Plant. The composition subsystem level, the relationship and classification of executable functions.

Key words: system, management, chemical water treatment. __

Системы автоматизированного химического контроля для АЭС и ТЭЦ (АХК ВХР – АСКУ ВХР)

Системы АХК ВХР или АСКУ ВХР предназначены для непрерывного контроля за состоянием водно-химического режима (ВХР) и основного контурного оборудования АЭС и ТЭЦ. Они играют важную роль в поддержании оптимального водно-химического режима, поскольку своевременное получение достоверной информации об изменениях состава теплоносителя и рабочей среды позволяет проводить ее оперативную обработку, анализ и выработку адекватного корректирующего воздействия на водный режим, а также имеет большое значение для своевременной диагностики и прогнозирования возможных нарушений ВХР.

Основным назначением АСКУ ВХР является:

• измерение химических показателей водно-химического режима:
• теплоносителя и подпиточной воды первого контура;
• рабочей среды второго контура;
• воды систем обеспечения водно-химического режима второго контура;
• формирование и передача данных по ВХР на верхний уровень АСУ ТП энергоблока, в том числе – в СВБУ (для представления ВИУР и ВИУТ);
• оперативная информационная поддержка персонала химцеха при решении задач контроля, диагностирования и управления ВХР;
• достоверность информации вследствие максимально широкого использования современных компьютеризированных средств измерений;
• снижение дозовых нагрузок персонала при проведении операций химконтроля (ХК);
• высокое качество ХК вследствие использования развитого информационно-программного обеспечения;
• выполнение в полном объеме требований нормативных и эксплуатационных документов по ведению ВХР основных контуров и эксплуатации технологических систем обеспечения ВХР;

Системы АХК представляют собой программно-технические комплексы и разрабатываются по трехуровневому принципу иерархии:

1. Нижний уровень – комплекс датчиков, первичных и вторичных преобразователей. Парк приборов включает разнообразные модели отечественных и зарубежных производителей для контроля широкого спектра физико-химических параметров, характеризующих качество ВХР на АЭС и ТЭЦ.

2. Средний уровень – распределенная или централизованная подсистема сбора данных (контроллерный уровень системы АХК). Подсистема основана на оборудовании фирмы Siemens с использованием контроллера Simatic S7-300. Функции контроллерного уровня АСКУ ВХР (уровня низовой автоматики) могут выполнять и другие контроллерные элементы, например средства ТПТС, интегрированные в общие комплексы низовой автоматики АСКУ реакторного и турбинного отделений.

Контроллерное оборудование системы АХК (средний уровень) – сборка и поставка ООО «Вест – Инжиниринг» SIMATIC S7-300 - Универсальный ПЛК для системных решений – ядро в промышленных разработках.

• Ряд средней и малой производительности;
• Эффективное конфигурирование и программирование с помощью всемирного стандарта STEP 7;
• Высочайшие эксплуатационные характеристики благодаря мощной встроенной диагностике;
• Обширный ряд периферийных модулей;
• Идентичные периферийные модули для:
• Центральной конфигурации;
• Распределенной конфигурации;
• Компактный, модульный дизайн без слотового носителя;
• Большой ряд ЦПУ - от простейших до сверхпроизводительных ЦПУ;
• Высокая скорость обработки для минимального времени машинного цикла;
• Высокая гибкость, обеспечиваемая простотой использования систем распределенного ввода-вывода и мощными коммуникационными возможностями;
• Удобство обслуживания, работа с естественным охлаждением;
• Гибкие возможности расширения по мере развития объекта управления;

3. Верхний уровень – программно-аппаратный комплекс по сбору хранению, обработке и представлению данных АХК различным пользователям. Комплекс основан на современной вычислительной технике – серверах и персональных компьютерах, объединенных локальной вычислительной сетью, действующих под управлением операционных систем MS Windows Server 2003, Windows XP (Vista). Базы данных системы находятся под управлением ODBC MS SQL Server 2005.

Для реализации верхнего уровня системы АХК специалистами ООО «Вест – Инжиниринг» разработано собственное прикладное программное обеспечение (ППО) - информационно - аналитический программный комплекс – «Система контроля и анализа данных» («СКАД»), отвечающий за сбор, хранение, представление и анализ данных и полностью соответствующий задачам автоматизированного химического контроля.

Программный комплекс «СКАД» зарегистрирован в Государственном реестре программ для ЭВМ за № 20096120066 от 22.04.2009 года.

За счет своей многомодульности, программный комплекс «СКАД», работающий под управлением основного ядра – оболочки системы, обладает хорошей масштабируемостью, позволяющей учесть как увеличение числа пользователей, так и наращивание функциональных возможностей за счет гибкого подключение новых программных модулей.

