4.4. Программно-технические средства системы верхнего блочного уровня

Функции СВБУ. СВБУ реализует следующие цели АСУ ТП [14]:

централизация контроля и представления информации по энергоблоку;

обеспечение дистанционного управления оборудованием технологических систем энергоблока;

представление информации на информационных экранах БПУ;

обеспечение возможности перенастройки и изменений в АСУ ТП в преду­смотренном проектом объеме;

решение общеблочных задач.

Состав информационных, управляющих и системных функций СВБУ.

Информационные функции СВБУ:

сбор информации от ПТК нижнего уровня, систем диагностики, ее регис­трация и архивирование;

оперативное отображение информации о технологическом процессе и со­стоянии безопасности энергоблока;

предупредительная и аварийная сигнализация, сигнализация о состоянии исполнительных механизмов;

вычисление и отображение интегральных характеристик состояния техно­логического процесса и состояния безопасности АЭС;

расчет вычисляемых параметров режима;

формирование протоколов;

расчет технико-экономических показателей, ресурса технологического обо­рудования и т.д. для долгосрочных оценок и планирования производства элект­роэнергии;

ведение баз данных.

Информационные функции обеспечивают оперативный персонал энерго­блока и персонал, выполняющий свои функции с использованием АСУТП, данными в достаточном объеме для качественного контроля за состоянием тех­нологического процесса и безопасности энергоблока и принятия решения по управлению во всех проектных состояниях энергоблока.

Управляющие функции СВБУ: •,:-

обеспечение автоматизированного управления технологическим оборудованием энергоблока с использованием АРМ оперативного персонала;

обеспечение автоматизированной настройки параметров алгоритмов управления и регуляторов с использованием АРМ оперативного персонала.

Функции управления соответствуют уровню автоматизации АСУ ТП и оп­ределяются концепцией управления АЭС.

Временные характеристики информационных функций и функций управ­ления регламентируются исходя из требований по контролю и управлению со­ответствующими технологическими процессами.

Системные функции СВБУ:

поддержка коммуникаций;

обеспечение непрерывной отказоустойчивой работы подсистем и комплек­са в целом;

ведение единого времени.

Состав ПТС системы верхнего блочного уровня. Комплекс программно-тех­нических средств системы верхнего блочного уровня (КПТС СВБУ) представ­ляет собой набор средств вычислительной техники, коммуникационных средств и программного обеспечения, предназначенный для построения верхнего уров­ня АСУТП энергоблока. КПТС СВБУ обеспечивает реализацию человеко-ма­шинного интерфейса в соответствии с концепцией управления энергоблоком.

КПТС СВБУ включает в себя (см. рис. 3.3, 3.4):

АРМ оперативного и обслуживающего персонала блочного уровня АСУТП со средствами обработки информации, визуализации и управления;

средства накопления и хранения информации;

сетевые ПТС блочного уровня, обеспечивающие подключение АРМ опера­тивного персонала, экрана коллективного пользования, серверов, принтеров, а также обмен информацией с ПТС станционного уровня;

средства связи с нижним уровнем АСУТП, обеспечивающие прием и на­копление информации о состоянии ТОУ, выдачу команд управления исполни­тельными механизмами на нижний уровень АСУ ТП.

К ПТС рабочих мест относятся вычислительные средства, средства отобра­жения информации, средства получения твердых копий, средства ввода ко­манд управления технологическим процессом.

Отображение информации выполняется на мониторах АРМ и экранах кол­лективного пользования.

В состав средств получения твердых копий входят устройства печати тексто­вых данных и графической информации.

Структура комплекса программно-технических средств СВБУ обеспечивает независимое функционирование подсистем АСУТП и обмен информацией между ними на основе стандартных протоколов.

Вычислительные средства АРМ оперативного персонала обеспечивают фун­кциональное резервирование (выполнение функций одного АРМ на вычисли­тельных средствах других АРМ).

Информация о состоянии ТОУ передается адресными сообщениями с под­тверждением приема. Для передачи системной информации (например, сигна-_: лов единого времени) может использоваться широковещательный режим.

К сетевым средствам СВБУ относятся сетевые шины, реализующие среду передачи информации, средства подключения абонентов к сети (адаптеры), средства объединения однородных сетей (мосты) и разнородных сетей (шлю­зы), средства сегментирования сетей (концентраторы).

Пропускная способность сети выбирается исходя из условия обеспечения не более 10 % загрузки сети при нормальной эксплуатации энергоблока и не более 30 % загрузки при аварийных процессах.

Сетевые средства СВБУ обеспечивают построение независимых сетевых сегментов (подсистем СВБУ) и взаимодействие между вычислительными эле­ментами различных сегментов.

