Введение к работе
Актуальность работы.
В последние десятилетия основным компонентом энергосистем стали системы получения электроэнергии с помощью атомных электростанций (АЭС). Поскольку отклонения от штатного режима работы АЭС могут нести серьезные социальные и экономические риски, то важнейшим компонентом работы АЭС является обеспечение безопасности всех процессов, построенной на системе контроля основных параметров процесса преобразования энергии. При этом важную роль играет система внутриреакторного контроля (СВРК). СВРК — это система контроля ядерного реактора, которая даёт сведения о параметрах и характеристиках активной зоны преобразования энергии, необходимых для обеспечения проектного технологического режима безопасной эксплуатации ядерного реактора. Основная задача при этом — обеспечение безопасной эксплуатации ядерного топлива на основе восстановления поля энерговыделения в объёме активной зоны.
Эволюция системы безопасности реактора привела к созданию новой, модернизированной системы внутриреакторного контроля - СВРК-М, которая позволила достигнуть существенного расширения количества обрабатываемой цифровой и аналоговой информации, повышения быстродействия, повышения точности измерения показателей, расширения функциональных возможностей, включая защитные и управляющие функции, возможностей интеграции СВРК в общеблочные АСУ ТП. Но с внедрением СВРК-М появились такие проблемы эксплуатации технических средств верхнего уровня (ВУ) СВРК, как повышение сложности диагностирования причины возникновения внештатной ситуации, отсутствие централизованной системы сбора и анализа информации, отсутствие единой системы диагностики и мониторинга важных узлов СВРК при недостаточных средствах визуализации состояний оборудования, в том числе отображения состоянии технических средств верхнего уровня на экране монитора.
В представленной диссертации предлагается решение актуальной задачи по устранению ряда существующих недостатков по обеспечению контроля работы оборудования технических средств (ТС) ВУ энергетических систем (на примере АЭС), как средства повышения качества и надежности систем АСУ ТП атомных реакторов в целом.
Цель работы. Целью работы является минимизация негативного воздействия человеческого фактора на процесс принятия решений в случае нештатных ситуаций и повышение качества управления системой контроля работы ТС ВУ АСУ ТП энергоблоков энергетических систем (на примере АЭС) на основе создания автоматизированной централизованной системы мониторинга и диагностики технических средств.
Задачи исследования.
Для достижения цели в работе были поставлены следующие задачи:
Провести анализ развития технических и программных средств СВРК с целью определения факторов, влияющих на безопасность эксплуатации ТС ВУ АСУ ТП энергоблоков АЭС.
На основе принципов классификации систем мониторинга разработать архитектуру системы диагностики в виде взаимодействия программных модулей, приложений и протоколов обмена данными.
Разработать модели по обеспечению единого мониторинга состояний оборудования ВУ АСУ ТП энергоблока АЭС с включением дополнительного уровня обеспечения безопасности оборудования на основе автоматизированной подсистемы принятия решений с учетом приоритетов сигналов состояния оборудования ВУ АСУ ТП.
Разработать алгоритмы для реализации третьего уровня обеспечения безопасности оборудования ВУ АСУ ТП АЭС, как компоненты системы единого мониторинга состояний ВУ АСУ ТП энергоблоков.
Разработать методику интеграции системы единого мониторинга ТС ВУ АСУ ТП в структуру общей системы безопасности АЭС, как фактора повышения уровня управления, надежности и безопасности АЭС.
Определить практическую и экономическую целесообразность применения разработанных в диссертации положений по повышению уровня безопасности работы АЭС.
Научная новизна работы заключается:
в установлении функциональных связей и степени их ответственности между уровнями безопасности энергетической системы (АЭС).
в разработке моделей определения повышения надежности и безопасности функционирования энергетической системы на основе применения теории надежности и методов компьютерной поддержки принятия решений.
- в представлении метода интеграции автоматизированной подсистемы
принятия решений как дополнительного контура контроля состояний
оборудования ВУ АСУ ТП третьего уровня, встроенного в общий механизм
мониторинга АЭС как энергетической системы.
Методы исследования. Теоретические исследования базировались на структурных моделях организации процесса мониторинга состояний, на моделях прогнозирования состояний оборудования ВУ АСУ ТП энергоблоков АЭС в контексте процессов принятия решений, а также были использованы методы процедурного и объектно-ориентированного проектирования (декомпозиции, абстракции), концепции объектно-ориентированного программирования и методы разработки программного обеспечения.
Практическая значимость работы.
Практическая значимость работы заключается:
- в разработке методики интеграции системы единого мониторинга
состояний ТС ВУ АСУ ТП энергоблоков в структуру общей системы
безопасности АЭС;
- в разработке и внедрении в производственную практику диагностического
программного обеспечения верхнего уровня (ДПОВУ) в составе общих
технических средств АСУ ТП АЭС.
Апробация работы.
Теоретические и практические результаты, полученные автором, докладывались на заседаниях кафедры «Компьютерные Системы управления» МГТУ «Станкин», на XII научной конференции МГТУ «Станкин» «Математическое моделирование и информатика» (2009 г. ), на Международном форуме информатизации МФИ-2008 и на XVII международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии»(2009 г.).
Разработанная в диссертации ДПОВУ и методика мониторинга внедрена на 2-ом блоке Балаковской АЭС, а модели мониторинга используются в учебном процессе при подготовке специалистов по специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Публикации.
По теме диссертации было опубликовано 5 научных статей, включая тезисы докладов, подготовленных для международных и региональных научно-технических конференций.
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 52 наименований, приложения - 14 стр., изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков, 9 таблиц.
