1. Интеграция системы асу установки с системой codac

На различных этапах проектирования системы АСУ (защиты концептуального, предварительного, окончательного проектов) все следующие спецификации проекта и технические спецификации должны быть завершены и отражены в документах. Эта работа выполняется НА в соответствии с Руководством по разработке систем управления установки (PCDH).

(см. ITER_D_27LH2V - Plant Control Design Handbook)

Спецификации проекта:

Принцип эксплуатации и управления системы АСУ.

Функциональный анализ технологической системы.

Диаграммы последовательности процесса технологической системы, а также механические и электрические чертежи, необходимые на этапе концептуального проекта.

Перечень и краткое описание основных рабочих состояний технологической системы при её эксплуатации.

Анализ риска технологической системы и требования по Надежности, Готовности, Ремонтопригодности, и Контролируемости системы АСУ.

Документы контроля интерфейса системы (S-ICDs), относящиеся к системе АСУ.

Список и спецификации основных функций защиты, которые должны выполняться системой установки или в отношении других систем установки. Спецификации включают в себя анализ риска для определения функций блокировок и их отделения от других защитных функций.

Список и спецификации основных функций защиты, которые должны выполняться системой установки или в отношении других систем установки.

Технические спецификации для производства:

Архитектура системы АСУ.

Определение границы системы АСУ.

План интеграции систем АСУ.

Документы по интеграции проекта, механические и электрические чертежи, необходимые в соответствии с техническими требованиями к системе АСУ.

Требования к характеристикам и конфигурации системного контроллера.

Список исходных параметров и непосредственных результатов контроллеров системы АСУ установки.

Список регулируемых переменных, обрабатываемых контроллерами системы АСУ установки.

Конфигурация шкафов системы АСУ.

Описание машин состояния технологической системы.

(I1) Принцип эксплуатации и управления системы АСУ

Диагностика ДМНП включает в себя измерение и управление различными мониторингами, а также функциями контроля и блокировок. Основные поддерживаемые функциональные возможности установки ИТЭР распространяются на области:

• Защита установки

• Удержание плазмы

• Использование для физики

• Техническое обслуживание

Так как системы диагностики осуществляют измерения, которые очень важны для вышеперечисленных функций, система диагностики должна эксплуатироваться таким образом, чтобы гарантировать требуемую точность измерений и высокий коэффициент готовности. Работа диагностических установок обычно состоит их следующих шагов:

• Степень исправности (проверка)

• Конфигурация (выполнить или проверить)

• Калибровка (выполнить или проверить)

• Верификация полноты измерения

• Температурный предусилитель

• Устранение неисправностей

• Поиск неисправностей (при наличии проблемы)

• Начало и завершение измерений, и управление ими (включает в себя распределение машинного времени)

• Испытание и приведение к требуемым техническим условиям

Технологический процесс будет максимально автоматизирован. Функции, которые невозможно автоматизировать, будут осуществляться вручную обученными операторами или экспертами по системам установки.

(I2) Функциональный анализ ДМНП

Основными функциями системы АСУ, реализованными в ДМНП, являются:

• Измерение нейтронного потока

• Калибровка

• Преобразование сигнала

• Сбор данных

• Обработка данных

• Взаимодействие с системой CODAC

• Управление степенью исправности установки

Рисунок 17: Функциональное разбиение ДМНП и размещение контроллеров

(I4) Рабочие состояния технологической системы

Эксплуатация установки ИТЭР управляется рабочими состояниями системы, состоящими из трёх иерархических уровней.

Основные рабочие состояния (GOS)

Основные рабочие состояния (GOS) представляют собой все рабочие состояния установки ИТЭР, определённые для эксплуатационной деятельности всей установки и ассоциирующиеся с разрешением или запретом на выполнение установкой эксплуатационной деятельности. Основные рабочие состояния ИТЭР (GOS) определены в Руководстве по эксплуатации - 2 Рабочие состояния (2LGF8N), а также в таблице Таблица 7.

LTM	Долгосрочное техническое обслуживание
STM	Краткосрочное техническое обслуживание
TCS	Испытание и приведение к требуемым техническим условиям
POS	Состояние работы с плазмой

Таблица 7: Определение основных рабочих состояний

Рабочие состояния технологической системы (PSOS)

Рабочие состояния технологической системы характерны в зависимости от отдельных систем АСУ. Рабочее состояние технологической системы - это обязательное свойство состояния, в котором обеспечивается обработка детальной информации и информации, характерной для состояния конкретной установки. Каждое значение рабочего состояния технологической системы должно отображать одно и только одно значение общего рабочего состояния (COS).

