8.4. Дисплейный интерфейс
Представление информации операторам на мониторах организовано с помощью структуры видеокадров. Структура видеокадров включает как вертикальное, так и горизонтальное структурирование. Вертикальное структурирование определяет уровни иерархии видеокадров и необходимо для оптимизации представления информации оператору в зависимости от состояния энергоблока. Горизонтальное структурирование определяет различные виды (типы) видеокадров, которые могут находиться на любом уровне вертикальной структуры. Различные виды (типы) видеокадров используются оператором для получения достаточного количества разного рода информации, необходимой для однозначного понимания текущего состояния технологических систем и процессов на энергоблоке, и выполнения, при необходимости, управляющих воздействий.
На самом верху (уровень 1) находятся обобщенные видеокадры уровня энергоблока и уровня областей: реакторное отделение, турбинное отделение, гидротехника, вспомогательные технологии, выдача и распределение электроэнергии и т.п. Уровнем ниже (уровень 2) находятся обобщенные видеокадры подобластей: реакторная установка, системы борного регулирования, системы безопасности, турбинная установка, пар, конденсатно-питательный тракт, техническое водоснабжение, вентиляция реакторного отделения и т.п. Третий уровень предназначен для видеокадров технологических групп и технологических систем: система компенсации давления, функциональная группа подпитки-продувки первого контура, система острого пара, функциональная группа дренажей пара высокого давления и т.п. Четвертый уровень предназначен для детализации крупных агрегатов, имеющих внутреннюю структуру: насос аварийного расхолаживания первого контура, насос подпитки первого контура и т.п.
Выделяются следующие виды (типы) видеокадров:
видеокадры мнемосхем;
видеокадры режимов;
видеокадры технологических параметров;
видеокадры изменения параметров за заданный интервал времени;
видеокадры технологических параметров в двухмерном и многомерном отображении;
видеокадры работы программ пошагового автоматического управления;
видеокадры эксплуатационных инструкций;
видеокадры контроля текущих событий;
информационные видеокадры: протоколы состояния оборудования (включен, отключен, в ремонте), протоколы эффективности работы систем и оборудования и т.п.
Проектирование видеокадров СВБУ осуществляется с учетом:
режим контроля и управления системами нормальной эксплуатации, оборудованием в УСБ, выполняющим функции безопасности и нормальной эксплуатации энергоблока с видеокадров дисплейных АРМ СВБУ является основным режимом управления энергоблоком.
правильного распределения задач между оператором и компьютерными системами;
эффективного учета человеческого фактора;
широкого использования современных технологий в сочетании с определенным консерватизмом;
надежного и адекватного представления информации персоналу о состоянии технологического объекта управления;
оптимизации информации за счет ее логической обработки;
удобной структурной организации информации;
удобного доступа к информации (средства и способы навигации);
представления операторам сигнализаций об отклонении параметров энергоблока за установленные пределы или изменении состояния оборудования, что должно способствовать раннему выявлению отклонений в работе энергоблока;
возможности контроля выполняемых функций или действий операторов;
стереотипов поведения человека;
исключения не апробированных решений.
Структура видеокадров СВБУ имеет иерархический принцип построения в соответствии с разделением энергоблока, как объекта управления, по принципам функционального деления, режимами работы энергоблока и выполнения информационных задач.Основными целями функционального деления технологического процесса энергоблока предусматривается следующее;
систематизация технологического процесса в зависимости от их назначения с целью применения принципов управления, заложенных в Концепции управления;
обеспечение планирования последовательности формирования технологических задании на управление и контроль, поставок оборудования, монтажа и наладки оборудования и средств АСУ ТП, в зависимости от последовательности ввода в эксплуатацию технологических задач.
обеспечение требуемой технологической последовательности ввода в работу систем при пуске энергоблока;
систематизации состава оборудования (технологического, информационного обеспечения), решающего технологическую функцию и взаимосвязи всей суммы информационных потоков для управления технологическим процессом и контроля безопасности с учетом принятого уровня автоматизации ;
организация проектирования программ автоматического управления различного уровня с учетом функциональных связей и оптимизации потоков информации между программно техническими средствами АСУ ТП;
оптимизация распределения автоматизируемых функций между программно техническими средствами АСУ ТП, исходя из уровня автоматизации технологического процесса.
