На АЭС для контроля технического состояния оборудования и систем, а также для контроля технологического процесса производства тепловой и электрической энергии нашли широкое применение автоматические и автоматизированные системы контроля. К таким системам прежде всего относятся: система технологического контроля; система внутриреакторного контроля; система контроля нейтронного потока; система контроля герметичности тепловыделяющих элементов; система радиационного технологического контроля; система технологической и аварийной сигнализации; система радиационной безопасности и охраны окружащщей среды; система контроля воднохимического режима и другие системы.
Система технологического контроля осуществляет сбор текущей информации о ходе технологического процесса, ее обработку для передачи в другие подсистемы и представление персоналу (непосредственно измеряемые параметры); прием в аналоговой и цифровой формах, а также в виде дискретных сигналов информации от других систем, входящих в АСУ ТП блока, обработка ее и представление оператору; технологическая сигнализация отклонившихся от нормы измеряемых и вычисляемых параметров, а также параметров, вводимых из других систем; расчет и представление информации по неизмеряемым непосредственно технологическим параметрам и характеристикам, а также по технико-экономическим показателям; сбор, обработка и представление информации от двухпозиционных датчиков, регистрация измеряемых, вычисляемых и вводимых из других подсистем параметров: регистрация очередности срабатывания защит и блокировок, состояния механизмов, положения арматуры, действий операторов по управлению блоком; обмен информацией с более высокой иерархической ступенью АСУ; ведение архива аварийных ситуаций.
Система внутриреакторного контроля производит сбор и обработку информации о контролируемых параметрах активной зоны; расчет и представление оперативной информации о распределении по объему активной зоны энерговыделения, температуры топлива и теплоносителя, выгорания топлива, баланса реактивности; ведение архива аварийных ситуаций.
Система радиационного технологического контроля выполняет роль сбора информации о радиационном состоянии технологических сред путем получения ее из системы радиационного контроля блока и представление ее оператору на БЩУ.
Система технологической сигнализации выдает оператору информацию об отклонении технологических параметров за заданные пределы, о состоянии технологического оборудования.
Система радиационной безопасности и охраны окружающей среды осуществляет радиационный технологический контроль, контроль радиационной обстановки на АЭС, контроль радиоактивности внешней среды в санитарно-защитной и контролируемой зонах с целью обеспечения безопасности эксплуатационного персонала АЭС и населения, проживающего на окружающей территории.
Из приведенных выше примеров следует, что автоматизированные средства контроля проектируются для выполнения следующих целей:
- объективная проверка соответствия характеристик оборудования или систем предъявляемым требованиям;
- уменьшение времени восстановления объекта за счет снижения удельного веса времени на обнаружение и индикацию отказавшего элемента;
- повышение ремонтопригодности за счет более рационального выбора структуры объекта и, в частности, путем оптимального расчленения его на восстанавливаемые (обслуживаемые) элементы, отказ которых фиксируется с помощью автоматизированных систем контроля (АСК);
- снижение общих затрат на контроль и восстановление, сокращение численности обслуживающего персонала с одновременным снижением требований к его квалификации.
В случае, когда прямое восстановление объекта невозможно, применение АСК обеспечивает выполнение следующих целей:
- проверку правильности выполнения объектом (системой) своих основных функций;
- своевременное обнаружение факта и места отказа;
- принятие эффективных решений по управлению объектом при возникновении отказа;
- прогнозирование возможных отказов и выбор необходимых мер по их предотвращению.
К этому можно добавить, что применение АСК обеспечивает повышение достоверности процессов передачи и обработки данных в информационно-управляющих системах.
Анализируя состав и характер функций, реализуемых с помощью АЭС, можно говорить об основных задачах автоматизированного контроля:
- определение технического состояния объекта контроля в текущий момент времени;
- определение места и причины возникновения отказа (задача технической диагностики);
- устранение неисправностей. В общем плане — принятие решения о необходимости регулировки, ремонта, в том числе применения лазерной резки металла. Заказать лазерную резку можно в компании «НеоЛазер» — контакты предприятия можно посмотреть на http://www.neolaser.ru/contact;
- определение технического состояния объекта контроля в будущий момент времени (прогнозирование отказов);
- накопление и обработка статистических данных о влиянии условий эксплуатации на технические характеристики объекта.
На рисунке ниже приведена обобщенная функциональная схема АСК, которая дает представление о том, с помощью каких технических средств должны решаться сформулированные выше задачи контроля. Как следует из данной схемы, получение исходной информации о состоянии объекта контроля обеспечивается с помощью блока измерительных устройств. В состав измерительных устройств входят как датчики входных и выходных сигналов (параметров) объекта, так и вторичные измерительные преобразователи, осуществляющие усиление и нормирование сигналов, приведение их к виду, более удобному для последующей обработки (непрерывный сигнал или цифровой код), компенсацию погрешностей датчиков и предварительную фильтрацию помех, вычисление ряда контролируемых параметров.
Обобщенная функциональная схема АСК
В ЭВМ (универсальной или специализированной) происходит сравнение контролируемых параметров с их предельно допустимыми значениями (границами поля допуска, уставками), формирование указанных допусков в соответствии с режимами работы оборудования и изменением внешних условий, экстраполяция значений отдельных параметров, принятие решения о работоспособности объекта в текущий или будущий момент времени. В АСК диагностического типа в ЭВМ записывается (хранится) испытательная программа, определяющая перечень необходимых проверок и очередность их выполнения, а также те формальные правила, применение которых позволяет локализовать возникшую неисправность.
Блок формирования зондирующих сигналов обеспечивает подачу на входы объекта некоторой совокупности управляющих воздействий, обеспечивающих тот или иной режим его работы. Эти сигналы часто называют стимулирующими (имитирующими, тестовыми, пробными). Данный блок управляется с помощью блока управления, который по командам из ЭВМ осуществляет изменение вида и уровня зондирующих сигналов, включение и подготовку к работе контролируемого объекта, последовательное подключение измерителей к соответствующим его выходам и др. По этим же командам проводится и управление работой блока исполнительных устройств, которые выполняют восстановительные функции по отношению к рассматриваемому объекту (включение резервных элементов, регулировку и т.п.).
Информация о фактическом состоянии объекта контроля, полученная с помощью измерительных устройств и обработанная в соответствии с определенным алгоритмом в ЭВМ, поступает далее в блок отображения выходной информации, где она преобразуется в форму, наиболее удобную для восприятия ее оператором или регистрации на соответствующих оконечных устройствах, входящих в состав АСК. При этом имеется в виду, что присутствие оператора вносит определенный элемент творчества и ответственности в работу АСК, способствует принятию правильных решений в сложных и непредвиденных ситуациях, позволяет оперативно менять программу контроля (а иногда и законы управления объектом) в соответствии с изменением обстановки.