2.2.9. Особенности метрологического обеспечения асу тп

Как и любой технический процесс, автоматизированное управление технологическим процессом на энергоблоке АЭС должно быть метрологически обеспечено (обосновано). Понятие о метрологии, как о науке об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства измерений и способах достижения требуемой точности, дано в соответствующих курсах, читаемых в ОГТУАЭ. Эти курсы обычно не рассматривают особенности метрологического обоснования работы АСУ ТП и ограничиваются рассмотрением метрологических характеристик отдельных средств измерений и измерительных каналов.

АСУ ТП АЭС должны оснащаться наряду с преобразователями основных параметров также и вспомогательными средствами измерений, служащими для ремонта, наладки и градуировки измерительных каналов и пр. Метрологические характеристики должны нормироваться для каждого измерительного канала.

В АСУ ТП результаты измерений получают в процессе обработки многократных прямых и косвенных наблюдений на различных временных интервалах. Каждый из этих интервалов может потребовать своего метрологического подхода к оценке достоверности получаемой информации. Кроме того, измерительные каналы АСУ ТП формируются на объекте в процессе монтажа, поэтому многие метрологические приемы и методы, разработанные для отдельных средств измерения и измерительных каналов, нуждаются в существенных изменениях или в разработке новых. В этом состоит специфика метрологического обеспечения АСУ ТП.

Поскольку измерительная информация и результаты ее автоматизированной обработки в АСУ ТП используются для контроля технологического процесса и состояния оборудования, оперативного управления, обеспечения безопасности эксплуатации АЭС, вопросы метрологического обеспечения АСУ ТП АЭС играют важную роль.

Отдельные разделы обеспечения единства измерений на АЭС, а именно, вопросы погрешности измерения некоторых параметров, характеризующих состояние оборудования и процессов (температура, энерговыделение), рассматривались в разделе, посвященном СВРК. Поэтому в этом разделе будут кратко рассмотрены вопросы, относящиеся к погрешностям, источниками которых являются измерительно-вычислительные комплексы, измерительно-информационные системы, ЭВМ, входящие в состав АСУ ТП.

Как сказано ранее, АСУ ТП АЭС не монтируется целым блоком на площадке АЭС, т.к. линии связи между компонентами АСУ могут быть установлены только во время монтажа. Кроме того, преобразователи энерговыделения (датчики прямой зарядки – ДПЗ) – важнейший элемент АСУ ТП АЭС - устанавливаются в активной зоне реактора непосредственно перед физическим пуском реактора. По этим причинам АСУ как единое целое не имеет нормированные (исходные) метрологические характеристики, она не проходит предварительно государственные метрологические испытания.

Одним из эффективных путей получения достоверных метрологических характеристик измерительных каналов АСУ ТП АЭС является организация «встроенного» контроля каналов [10]. Такой контроль может быть организован, например, путем подачи тестовых сигналов на входе в канал. Однако такой метод исключает из контроля сам первичный преобразователь, например, преобразователь температуры или энерговыделения. В этом случае достоверность показаний этих преобразователей контролируется отдельно. Например, организуя специальные градуировочные – «квазиизотермические» режимы работы первого контура (см. раздел 2.2.6.11.) для калибровки термоэлектрических преобразователей температуры.

В монографии [10] описан ряд других методов уменьшения погрешности измерения с помощью измерительных каналов на энергоблоке. В основном они основаны на использовании избыточности измерений – временной или структурной или комбинированной временно-структурной. Суть временной избыточности состоит в том, что за определенный период времени, в течение которого измеряемая величина практически не изменяется, выполняют ряд измерений. Это позволяет уменьшить случайную погрешность результата измерения. Суть структурной избыточности состоит в том, что измерения одной физической величины производят несколькими методами или средствами измерения. Примером является развиваемый в настоящее время метод измерения тепловой мощности реакторной установки, основанный на одновременном измерении этой мощности по показаниям теплотехнических параметров первого и второго контуров, преобразователей энерговыделения, установленных в активной зоне, показаний ионизационных камер, установленных вне зоны.

Подразделением, отвечающим за метрологическое обеспечение измерений на АЭС, является служба (отдел, лаборатория) главного метролога АЭС. Схема этого отдела приведена на рис. 9. Как видно, в рамках этого отдела существует отдельная группа, занимающаяся АСУ ТП. Вопросами обслуживания АСУ ТП занимается также цех тепловой автоматики и измерений (ТАИ).