В основу разработки программного обеспечения ПК «СКАД» заложены оригинальные алгоритмы сбора и обработки информации:

• алгоритмы сбора, регистрации и обработки исходной информации;
• алгоритмы визуализации данных АХК, ЛХК и ТТП на технологических схемах - видеокадрах;
• алгоритмы регистрации событий о выходе параметров за нормативные значения («уставки»);
• алгоритмы формирования графиков динамики изменения измеренных показателей качества в режиме on-line и за ретроспективный период;
• алгоритмы формирования таблиц разработанной структуры для анализа данных АХК в режиме on-line и со стандартной статистической обработкой собранной информации;
• алгоритмы формирования различного типа печатной документации (оперативных отчетов, сменных ведомостей);

Программный комплекс «СКАД» обладает основными функциональными возможностями, позволяющими производить:

• настойку и администрирование системы: организацию распределения подключений и прав доступа пользователей к различным типам систем, задач, пакетов и модулей;
• сбор, хранение и анализ исходной информации в режиме on-line, at-line и off-line с использованием единого хранилища данных;
• отображение оперативных данных химконтроля (АХК, ЛХК и ТТП) на технологических мнемосхемах – видеокадрах с различными элементами навигации (списки, кнопки и др.);
• табличный и графический анализ выборок данных со средствами настройки;
• ведение нормативно – справочной базы;
• формирование различного типа отчетной документации с помощью встроенного редактора, включая оперативные сводки – сменные ведомости. С помощью модуля формирования отчетов начальники смен для анализа параметров ВХР в конце каждой смены могут оперативно построить и распечатать сменную ведомость;
• корректировка и настройка системы с помощью конструктора – дизайнера

Таким образом, посредством специализированного ПО - ПК «СКАД» реализованы важнейшие функции систем АХК, такие как представление оперативных данных химконтроля оператору:

• на мнемосхемах, на которых отображаются как данные АХК и ТТП, так и данные ручного лабораторного контроля с синхронизацией по времени;
• отображение данных на временных графиках;
• представление и анализ данных в таблицах;
• анализ данных в период отклонений в виде таблиц и графиков;
• формирование и печать сменной ведомости;

С помощью правильно выбранных параметров контроля и функциональных возможностей систем мониторинга можно не только собирать, обрабатывать и сохранять данные, но и управлять технологическим процессом поддержания заданного качества теплоносителя, как в стационарном состоянии, так и при переходных режимах работы АЭС.

Это особенно важно при введении так называемых "уровней действий" при выходе нормируемых показателей качества за пределы второго и третьего уровня отклонений.

Особенно важное значение разработки и внедрения системы АХК является объединение в одном специализированном хранилище данных как данных, поступающих с приборов АХК, так и данных ручных лабораторных анализов (ЛХК), которые могут быть занесены в систему вручную или переданы из других Приложений по общестанционной сети. Собранные данные АХК, ЛХК и теплотехнические параметры (ТТП) синхронизируются по времени и отображаются на видеокадрах – мнемосхемах

Системы АХК предназначены для получения и предварительной обработки оперативной информации о диагностируемом процессе и, по сути, являются первой ступенью диагностики и дальнейшего прогнозирования состояния ВХР. Функциональные возможности и многомодульность ППО позволяют на основе исходной информации сформировать дополнительные программные модули, а именно:

• диагностический модуль связи исходных данных с причинами нарушений (диагнозами) состояния объекта;
• расчетные модули вычисления дополнительных параметров;
• модули приближенного вычисления прогнозируемых значений показателей качества (экспресс - и долгосрочные прогнозы);

Этапы разработки и внедрения систем АХК (АСКУ) ВХР 1 этап. Разработка технического задания на проектирование системы АХК. На стадии разработки ТЗ определяются и согласуются:

• объем контроля технологических параметров;
• допустимые нормы контролируемых параметров, (в том числе для различных режимов работы технологического оборудования), виды сигнализации при выходе значений за границы «уставок”;
• типы и производители датчиков и приборов нижнего уровня системы;
• производители устройств подготовки пробы;
• размещение оборудования по помещениям;
• формы отчетной документации;
• паспорта видеокадров (технологических схем с навигацией);
• виды табличных и графических представлений;
• протоколы обмена данными с другими информационными системами, действующими на объекте;
• виды доступа к информации для различных групп пользователей;
• другие вопросы;

2 этап. Проведение комплексного инженерного обследования объекта и разработка рабочей документации:

• Исполнительная съемка помещений;
• Разработка технико-экономического обоснования выбора оборудования;
• Разработка рабочей конструкторской документации;
• Составление заказной спецификации и смет;
• Разработка и настройка программного обеспечения среднего и верхнего уровня системы;

3 этап. Комплексная поставка оборудования. Монтажные работы. Ввод системы АХК в опытную эксплуатацию:

• Комплексная поставка оборудования системы АХК;
• Монтаж и наладка системы на объекте Заказчика со сдачей «под ключ»;
• Ввод системы в опытную эксплуатацию;

На этапе ввода системы АХК в опытную эксплуатацию проводятся следующие работы:

• Тестирование работоспособности системы;
• Установка предварительных версий программного обеспечения среднего и верхнего уровня системы;
• Обучение персонала работе с системой;

4 этап. Ввод системы АХК ВХР в промышленную эксплуатацию. Техническая поддержка.