Функциональное деление энергоблока по мере детализации технологических задач с учетом технологических задач управления и с учетом функциональных взаимосвязей, включают в себя следующие функциональные единицы:
функциональные области (ФО);
функциональные подобласти (ФПО);
функционально-технологические группы (ФГ).
Состав ФГ определяется в процессе проектирования технологических систем, выполнения функционального анализа, учитывающего необходимый состав оборудования для выполнения конкретной технологической задачи и уровень ее автоматизации.
Поскольку границы технологических систем и функциональных групп не совпадают, для отличия функциональной группы от одноимённой системы имя ФГ всегда начинается с буквы «Y».Структура функционального деления приведена в таблице 8.4.1.
|
Область А Обеспечение рабочими средами и условиями для функционирования оборудования и персонала АЭС |
|
Область В Очистка и удаление отходов технологического процесса |
|
Область С Обеспечение отвода тепла к конечному поглотителю |
|
Область D Второй контур |
|
Область Е Первый контур
|
|
Область F Преобразование тепловой энергии в электрическую. Выдача электроэнергии | ||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
А5 |
А6 |
А7 |
А8 |
|
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
В6 |
|
С1 |
С2 |
С3 |
|
D1 |
D2 |
D3 |
D4 |
D4 |
|
E1 |
E2 |
E3 |
|
F1 |
F2 |
F3 |
|
Обеспечение электропитанием собственных нужд энергобло-ка, включая системы надежного питания I и II категории |
Водоснабжение и теплоснабжение АЭС |
Обеспечение условий для работы оборудования и персонала. Вентиляция и кондиционирование |
Обеспечение газообразными средами, топливом и маслом |
Внутреннее и наружное пожаротушение в зданиях АЭС |
Оборудование физической защиты. Двери, шлюзы |
Водоподготовка, подготовка хим. реагентов |
Обеспечение радиационной безопасности. Дозиметрический контроль |
|
Радиоактивный мониторинг территории АЭС, санитарной зоны |
Очистка и удаление радиоактивного газа |
Дренажи и спецканализация. Переработка жидких сред |
Промышленные дренажи и канализация |
Переработка радиоакативных отходов |
Оборудование перегрузки топлива. |
|
Техническое водоснабжение потребителей важных для безо-пасности, включая обеспечивающие системы безопасности |
Промконтура, контуры холодной воды, включая обеспе-чивающие системы безопасности |
Отвод тепла от турбоустановки |
|
Системы основного конденсата |
Системы питательной воды парогенераторов |
Основной пар и пар собственных нужд |
Вспомогательные системы второго контура, включая сис-темы поддержание массового баланса второго контура |
Обеспечение качества среды второго контура |
|
Контур циркуляции теплоносителя первого контура |
Вспомогательные системы первого контура, включая системы поддержания массового баланса и обеспечения качества теплоносителя |
Защитные и локализующие системы безопасности, системы управления запроектными авариями |
|
Турбоустановка, вспомогательные системы турбоустановки |
Генератор, вспомогательные системы генератора |
Системы выдачи электроэнергии |
|
XJA XJG XJN XJR XJV XJX |
GKD GKE GKF SBH |
KLA KLB KLC KLE KLF KLP KLR KLS SAA SAB SAC SAD SAF SAH SAJ SAK SAP SAQ SAS SAZ
|
JEV50 KRA KRQ QFA QJB QJC SCA SCB SCC SCD EGB EGT JMY20
|
SGA SGB SGC SGD SGL |
|
GCB GCF GCK GCR QCB QCD QCE QCF QCQ QCR |
|
|
|
KPL KPM
|
KPF 10-60 KPK KTF KTH KTN
|
GMA GML GMN GMP GNR GQA GQD GUD\ GUU
|
KPA KPB KPC KPD KPE KPH KPN KPP |
|
|
PCB PCC PEB PEC |