Сетевые средства должны обеспечивать отказоустойчивые архитектурные решения и автоматическую реконфигурацию сетевых соединений при отказах сетевых элементов.

В качестве активных сетевых устройств, на основе которых строятся сетевые решения, используются сетевые коммутаторы.

Активные сетевые средства имеют встроенную диагностику для обеспече­ния анализа загрузки сети и определения отказов сетевого оборудования.

Сетевые ПТС управляющих систем безопасности физически отделены от сетевых ПТС других систем управления и имеют самостоятельное сопряжение с ПТС СВБУ.

Разрабатываемые для АЭС нового поколения СВБУ отличаются составом и характеристиками средств дисплейных пультов и локальной вычислительной сети. Организацию и программно-технические средства СВБУ рассмотрим на примере АЭС с ВВЭР-1000.

Программно-технические средства СВБУ АЭС с ВВЭР-100( (А С - 9 2) [15]. СВБУ имеет звездообразную полностью дублированную структуру, луч! которой называются доменами и объединяются в общеблочном коммутаторе (см. рис. 3.4) Каждый домен объединяет необходимое оборудование для функционирования одного ши больше рабочих мест оперативного персонала. В состав этого оборудования входят дисплеи системы волоконно-оптической связи, коммутаторы, концентраторы и серверы.

Рабочие места оперативного персонала БПУ организованы в отдельных доменах рабочие места контура неоперативного управления организованы в составе одного до­мена; отдельные домены выделены для РПУ и подсистем безопасности. Рабочие мест; начальника смены блока и начальника смены цеха ТАИ также организованы в отдель­ных доменах. Подобная звездообразная структура СВБУ обеспечивает взаимозаменяе­мость рабочих станций не только в составе каждого домена, но и в составе разньи доменов посредством общеблочного коммутатора.

Для создания ЛВС СВБУ используются ПТС разработки НИИИС, г. Нижний Нов­город. В состав ПТС входят [16]:

рабочая станция двухдисплейная РС-2;

устройство серверное унифицированное УСУ;

устройство телекоммуникационное УТК;

архиватор с тайм-сервером АТС-1;

устройство документирования событий УДС;

системное и тестовое программное обеспечение;

комплект волоконно-оптических линий связи.

В состав ПТС СВБУ входят шлюзы, предназначенные для сопряжения ЛВС нижнегс уровня АСУТП с СВБУ.

Рабочая станция предназначена для организации АРМ оперативного персонала, Основой рабочих станций являются системные блоки в промышленном стандарте Compact PCI; тип процессора Intel Pentium III, тип монитора LCD с размером по диа­гонали не менее 20 дюймов. Рабочие станции имеют системное и тестовое программное обеспечение в операционных средах Linux или Windows 2000 Pro rus.

Устройство серверное унифицированное предназначено для объединения взаимо­связанных элементов (узлов), обеспечивающих выполнение функций сервера, в функ­ционально законченном конструктиве, удовлетворяющем требованиям к внешним воз­действующим факторам.

Системный блок УСУ предназначен для обработки и обмена данными. Системный блок представляет собой объединенные в двухмашинный кластер два независимых од­ноплатных компьютера.

Устройство телекоммуникационное УТК предназначено для размещения аппарату­ры коммутационных информационных узлов ЛВС СВБУ. К числу таких узлов относятся информационные соединения, подходящие к основным и резервным серверам подсис­тем СВБУ, к общеблочным коммутаторам основной и резервной сетей, к коммутаторам подсистем.

Архиватор с тайм-сервером АТС-1 предназначен для:

записи, долговременного хранения и считывания архивированных данных абонен­тов сети СВБУ;

приема сигналов точного времени со спутниковой системы позиционирования (GPS) и синхронизации абонентов ЛВС СВБУ по протоколу NTP.

Модуль синхронизации АТС-1 является источником единого времени в сети Ethernet СВБУ в соответствии с протоколом NTP и имеет точность синхронизации не хуже 10 мс.

Устройство документирования событий предназначено для документирования дан­ных (протоколов, отчетов) абонентов ЛВС СВБУ.

В заключение данной главы необходимо отметить, что вопросы унифика­ции ПТС до настоящего времени остаются проблемными. Если СВБУ, УСБ, СКУРО, СКУТО разрабатываются на базе унифицированных ПТС, то СКУ ряда других подсистем АСУ ТП разработаны с применением различных средств. К таким подсистемам относятся АСРК, система технологического контроля генератора, СКУ ПЗ и др.

Применение унифицированных ПТС позволит:

использовать единую технологию создания СКУ;

использовать единую методологию верификации и аттестации программ­ного обеспечения СКУ;

значительно сократить затраты на разработку, изготовление и испытания СКУ;

повысить надежность АСУ ТП;

сократить затраты на эксплуатацию АСУ ТП.