Внешние системы токамака Система управления codac

CODAC (Control, Data Access and Communication — Управление, Доступ к Данным и Связь) является основной системой управления при эксплуатации ИТЭР-токамака. Персонал CODAC представляет собой группу экспертов в различных областях автоматизации. В настоящий момент команда проводит консультации с ведущими институтами и привлечёнными компаниями в целях принятия наилучших технических решений для ИТЭР.

В составе CODAC:

• пять независимых серверов (каждый со своим устройством хранения данных)

• шесть независимых локальных сетей:

  • PON (Plant Operation Network — Сеть управления токамаком и его системами)

  • TCN (Time Communication Network — Сеть передачи времени)

  • SDN (Synchronous Databus Network — Синхронная шина данных)

  • DAN (Data Archive Network — Сеть архивирования данных)

  • CIN (Central Interlock Network — Сеть Централизированной Блокировки)

  • CSN (Central Safety Network — Сеть Централизированной Защиты)

• Терминалы

• Множество контроллеров

• Огромное число датчиков

Организационно вся система управления делится на следующие подразделения:

• Центральный контроль и автоматизация, мониторинг и обработка данных (Central supervision and automation, monitoring and data handling). В составе этой системы три сервера, соединённых интерфейсом I&C с остальными подразделениями.

• Отображение данных и управление (Human Maсhine Interface). Подразделение включает в себя терминалы и мнемосхемы, системы Центральной блокировки CIS (Central Interlock System) и Центральной защиты (Central Safety System). Обе системы обладают собственными регистраторами параметров.

• Группа управления ITER (ITER Control Group). В составе два сервера:

  • сервер обслуживания и приложений

  • шлюз доступа к каналам данных.

• Система токамака (Plant System) соединена интерфейсом I&C с остальными подразделениями. Система обеспечивает получение потока данных с токамака и осуществляет непосредственное управление исполнительными механизмами. Система состоит из трёх уровней:

  • Контроллеры. Каждый контроллер соединён шиной со своим интерфейсом. Контроллеры «переводят» цифровые данные с шин интерфейсов на принятый язык протокола I&C

  • Интерфейсы (в большинстве своем аналого-цифровые преобразователи) преобразуют аналоговые данные с датчиков в цифровые данные. Некоторые интерфейсы преобразуют команды, полученные от контроллеров в команды для исполнительных механизмов.

  • Датчики и исполнительные механизмы.

Протокол I&C (Local Instrumentation and Control) разработан специально для CODAC. В настоящее время разработчиками ITER издан справочник CODAC, который изучается персоналом.

Топливная система

Топливом для токамака ITER служит смесь изотопов водорода — дейтерия и трития. В отличие от предшествующих токамаков, ITER конструктивно приспособлен именно под это топливо. ITER, как и любой токамак, будет работать в импульсном режиме. В начале из вакуумной камеры откачивают весь воздух и содержащиеся в нём примеси. Включается магнитная система. Затем в камеру вводят топливо под низким давлением в газообразном состоянии, с помощью системы впрыска топлива. Затем дейтериево-тритиевая смесь нагревается, ионизируется и превращается в плазму.

Для ввода в плазменный шнур дополнительных количеств топлива используется ледяная пушка. Смесь дейтерия и трития замораживается и превращается в гранулы. Пушка выстреливает эти гранулы в плазменный шнур со скоростью до 1000 м/с. Ледяная пушка служит не только для контроля за плотностью топлива. Эта система предназначена для борьбы с локальными выпучиваниями плазменного шнура. Эти выпучивания называются пограничными локализованными модами (Edge Localized Modes — ELM).

В каждый текущий момент времени в вакуумной камере токамака будет находится не более 1 грамма топлива.

Несгоревшее топливо, вместе с продуктом реакции гелием, деионизируется на диверторе и откачивается. Затем гелий отделяется от дейтерия и трития в системе разделения изотопов. Дейтерий и тритий вновь поступают в вакуумную камеру, образуя замкнутую «DT-петлю» в топливном цикле токамака^[274].