KAA LDN PGB QKA QKB QKC QKD QKF QKJ QKK QKZ |
PAB PAC |
|
LCA LCB LCC LCE LCF LCG LCH LCJ |
LAA LAB LAC LAD LAH LAJ |
LBA LBB LBF 10 LBF 50-60 LBG LBJ LBQ LBR LBS LBT LCS LCT LCX |
LCL LCM LCN LCP LCQ 10-40 MVA10-40 MVA50 MVA60-70 QUJ |
LCQ 50-80 LDB LDF LDP LDR LFG LFN QUA QUB QUC QUG QUH QUK
|
|
JAA JAB JDA JEA JEB JEC JEF JEG JEV JKS JKT |
JET JEA50-90 FAK FAL FKA FKT JNA80 JEB10 KBA KBB KBC10-30 KBC40-60 KBC70 KBD KBE10-40 KBE50-60 KBF KBH KPJ KTA KTB KTC KTQ KUA10-50 KUA60-80 KUE KWA KWB KWC |
JMN JNA JNB10-40 JNB50-80 JND JNG10-40 JNG50-80 JKM KTP KLM JMT JMU |
|
MAA MAC MAD MAG MAJ MAK MAL MAM MAN MAV MAX MAY |
MKF MKG MKW |
A… |
Для решения эксплуатационных задач в пределах функциональных групп используются видеокадры технологических систем (системные видеокадры). В общем случае, иерархия видеокадров технологических систем имеет следующую структуру:
Обобщённый видеокадр функциональных компонент
Обобщённый видеокадр функциональной подобласти
Видеокадры функциональной группы
Видеокадры обеспечивающих и вспомогательных систем
Обобщённый видеокадр функциональных компонент служит для отображения состояния основных механизмов и параметров зоны ответственности конкретного АРМ (РО, ТО, ЭСН, ЦТАИ), а так же основных параметров других АРМ, непосредственно влияющих на работу управляемого оборудования. С обобщённого видеокадра осуществляется навигация по видеокадрам функциональных подобластей и групп.
Для решения эксплуатационных задач в определённых режимах работы энергоблока предназначены режимные видеокадры. Данные видеокадры дублируют функции контроля и управления реализованные на системных видеокадрах, но оптимизируют эффективность функционирования информационно-управляющего интерфейса. Режимные видеокадры разработываются для следующих режимов:
Плановое изменение мощности энергоблока и работа на стационарном уровне мощности
Выравнивание поля энерговыделений в активной зоне и подавление ксеноновых колебаний.
Синхронизация ТГ с сетью.
Выход на МКУ
Разогрев и расхолаживание энергоблока
Режим гидроиспытаний IиIIконтуров.
Режим перегрузки.
Компенсируемые течи первого контура
Некомпенсируемые течи первого контура
Течи из первого контура во второй
Не контролируемый сброс пара в атмосферу и разрывы второго контура.
Обесточивание энергоблока
Разгрузка и аварийный останов РУ.
Отключение ТГ со срывом вакуума.
Каждый видеокадр имеет уникальный идентификационный код и название, которое определяет его назначение. Допускается использование одинаковых видеокадров на различных АРМ, при этом должно выполняться требование по разделению функций контроля и управления для разных пользователей (операторов). На рис. 8.4.1 – 8.4.5 приведены иерархические структуры видеокадров СВБУ.
Рис 8.4.1 Общая иерархия видеокадров
Рис. 8.4.2 Иерархия видеокадров для АРМ ВИУР
Рис. 8.4.3 Иерархия видеокадров для АРМ НСБ
Рис. 8.4.4 Иерархия видеокадров ЭКП
Рис. 8.4.5
Иерархия видеокадров АРМ ВИУТ и др.
Структура видеокадра
Экраны мониторов РС СВБУ вне зависимости от типа установленного интерфейса и вида выводимой информации имеют следующие основные разделы:
Область главного меню;
Статусная строка;
Рабочая область видеокадра;
Область сигнализации;
Область навигации.
Данные области служат для выполнения основных функций контроля и управления информационно-управляющим интерфейсом дисплейной РС СВБУ и обеспечивают его универсальность для всех пользователей. На рисунке 8.4.6 представлена структура экрана рабочей станции.