• Устранение замечаний и недоработок, выявленных на этапе опытной эксплуатации;
• Ввод системы в промышленную эксплуатацию;

На этапе ввода в промышленную эксплуатацию проводится:

• Установка окончательных версий программного обеспечения;
• Монтажные и наладочные работы (при необходимости);
• Обучение персонала работе с системой;
• Техническая поддержка в течение всего срока эксплуатации системы;
• Обучение работе с системой новых специалистов- пользователей;
• Техническая поддержка в случае возникновения вопросов при переносе программного обеспечения системы на более современную платформу;
• Доработка существующих программных модулей системы (обновление системы при появлении новых версий);
• Разработка принципиально новых модулей (модулей дополнительных расчетов, связи с внешними информационными системами и т.д.);
• Исправление в кратчайшие сроки неполадок в работе оборудования, ошибок и сбоев в ППО, выявленных в ходе эксплуатации системы;

Опыт разработки В конце 2008 года на энергоблоках №1 и №2 Калининской АЭС специалистами ООО «Вест – Инжиниринг» завершены работы по установке, монтажу и внедрению верхнего и среднего (контроллерного) уровня централизованной системы АХК с использованием действующих датчиков приборов АХК на уровне низовой автоматики. В течение следующих 3-4 лет планируется поэтапная замена приборов АХК I очереди и переход к распределенной системе АХК с использованием контроллерных станций сбора данных, которые обеспечивают связь с датчиками и автоматизированным рабочим местом НСХЦ 1 очереди по каналам интерфейса RS -485. В начале 2009 года в систему были подключены сигналы АХК и ТТП, поступающие с контроллеров ТПТС на сервер ЛВС СВБУ 3 энергоблока. Система АХК ВХР внедрена в опытную эксплуатацию на 1 и 2 очереди КлнАЭС, и в конце 2009 года планируется сдать систему в промышленную эксплуатацию.

