ЖУРНАЛ «СТА» №3/2002

СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИ Я / АТОМНА Я Э Н Е Р Г Е Т ИК А 47 СТА 3/2002 www.cta.ru обширной номенклатурой карт вво- давывода, IBM PC совместимыми. Нормирующие преобразователи должны отличаться компактностью и малым потреблением, обеспечивать гальваническую развязку измеритель- ных цепей, соответствовать всему раз- нообразию возможных входных сигна- лов и иметь согласованный с вторич- ной измерительной аппаратурой вы- ход, а также обладать возможностью переконфигурации входного диапазо- на и простоты установки. Проведенные нами сбор и анализ информации о современных средствах создания ИИС и АСУ ТП позволили утверждать, что аппаратнопрограмм- ные средства, удовлетворяющие боль- шинству перечисленных требований, существуют: это IBM PC совместимые промышленные компьютеры на основе пассивной объединительной панели, операционная система QNX, сетевой протокол ArcNet, инструментальный пакет RealFlex, контроллеры с картами расширения линии MicroPC, модули ADAM серии 3000. Данный набор средств, безусловно, не может быть оптимальным, однако для решения непосредственно стоящих перед нами задач на среднесрочную перспективу он, как нам видится, яв- ляется вполне приемлемым. К тому же предложенная консолидация аппарат- нопрограммных средств, перманент- но находящихся в состоянии развития, характеризуется и разумными финан- совыми затратами. Описанный подход нашел свое во- площение в ряде подготовленных и за- пущенных в эксплуатацию информа- ционноизмерительных систем реак- торных установок ГНЦ РФ НИИАР, а одним из первых объектов реализации данной концепции стал исследователь- ский ядерный реактор СМ3. О БЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ Реактор СМ вступил в строй в октяб- ре 1961 года. За сорокалетний срок ра- боты он неоднократно был реконстру- ирован с целью увеличения его экспе- риментальных возможностей и повы- шения безопасности эксплуатации. Основная цель последней «большой» реконструкции (19911992 г.г.) — при- ведение всех систем реактора в соот- ветствие с современными требования- ми безопасности, в том числе установ- ка системы контроля параметров реак- тора на базе управляющего вычисли- тельного комплекса (УВК) ПС1001. Реактор СМ представляет собой кор- пусной водоводяной реактор, работа- ющий на промежуточных нейтронах. Уникальность реактора СМ3 состоит в том, что он является одним из самых высокопоточных среди всех исследова- тельских реакторов мира, что позволя- ет проводить на нем ускоренные испы- тания материалов до больших значе- ний флюенса нейтронов, получать да- лекие трансурановые элементы и изо- топы с очень высокой активностью, недоступные при использовании дру- гих реакторов. Тепловая мощность ре- акторной установки СМ3 — 100 МВт, максимальная плотность потока теп- ловых нейтронов — 2·10 15 см –2 с –1 . Объём сигналов, соответствующих контролируемым параметрам РУ СМ–3, следующий: ● аналоговых сигналов среднего уров- ня (05 мА/В, 010 В) — 300; ● сигналов от датчиков температуры — 112; ● дискретных сигналов от датчиков с выходами типа «сухой» контакт — 240. Эксплуатация УВК ПС1001 выяви- ла целый ряд недоработок, в борьбе с которыми значительно поредел запас ЗИП и несколько пошатнулась вера в отечественное системостроение. Для разрешения сложившейся ситуации к середине 90х годов было принято ре- шение о замене УВК ПС1001. Т РЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ Согласно вновь разработанному тех- ническому заданию ИИС РУ СМ3 пе- риод опроса датчиков аналоговых сиг- налов СУ и дискретных не должен пре- вышать 0,5 секунды, датчиков темпе- ратуры — 2 секунды; период обновле- ния информации на экранных формах не должен быть более одной секунды. Все измеренные и расчетные парамет- ры РУ должны помещаться в архив и храниться в течение двух кампаний (кампания — период времени между перезагрузками активной зоны реакто- ра), как правило, не более месяца. Ко- личество рабочих мест для оперативно- го и административного персонала ИИС – 6. Пределы допустимой основ- ной погрешности измерительных ка- налов (ИК) без учета погрешности дат- чиков: ● с датчиками температуры — не более 0,4%; ● с датчиками постоянного тока (05, 010 В) — не более 0,25%; ● с датчиками постоянного тока (05 мА) — не более 0,25%. Несмотря на то что ИИС РУ СМ3 за- думывалась как система, не влияющая на безопасность, в случае выхода ее из строя и невозможности восстановления работоспособности в течение опреде- ленного времени необходимо по суще- ствующему регламенту проводить оста- новку реакторной установки. Неплано- вые же остановки РУ крайне нежела- тельны, поскольку неизбежно ведут к изменению температурного режима и условий облучения, например исследуе- мых образцов конструкционных мате- риалов, при накоплении изотопов и т.д. Поэтому во избежание подобных нега- тивных последствий в систему должна закладываться определенная избыточ- ность с целью обеспечения парирова- ния любого единичного отказа (за ис- ключением отказа, произошедшего в системе под воздействием мощных внешних факторов, таких как землетря- сение, наводнение, падение метеорита и т.п.). Традиционный подход – полное дублирование (троирование) — мера очень действенная, но весьма затрат- ная, а нередко и трудно реализуемая, особенно для подсистем нижнего уров- ня. Так, например, врезка дополнитель- ных датчиков или замена одинарного чувствительного элемента на дублиро- ванный в трубопроводах контуров РУ подчас невозможна изза причин как технического, так и организационного характера. Таким образом, в нашей си- туации с единственным (в большинстве случаев) источником сигнала, несущим информацию о какомлибо параметре РУ, введение избыточности может най- ти свое воплощение в создании двух квазинезависимых каналов, один из ко- торых является основным рабочим, а второй находится в «горячем» резерве. Решение о переходе с одного канала на другой должно поддерживаться диагно- стикой аппаратного обеспечения. Сжатый срок проведения работ по вводу в эксплуатацию ИИС и жела- тельная простота обслуживания подси- стем нижнего уровня диктовали нали- чие в их составе средств оперативного отображения значений сигналов. Это позволило проводить автономную от- ладку и опробование нескольких под- систем параллельно и совмещать дан- ные процедуры с другими работами. Наличие большого количества изме- рительных каналов аналоговых сигна- лов СУ с достаточно длинными линия- ми связи требует подавления наводи- мой на них помехи промышленной ча- стоты и формирования полосы пропус-