Область главного меню
Главное меню располагается в верхней части экрана и содержит главные кнопки (иконы) для вызова основных функций контроля и управления интерфейсом РС:
Тип интерфейса / режим доступа;
Вызов меню видеокадров СППБ;
Вызов меню видеокадров технологических систем;
Вызов меню режимных видеокадров;
Вызов списков технологического оборудования;
Вызов меню графиков и гистограмм;
Вызов протоколов и архивной информации;
Вызов регламентной, эксплуатационной и справочной информации;
Вывод информации на печать;
Вызов функции помощи пользователю.
При нажатии любой из выше перечисленных кнопок пользователь/оператор должен получить меню для выполнения соответствующих функций. Нажатие кнопки сопровождается подтверждением приема выбранной команды СВБУ – индикация нажатого состояния кнопки, изменения ее цвета и т.д.
Рис 8.4.6. Структура экрана рабочей станции
В проектах АЭС предусматривается использование двухдисплейных РС СВБУ. В качестве устройств управления каждая РС СВБУ может оснащаться алфавитно-цифровой клавиатурой, функциональной клавиатурой, мышкой и шаровым манипулятором типа «трекбол» с двумя кнопками управления:
Алфавитно-цифровая клавиатура предназначена для ввода цифровой и буквенной информации в специально предусмотренные поля (задание уставок, заполнение протоколов, регистрация пользователей и т.д.), экспертных команд управления дисплейной РС и программным обеспечением СВБУ.
Функциональная клавиатура предназначена для сокращения необходимого объема навигационных операций операторов при вызове видеокадров, выбора монитора, на который вызывается видеокадр, снятия звуковой сигнализации СВБУ и т.д. Конкретный набор функций должен быть уточнен при проведении испытаний СВБУ.
Шаровой манипулятор предназначен для управления РС через дисплей и должен через системы меню, связей и управляющих мишеней обеспечивать возможность вызова любой доступной на данной РС информации и выполнения всех доступных функций управления.
Левая кнопка шарового манипулятора служит для выбора объектов и управляющих команд, правая кнопка открывает контекстное меню того объекта, на котором расположен на дисплее курсор манипулятора. Поскольку такое назначение кнопок используется в большинстве широко распространенных стандартных программных продуктов (WINDOWS,MSWORD,EXELи т.д.) это уже стало популяционным стереотипом и его необходимо соблюдать, так как многие операторы используют на работе и дома компьютеры.
Для двух дисплейных РС выбор монитора, с которым работают клавиатуры, должен осуществляться автоматически по месту расположения курсора шарового манипулятора. Если оператор хочет выбрать другой монитор, он должен переместить на него курсор, используя шаровой манипулятором или клавиатуры.
Оперативными средствами управления в условиях, когда имеются ограничения по времени, являются функциональная клавиатура и мышка (шаровой манипулятор). Использование в этих целях алфавитно-цифровой клавиатуры требует определенных навыков, требует ввода кодировок оборудования и фактически является дублирующим средством, которое может быть использовано пользователями (операторами) имеющими данные навыки.
Конструктивные габариты дисплейных РС, размеры мониторов (21”), расстояние от оператора до дисплеев и углы обзора позволяют одному оператору работать одновременно с четырьмя дисплеями, то есть с двумя двухдисплейными РС. Ниже показан образец компоновки такого рабочего места оператора (рис. 8.4.7).
Рис. 8.4.7 Организация дисплейного рабочего места оператора
В центре пульта в зоне непосредственной досягаемости с положения сидя находятся мышки, шаровые манипуляторы и клавиатуры для управления левой и правой РС. Причем функциональные клавиатуры должны располагаться ближе к оператору – на уровне с шаровыми манипуляторами, поскольку как уже упоминалось выше, они являются более оперативными средствами управления по сравнению с алфавитно-цифровой клавиатурой. По краям пультов могут располагаться панели традиционных средств контроля и управления. Для их достижения оператору будет необходимо передвигаться вдоль пульта, но их использование необходимо только в пускоостановочных режимах, при отказах автоматики или при потере СВБУ. Приведенная на Рис. 8.4.7 компоновка является основой организации дисплейных рабочих мест ВИУР, ВИУП, ВИУТ и НСБ. Данное дисплейное рабочее место совместно с ЭКП БПУ обеспечивает все информационные потребности оператора во всех режимах эксплуатации (при работоспособном СВБУ). С данного рабочего места также доступны все функции управления, реализуемые через СВБУ.