Системы контроля и управления противопожарной защиты краткое описание СКУ ПЗ разработана в соответствии с НПБ 114-2002 и сводов правил СП13.13130.2009, СП5.13130.2009 для комплексной противопожарной защиты атомных электростанций и других ответственных объектов - предприятий нефтегазового комплекса, РАО ЕЭС, химических комбинатов, крупных складских хозяйств. Базовые функции СКУ ПЗ · автоматическое раннее обнаружение пожара в пожароопасных помещениях и появления дыма на путях эвакуации персонала; · формирование информации о возникновении пожара с расшифровкой зоны возгорания на постах с постоянным дежурным персоналом и в подразделении пожарной охраны; · автоматическое и дистанционное управление технологическим оборудованием систем пожаротушения (водяного, газового, порошкового) в предусмотренных проектом помещениях и сигнализации его состояния; · контроль параметров работы технологического оборудования и формирование информации о ходе тушения; · контроль и управление системами дымоудаления и создания подпора воздуха на лестничных клетках; · контроль и управление огнезадерживающими клапанами; · формирование сигналов о пожаре в технические средства отключения систем вентиляции; · информационная поддержка персонала; · диагностика технических средств СКУ ПЗ и формирование сигнала при возникновении неисправности; · выдача информации для регистрации и архивации в средства верхнего уровня АСУ ТП. СКУ ПЗ по заданному алгоритму осуществляет контроль извещателей всех типов, контроль и управление технологическим оборудованием систем водяного, газового, порошкового пожаротушения, систем противодымной вентиляции, включая огнезадерживающие клапаны, и выдает сигналы в средства контроля и управления системами вентиляции. Структура построения СКУ ПЗ В состав системы входят подсистемы газового и порошкового пожаротушения, противопожарного водоснабжения, управления пожарной вентиляцией и дымоудалением, аварийного управления технологическим оборудованием. СКУ ПЗ является структурированным многоуровневым программно-техническим комплексом, имеющим как выделенную, централизованную структуру (комплектуется многовариантными адресно-аналоговыми контроллерами ППКП-01Ф и специальными вычислительными комплексами КСО), так и анизотропную распределенную структуру (путем объединения в одноранговую сеть до 256 ППКП-01Ф с дублированными RS-485 каналами). Система является изделием с расчетными показателями надежности, имеет специальное исполнение, выполняющее жесткие требования по электромагнитной совместимости, сейсмостойкости, пылевлагозащищенности, устойчивости к воздействию агрессивных сред и дезактивации, что позволяет применять ее в системах всех классов безопасности, в любых, в т.ч. агрессивных, условиях окружающей среды. СКУ ПЗ данного типа уже успешно эксплуатируются на объектах Федерального агентства по атомной энергии России, зарубежных АЭС, объектах РАО ЕЭС, Министерства Обороны. Средства и системы противопожарной автоматики Основой СКУ ПЗ на нижнем, технологическом уровне являются программируемые логические контроллеры ППКП-01Ф различных вариантов исполнения, имеющие повышенные показатели надежности в неблагоприятных условиях эксплуатации. Верхним уровнем управления СКУ ПЗ являются автоматизированные рабочие места (АРМ), состоящие из программно-технических средств КСО, представляющие собой комплекты из специально отобранных средств вычислительной техники с установленным программным обеспечением по контролю, управлению и диагностике процессов и оборудования противопожарной защиты объекта. Система контроля и управления противопожарной защитой (СКУ ПЗ) разработана как автономная система контроля и управления (СКУ). СКУ ПЗ является составной частью системы противопожарной защиты АЭС и используется на следующих объектах: · в кабельных помещениях, шахтах, тоннелях; · в помещениях щитов управления; · в помещениях СКУ; · в помещениях резервной дизельной электростанции (РДЭС); · в помещениях блочной дизельной электростанции (БДЭС); · в блочных трансформаторах; · в помещениях маслосистем. СКУ ПЗ используется также для контроля противопожарного состояния: · в электротехнических помещениях; · в эвакуационных коридорах; · во вспомогательных помещениях; · в прочих помещениях АЭС.     Новости и События   О пожарной безопасности ЛАЭС   08.07.2008 На Ленинградской атомной электростанции (ЛАЭС)комиссия МЧС России проверила соблюдение требований пожарной безопасности при эксплуатации атомной станции, сообщает отдел информации ЛАЭС   - Какие новые технологии внедряются в системах пожарной безопасности ЛАЭС? - Ленинградская атомная станция по многим направлениям лидер и первопроходец. Она много сил и средств выделяла на решение системных задач еще в то время, когда была самостоятельной, не входила в концерн «Росэнергоатом». Сегодня ЛАЭС единственный объект, где создан и функционирует так называемый щит пожарной безопасности. Это место, куда сводятся все сигналы в случае пожара и, соответственно, принимаются решения по ним. Специально обученный персонал находится здесь круглосуточно и занимается только вопросами противопожарной защиты. На мой взгляд, это позитивный момент. На остальных атомных станциях персонал совмещает обслуживание элементов системы противопожарной защиты с другой работой. Уже давно, сначала при спонсорской помощи Финляндии, Ленинградская АЭС перешла на адресные системы пожарной сигнализации. Многие атомные станции переходят на них только сегодня. Я не хочу сказать, что системы, которые у них есть, плохи. Нет: они работоспособны и в целом удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ним. Но наша задача состоит в том, чтобы на АЭС применялись самые современные средства защиты. При условии, конечно, что они апробированы и адаптированы, то есть это не какое-то ноу-хау, которое неизвестно как поведет себя в случае пожара. На Ленинградской атомной станции продолжают модернизировать адресные системы пожарной сигнализации с помощью оборудования Финляндии. Одно из наиболее пожароопасных мест на АЭС – это кабельная продукция. На Ленинградской станции проводится большая работа по пассивной защите кабеля – применяются различные огнезащитные вещества и материалы. Это третий момент, который заслуживает особенного внимания. Четвертый – то, что я увидел непосредственно здесь, – сооружение новой насосной станции. С ее вводом была решена задача обеспечения системы пожаротушения дополнительным независимым источником водоснабжения. Независимым, прежде всего, от перебоев, которые могут случиться в электроснабжении. Решаются и другие задачи. Например, устанавливаются современные так называемые противопожарные двери. Эти устройства предотвращают распространение пожара из одного помещения в другое. Ленинградская атомная станция первой попыталась решить задачу по защите блочных щитов управления. На ряде АЭС мы подходим к этому сегодня. Может быть, используем другой способ защиты, но то, что было сделано на ЛАЭС раньше, тоже шаг вперед. Сейчас здесь прошла модернизация и этих систем.

Специализированный комплекс автоматизированного управления
газовым пожаротушением на АЭС
(на примере Волгодонской АЭС)

Дата добавления: 2015-07-08