Общие принципы организации автоматизированного управления на АЭС

Тема 2.1. Основные понятия автоматических и автоматизированных систем.

Основные понятия автоматических и автоматизированных систем.

Система – совокупность нематериальных и материальных объектов, объединенных общими свойствами, признаками, назначением или условиями функционирования, которые при этом образуют единое целое.

Автоматизированная система – система, включающая в себя объект управления и технические средства автоматизации. При этом часть функций управления выполняется человеком-оператором.

Автоматическая система – система, объединяющая в себе объект управления и технические средства автоматизации, функционирующая при этом без участия человека, самостоятельно.

Вычислительной системой называется система, включающая в себя ЭВМ и ряд средств программного обеспечения, предназначенная для выполнения вычислительных операций, а также любая автоматизированная система, построенная на основе ЭВМ.

Различают следующие виды систем:

1) гибридная вычислительная система;

2) дуплексная система, система с дублированием;

3) система коллективного пользования;

4) однопользовательская система;

5) многопроцессорная (мультипроцессорная) система;

6) многотерминальная система;

7) децентрализованная система;

8) система с распределенными функциями;

9) автономная система;

10) локальная система;

11) адаптивная система.

Система, представляющая собой совокупность аппаратных и программных средств и предназначенная для управления технологическими объектами (оптимизации или поддержания его работы), называется системой управления.

Если скорость выполнения циклов внутрисистемных операций и процессов в автоматизированной системе выше по сравнению со скоростью процессов внешней среды, во взаимосвязи с которой система функционирует, то ее называют системой реального времени.

Автоматизированная система, обладающая обратной связью, и (или) система, для которой не предусмотрено расширение, называются замкнутыми.

Если после сбоя или отказа система способна вернуться к нормальной работе, ее называют восстанавливаемой.

Работу оператора в рамках автоматизированной системы обеспечивает комплекс программных и технических средств (предназначенных для поиска, подготовки, редактирования и выдачи необходимых данных и документов), называют автоматизированным рабочим местом оператора (АРМ).

Автоматизированная система, предназначенная для управления различными объектами и объединяющая комплекс программных и технических средств, а также различные информационные и организационно-технологические средства, называется автоматизированной системой управления (АСУ).

Автоматическая система управления – система, представляющая собой комплекс программных и технических средств, предназначенных для воздействия на один или несколько параметров объекта управления для оптимизации или поддержания его работы в определенном режиме, при чем воздействие на процесс или объект осуществляется без участия человека. Если система работает на поддержание заданного значения той или иной регулируемой величины, то она называется системой стабилизации или следящей системой. Если функционирование системы направлено на оптимизацию определенного критерия качества управления, то она называется системой автоматической оптимизации, или системой экстремального регулирования.

Комплекс информационных, технических, технологических и программных средств (включающих в себя в том числе проектно-конструкторскую документацию), предназначенный для автоматизации процесса проектирования системы автоматизации, разработки проектно-конструкторской документации, называется системой автоматизированного проектирования (САПР).

Автоматизированные системы управления в зависимости от их назначения и объекта управления делятся:

· на автоматизированную систему управления технологическим процессом (ACУ TП);

· на автоматизированную систему управления учреждением;

· на автоматизированную систему управления предприятием (ACУП);

· на автоматизированную систему управления отраслью (OACУ).

Упрощенный порядок обработки информации в АСУ приведен на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Порядок обработки информации в АСУ ТП

На первом этапе 1 осуществляется получение информации о состоянии объекта управления в текущий момент. Затем осуществляется первичная обработка данных 2. На основании полученных данных производится определение параметров объекта управления с учетом возмущений 3. При сравнении текущих значений параметров с заданными 4 осуществляется оценка величины рассогласования 5. После этого производится определение возможных вариантов действия системы для достижения цели управления 6. Затем принимается решение о выборе варианта решения 7 и выработка управляющего воздействия 8, выполняемого органами управления 9.

Общие принципы организации автоматизированного управления на АЭС

Автоматизация работы основного и вспомогательного оборудования АЭС преследует главным образом следующие цели:

· повышение экономичности эксплуатации оборудования за счет поддержания оптимальных параметров в стационарных и переходных режимах работы с учетом изменения характеристик оборудования;

· упрощение эксплуатации основного и вспомогательного оборудования в пусковых и переходных режимах работы, уменьшение расхода энергии при выполнении пусковых операций;

· повышение надежности и готовности оборудования за счет уменьшения вероятности ошибочных действий персонала;

· оптимизация эксплуатации оборудования путем правильного решения задачи оптимального распределения нагрузок между агрегатами.

Причем решение перечисленных задач должно производиться с учетом особенностей, связанных со спецификой АЭС и требующих высокой степени автоматизации:

· необходимость обеспечения радиоактивной безопасности персонала АЭС и окружающей среды;

· ограничения доступности ряда помещений и агрегатов, в том числе теплоэнергетического оборудования, используемого в одноконтурных схемах;

· повышенные требования к надежности работы ряда основных и вспомогательных систем с целью уменьшения количества резервируемых агрегатов крупных энергоблоков.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами атомных электростанций предназначены для реализации двух основных видов задач: информационных и управляющих. Информационные функции включают в себя сбор первоочередных данных, их обработку и выдачу информации оператору о протекании технологического процесса и состоянии оборудования, диагностику повреждений оборудования и определение технико-экономических показателей. Помимо автоматического управления оборудованием в установившихся и переходных режимах, в них входит автоматическое регулирование и оптимизация технологических процессов.

По принципам организации, в соответствии с принятой в настоящее время классификацией, АСУ ТП АЭС могут быть разделены на три основные группы:

· централизованные АСУ на базе управляющих ЭВМ, которые, помимо информационных функций, реализуют функции непосредственного управления технологическими процессами;

· децентрализованные системы функционально-группового управления, реализующие технологические процессы, выполняемые той или иной группой оборудования и механизмов;

· гибридные системы, использующие функционально-групповую автоматику и ЭВМ. Последние могут использоваться как в качестве высшей ступени иерархии, так и в отдельных функциональных группах [7].