Рабочие состояния установки приведены в таблице 14.

Выключено	Не проводится никаких измерений и никакого управления
Резерв	АСУ в рабочем состоянии
TCS	Тестирование и приведение к требуемым техническим условиям (также используется при вводе в эксплуатацию)
Калибровка	Калибровка нейтронного потока
Готов	Готовность к импульсу плазмы
Импульс	В рабочем состоянии при постоянном сборе данных

Таблица 8: Определение рабочих состояний технологической системы (PSOS)

Отображение общих рабочих состояний (PSOS) относительно основных рабочих состояний (GOS) представлено на таблице 15.

GOS PSOS	LTM	STM	TCS	POS
Выключено	X	X
Резерв	X	X
TCS	X	X	X
Калибровка	X	X	X
Готов	X	X	X
Импульс	X	X	X	X

Таблица 9: Отображение общих рабочих состояний (PSOS) относительно основных рабочих состояний (GOS)

(I6) Документы по контролю системного интерфейса

Системные интерфейсы между диагностикой (PBS 55) и системой CODAC (PBS 45), Центральной системой блокировки CIS (PBS 46) и Системой удержания плазмы PCS (PBS47) описаны в соответствующих документах по контролю системного интерфейса (ICD). Подробная информация находится в листах интерфейсов (IS).

(I7) Основные функции защиты АСУ

Для защиты детектора в случае перегревания начнёт выполняться функция блокировки системы АСУ в ДМНП. В случае перегревания высокое напряжение будет отведено от сенсора. Температура диверторной кассеты получается от PBS17 через систему CODAC для дополнительной защиты установки.

На уровне функциональной спецификации функция защиты установки выполняется секцией измерения и управления системы ДМНП. Дальнейшее исследование функций защиты установки должно быть проведено НА в сотрудничестве с МО на этапе защиты предварительного проекта и утверждено МО. Инструкции по определению необходимости защиты установки представлены в ITER_D_3P46KV - Strategy for ITER Investment Protection & Policies for Interlock System Chain v1.0. (Стратегия защиты установки ИТЭР и принципы системы блокировок). В зависимости от результатов защиты предварительного проекта оборудование, поставляемое НА, должно удовлетворять требованиям, определённым в ITER_D_27LH2V - Plant Control Design Handbook v6.1 (Руководство по разработке систем управления установки) и ITER_D_3PZ2D2 - Guidelines for the Design of the Plant Interlock System (PIS) V2.4 (Руководство по проектированию системы блокировки установки).

(I8) Основные системы безопасности АСУ

Никакие функции безопасности (ядерной, доступа и охраны труда) не будут выполняться секцией измерения и управления системы ДМНП.

Функция АСУ (Измерение)	Обычная	Защиты	Безопасности
Измерение нейтронного потока
• Измерение полного нейтронного потока	Y	--	--
• Нейтронный поток на диверторе	Y	--	--
• Термоядерная мощность	Y	--	--

Таблица 10: Типы измерения: Функция измерения системы АСУ

Функция защиты системы АСУ	Предупреждение	Блокировка	Плазма
55.BC Предусилитель датчика	--	Y	--
Защита установки	--	--	--

Таблица 11: Типы измерения: Функция защиты системы АСУ

Функция безопасности системы АСУ

Ядерная

Охрана труда

Доступ

SIC-1

SIC-2

SR

H

L

M

O

AR

EN

CU

A1

B1

B1

C3

C3

N

Инфо по требованиям безопасн.

--

--

--

--

--

Y

--

--

--

--

--

--

--

Таблица 12: Типы измерения: Функция безопасности системы АСУ

(D1) Архитектура системы АСУ

Архитектура системы АСУ представлена на рисунке 18 (Архитектура системы АСУ ДМНП). Система АСУ состоит из одного и только одного сервера технологической системы, одного или нескольких выключателей уровня-2 взаимодействий открытых систем (OSI) (Open System Interconnection) и одного или более контроллеров технологической системы, взаимодействующих с исполнительными механизмами и сенсорами посредством интерфейсов сигналов. Компоненты технологической системы АСУ поддерживает связь с Системой CODAC / мини-CODAC в рабочей сети установки (PON). Интерфейс человек-машина присутствует в системе CODAC / мини-CODAC. Контроллеры технологической системы могут быть организованы с использованием функциональной иерархии, где один контроллер технологической системы контролирует остальные.

