Декомпозиция алгоритмов управления и сбора информации в технологической системе.

Общепризнанным направлением в развитии архитектур современных и перспективных АСУ ТП АЭС является распределённость и децентрализация управления технологическими процессами.

Каждая технологическая подсистема или установка в составе системы имеет контур локального управления (регулирования, стабилизации), функцией которого является поддержание некоторого параметра в соответствии с заданным значением. При наступления нового события (выхода некоторого параметра за пределы порогового значения) во многих практически важных ситуациях существует несколько вариантов стабилизации процесса. В простых случаях система управления вычисляет новые значения уставок и сообщает их оператору, который принимает решение об их применении.

В сложных случаях действия оператора не поддаются формализации и их результат зависит от опыта и искусства оператора.

Процесс решения сложной задачи довольно часто сводится к решению нескольких более простых подзадач. Соответственно при разработке сложного алгоритма он может разбиваться на отдельные алгоритмы, которые называются вспомогательными. Ка­ждый такой вспомогательный алгоритм описывает решение ка­кой-либо подзадачи.

Процесс построения алгоритма методом последовательной де­тализации состоит в следующем. Сначала алгоритм формулирует­ся в «крупных» блоках (командах), которые могут быть непонят­ны исполнителю (не входят в его систему команд) и записывают­ся как вызовы вспомогательных алгоритмов. Затем происходит детализация, и все вспомогательные алгоритмы подробно распи­сываются с использованием команд, понятных исполнителю.

Алгоритмы управления и сбора информации в технологически системе целесообразно разделить на семь параллельно работающих групп алгоритмов (автоматов) (рис. 3.3).

Рис. Схема управления технологической системой.

 

1. Аварийные защиты А₁ описывают ситуации, соответствующие ядерной или пожарной опасности, и действия (команды) на исполнительные механизмы (ИМ), направленные на предотвращение со­здавшейся ситуации

2 Технологические защиты А₂ описывают ситуации, угрожающие — сохранности технологического оборудования, и действия (команды) на исполнительные механизмы, направленные на предотвращение разрушения оборудования

3. Технологические блокировки А₃ (одношаговые или многоша­говые) определяют действия (операции) над исполнительными ме­ханизмами для поддержания технологических параметров (темпе­ратуры, давления, расхода и т. д.) на заданном уровне или в задан­ии пределах. Другое название алгоритмов А₃ - программно-логическое управление.

4. Дистанционное управление от оператора А₄ - действия и усло­вия их осуществления над исполнительными механизмами по коман­дам от оператора.

5. Регуляторы А₅ - автоматы, осуществляющие поддержание не­которого технологического параметра в соответствии с заданием (управлением) по одному из законов (П, ПИ, ПИД). С точки зрения реализации автоматы А₅ - это множество вычислительных проце­дур, реализующих заданный закон регулирования (П. ПИ, ПИД и т.д.) и условия включения и отключения регулятора.

6. Информационные автоматы формирования событий А₆ - это процедуры, задающие правила установления факта события по каждому параметру, исполнительному механизму и алгоритмам управ­ления A₁ - A₅.

7. Диагностические автоматы А₇ - процедуры, осуществляющие функции первичной локальной диагностики исполнительных меха­низмов, датчиков, локальных процессов.

Каждый автомат А₁ - А₅ представляет собой набор параллельно непротиворечиво работающих процедур, вырабатывающих управляющие воздействия на исполнительные механизмы. Автоматы А₁- А₇ работают также параллельно, и детерминизм воздействия обеспечивается на основе арбитража в соответствии с приоритета­ми в специальных блоках,- приоритетных автоматах (ПА), команды от последних поступают в исполнительные автоматы (ИА), осуществляющие управление элементарными операциями исполнительных механизмов. Последние блоки одинаковы для всех исполнительных механизмов одного типа.

Общая схема управления технологической системой. Каждый автомат А₁-А₅ независимо от других просматривает собственную базу данных, содержащую текущие значения сигналов от датчиков объекта, сигналы от других систем либо команды от оператора, и по ним вычисляет предварительные управляющие воздействия на собственные исполнительные механизмы, которые поступают на приоритетные автоматы, а последние вырабатывают управляющие действия или сохраняют предыдущие.

Реализация дистанционного управления в рассматриваемой схеме осуществляется также на уровне управления технологической системой, поэтому помещать его на уровень (блок) операторского интерфейса нецелесообразно.

Процедуры А₆ работают одновременно с остальными автоматами осуществляют информационную связь системы управления технологической системой с другими компонентами АСУ ТП.

 

 

1. Классификация процессов функционирования энергоблока АЭС. Типовые алгоритмы управления

Классификация процессов функционирования энергоблока:

стационарные процессы — поддержание параметров, обеспечивающих про­ектную работу технологического оборудования;

многократные, систематически повторяющиеся технологические процес­сы — поддержание водно-химического режима, борное регулирование, вывод/ ввод оборудования в соответствии с графиком ремонта и т.п.;

однократные длительные технологические процессы при нормальной экс­плуатации — пуск и останов энергоблока;

быстропротекающие процессы с нарушением условий нормальной эксплу­атации — отключение части оборудования;

быстропротекающие процессы при возникновении исходных событий про­ектных аварий.

В зависимости от режима функционирования существенно меняется содер­жание задач управления. Так, при работе в режимах пуска и останова энерго­блока, изменения мощности задачей системы управления является проведение переходных режимов с требуемым качеством и в определенных временных ин­тервалах. Основной задачей при этом является обеспечение безопасного управ­ления энергоблоком.

При работе в базовом режиме задачей системы управления является под­держание требуемого стационарного состояния на неограниченном интервале времени. Основная задача — стабилизация режима и поддержание динамиче­ского баланса мощностей в элементах энергоблока.