМОТ №5 – рабочее место НСБ;

- РМОТ №7 – рабочее место НС ЦТАИ;

- РМОТ №2 – рабочее место оперативного персонала УВС.

В состав технических средств ПТК ВУ УВС входят инженерная рабочая станция (РМИК) и рабочее место корректировки программного обеспечения (РМКИО), предназна­ченные для управления функционированием ПТК, коррекции и сопровождения программ­ного обеспечения.

Каждый узел ПТК ВУ УВС имеет собственный независимый источник бесперебой­ного электропитания, обеспечивающий функционирование узла при потере электроснаб­жения на время не менее 15 минут.

В терминалах РМОТ-03, функционирующих в составе ПТК ВУ УВС, реализована функ­ция доступа к архивной информации, хранящейся на магнитных носителях серверов архивирования. Кроме того, в отличие от УВС «Комплекс Титан-2», каждый РМОТ имеет возможность принимать информацию, касающуюся не только обслуживаемого отделения, но и всю номенклатуру параметров оборудования смежного отделения энергоблока.

Обмен информацией с АСУ АЭС реализован через сеть внешнего кризисного центра (ВКЦ) без использования про­межуточных контроллеров на базе ЭВМ СМ-1634.