Рисунок 18: Архитектура контрольно-измерительной части ДМНП

Сервер технологической системы это стандартизированный компьютер, поставленный МО, то есть компонент технологической системы АСУ. Он соединяется с рабочей сетью установки и спроектирован для выполнения стандартных функций технологической системы АСУ, не для специального программирования.

Основными функциями являются:

• Обработка команд от системы CODAC / мини-CODAC и отправление команд на контроллеры технологической системы.

• Мониторинг состояния технологической системы и состояния доработки системы CODAC / мини-CODAC.

• Передача аварийного сигнала от технологической системы АСУ к системе CODAC / мини-CODAC.

• Передача регистрируемых сообщений от технологической системы АСУ к системе CODAC / мини-CODAC.

Распределение событий программных средств от системы CODAC / мини-CODAC к контроллерам технологической системы и наоборот.

• Мониторинг собственного состояния и уточнение этого состояния в системе CODAC / мини-CODAC.

• В режиме технического обслуживания реконфигурировать технологическую систему АСУ.

Контроллеры технологической системы – это блоки интерфейса местного оборудования, отвечающие за выполнение функциональной и физической части управления и сбора данных технологической системы. Все контроллеры технологической системы включают в себя процессор и интерфейсы вход/выход. Интерфейсы вход/выход или включены в систему аппаратного обеспечения контроллера, или являются дистанционными, соединёнными с шиной цифрового оборудования. Контроллеры технологической системы делятся на две категории: медленные и быстрые контроллеры. Работа является избирательным критерием, но основная характеристика медленных контроллеров состоит в том, что они используют только готовые, имеющиеся в продаже компоненты (COTS) (Программируемые логические контроллеры (PLC)). Планируется иметь перекрытие в рабочем диапазоне двух категорий контроллеров. Предполагается, однако, что только быстрые контроллеры осуществляют автоматическое управление и сбор данных быстрее, чем 100 Гц.

Поставка технологической АСУ для ДМНП в деталях описана в документе "Plant System I&C Deliverables for Diagnostics" (ITER_D_3MQKJS - I&C deliverables for Diagnostics Annex B), который является неотъемлемой частью настоящего Приложения В. Обязательные правила проектирования I&C АСУ и структура физических данных также описана в этом документе. Структура данных, использумых для передачи по сети SDN, описана в документе ITER_D_354SJ3 - Guidelines for diagnostic data structure and plant system status information.

Взаимодействие ДМНП с CODAC осуществляется через различные сетевые соединения как показано на рисунке 19.

Рисунок 19: Соединение ДМНП с системой CODAC

PON (рабочая сеть установки) обеспечивает асинхронный интерфейс систем установки:

• TCN обеспечивает синхронизацию времени по всему проекту

• SDN обеспечивает синхронный интерфейс и регистрирует результаты удержания плазмы (не применимо для ДМНП)

• AVN обеспечивает общение с аудио и видео сигналами (не применимо для ДМНП)

• PCIe: Периферийное межкомпонентное экспресс соединение (внутри технологической системы)

• GbE: Развитие сетевой технологии Gigabit Ethernet (внутри технологической системы)

• CIN соединяет технологическую систему блокировок и центральную систему блокировок

• CSN соединяет систему безопасности установки и центральные системы (не применимо для ДМНП)

(D2) Определение границы технологической системы АСУ

Измерения и функции управления ДМНП используются в PBS26, CODAC (PBS 45), центральной системе блокировок (PBS46), системе удержания плазмы (PBS47). Параметры ДМНП системы АСУ могут быть установлены при помощи системы CODAC. Эти технологические системы могут оценить имеющиеся в ДМНП измерения через систему CODAC. Работа ДМНП достигается при помощи интерфейс управления концентратором (HMI) через систему CODAC.

(D3) План интеграции технологической системы АСУ

Приёмочные испытания на заводе-изготовителе (FAT) будут проводиться с системой Мини-CODAC, а приёмочные испытания на площадке (SAT) при соединении с системой CODAC. Для проведения FAT и SAT будут обеспечены все необходимые соединения в сети.