Оперативное управление энергоблоком осуществляется операторами БПУ в следующем составе:
ВИУР – ведущий инженер управления реактором – осуществляет управление оборудованием систем безопасности, СУЗ и реакторного отделения (первый контур). Оперативно подчинен НСБ - в части управления режимами работы энергоблока с БПУ и НС РЦ - в части работы с оперативным персоналом РЦ.
ВИУТ – ведущий инженер управления турбиной - осуществляет управление с БПУ оборудованием турбинного отделения. Оперативно подчинен НСБ - в части управления режимами работы энергоблока с БПУ и НС ТЦ - в части работы с оперативным персоналом ТЦ.
НСБ – начальник смены блока, выполняет координацию и руководство действиями операторов БПУ и всего оперативного персонала энергоблока (через начальников смен цехов, а при необходимости непосредственно), оперативно подчиняется НС АЭС. Имеет право при необходимости брать на себя функции ВИУР и ВИУТ, а также выполнять переключения в схемах электропитания собственных нужд.
Это минимальный состав операторов, который должен присутствовать на БПУ во всех эксплуатационных режимах. Дополнительно на БПУ могут работать в определенных ситуациях:
НС РЦ – начальник смены реакторного цеха, может осуществлять временную подмену ВИУР и ВИУП или выполнять совместно с ним операции по управлению оборудованием реакторного отделения, если это требуется регламентом эксплуатации или возникшей ситуацией.
НС ТЦ – начальник смены турбинного цеха, может осуществлять временную подмену ВИУТ или выполнять совместно с ним операции по управлению оборудованием турбинного отделения. если это требуется регламентом эксплуатации или возникшей ситуацией.
НС ЭЦ – начальник смены электроцеха, выполняет переключения в схемах электропитания собственных нужд энергоблока и синхронизацию генератора под руководством НСБ. В аварийных ситуациях НСБ выполняет переключения самостоятельно.
НС АЭС – начальник смены АЭС, может осуществлять временную подмену НСБ, а также непосредственно руководить действиями операторов на БПУ, если это требуется регламентом эксплуатации или возникшей ситуацией.
Оперативный персонал эксплуатационных цехов выполняет команды оперативного персонала БПУ и текущие регламентные операции в соответствии со сменными заданиями и эксплуатационными инструкциями. Непосредственное управление действиями оперативного персонала цехов осуществляется начальниками смен цехов при общей координации и руководстве со стороны НСБ.
Техническое руководство оперативной эксплуатацией АЭС осуществляется руководящим эксплуатационным персоналом (ГИС, ЗГИС, начальники цехов и т.д.) при общем руководстве директора АЭС. При выполнении определенных регламентных операций и в аварийных ситуациях руководящий эксплуатационный персонал обязан находиться (прибывать по вызову) на БПУ и осуществлять техническое руководство действиями персонала через НСБ (НС АЭС).
В соответствии с приведенной структурой оперативного управления энергоблоком реализуются следующие типы информационно-управляющих интерфейсов на РС СВБУ:
< ВИУР >(БПУ);
<ВИУТ > (БПУ)
< НСБ >(БПУ);
< ЭЦ/ТЦ >(БПУ);
< ЦТАИ >(помещение смены ЦТАИ);
< НС ЭЦ >(помещение смены ЭЦ);
< ВИУР –Р >(РПУ);
< АЭС >(ЦТП БПУ, ЛКЦ и КЦ РЭА).
Тип интерфейса для конкретной РС задается системным инженером СВБУ и фактически определяет права доступа пользователя к информационным и управляющим функциям. Тип интерфейса для всех РС определяется их местом расположения и не подлежит изменению в процессе эксплуатации энергоблока, за исключением случаев выхода из строя отдельных РС. Техническими и административными мерами должен быть обеспечен контроль со стороны НСБ за изменением типа интерфейса/прав доступа по функциям управления для всех дисплейных РС СВБУ. Текущий (заданный) тип интерфейса должен постоянно индицироваться в главном меню на постоянном поле экрана дисплейной РС.