1 / 40

Эволюция программно-технических средств низовой автоматики АСУ ТП АЭС

Эволюция программно-технических средств низовой автоматики АСУ ТП АЭС. ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ «РОСАТОМ» ФГУП "ВНИИА". В.Л.Кишкин. Эволюция аппаратуры. Источники эволюционного развития аппаратуры ТПТС. Опыт применения ТПТС на объектах атомной и тепловой энергетики;

kapila
Download Presentation

Эволюция программно-технических средств низовой автоматики АСУ ТП АЭС

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Эволюция программно-технических средств низовой автоматики АСУ ТП АЭС ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ «РОСАТОМ» ФГУП "ВНИИА" В.Л.Кишкин

  2. Эволюция аппаратуры

  3. Источники эволюционного развития аппаратуры ТПТС • Опыт применения ТПТС на объектах атомной и тепловой энергетики; • Отзывы, замечания и предложения потребителей; • Передовые тенденции в области построения АСУ ТП; • Передовые решения мировых лидеров в области создания и производства КСА; • Тенденции развития технологий производства электронной аппаратуры и элементной базы.

  4. Цели эволюционного развития аппаратуры ТПТС • Повышение производительности системы, сокращение времени реакции • Расширение функциональных возможностей (ЭЧСР,ТКГ, УСБ…) • Возможность сочетания в одной стойке функциональных модулей, кроссов, источников питания 220в, дисплеев и т.д. • Разнообразие компоновочных решений (стойки одно- и двухстороннего обслуживания, выносные удаленные контроллеры и т.д.) • Расширение номенклатуры подсоединяемых кабелей (от 0,5 до 2,5 мм2) без кросс-стоек • Создание интегрированной УСБ

  5. Принципы эволюционного развития аппаратуры ТПТС • Полное сохранение функциональных возможностей аппаратуры предыдущего поколения • Совместимость информационной среды (физический уровень, форматы телеграмм) • Постепенное введение апробированных и испытанных новых элементов системы • Сохранение и дальнейшее развитие САПР

  6. Некоторые достижения в процессе развития аппаратуры ТПТС • Пропускная способность системной информационной шины увеличена в 40 000 раз • Разработаны специальные программно-технические средства для реализации функций ЭЧСРи температурного контроля генератора. • САПР GET-R переведен на платформу LINUX, что позволило существенно удешевить его • Разработаны средства сопряжения (кросс-стойки и стойки промежуточных реле) • Разработаны программно- технические средства для связи с интеллектуальными датчиками и приводами по цифровому каналу. • Аппаратура ТПТС аттестована для применения в системах безопасности по классу 2У • GET-R аттестован немецким Институтом проблем безопасности (ISTek) как средство для проектирования систем безопасности • Разработана, затем модернизирована система электропитания, адаптированная к требованиям для АЭС.

  7. Источник питания стойки ТПТС52.2400

  8. Источник питания для модернизированной стойки питания

  9. TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 Нижний уровень АСУ ТП на средствах ТПТС51 Шина верхнего уровня Шлюзы сопряжения с шиной верхнего уровня ШС ШС ШС Сопряжения сегментов шины СШС СШС Шина CS275 (250 Кбод) Шина SINEC L2 (1 Мбод) ПС ПС ПС ПС ПС ПС СП СП СП Контроллеры и стойки электропитания . . . . . . . . . Полевые кабели и стойки кроссовые и релейные ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

  10. TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 TPTS51 Нижний уровень АСУ ТП на средствах ТПТС-Е Шина верхнего уровня Шина EN (100 Мбод) ПС ПС ПС ПС ПС СП СП СП Контроллеры и стойки электропитания . . . . . . . . . RS-485 RS-485 RS-485 RS-485 RS-485 RS-485 Полевые кабели и стойки кроссовые и релейные ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

  11. СТРУКТУРА ЦИФРОВОЙ УСБТ НА ОСНОВЕ ТПТС-Е Канал 1 Канал 2 Канал 3 БПУ РПУ ... ... ... ... ... Шина ENS Шина EN нормальной эксплуатации к ПТК НЭ

  12. Комплекс средств автоматизации (КСА) ТПТС-НТ

  13. Функциональная структура ТПТС-НТ К шинной системе ВУ Ш Ш Шлюзы связи с ВУ Связь серверов между собой и верхним уровнем АСУТП Шинная система EN Ср1 Срn прикладные программы (защиты, блокировки, сигнализация, ФГУ), приема и передачи данных по шинам EN и ENL. ЕМ ЕМ Серверы СА СА ... Шинная система ENl S S СВВ1 СВВ8 СВВ1 СВВ8 Сбор данных от ПМ и передача в СМ, Прием данных от СМ и рассылка по ПМ.диагностика Интерфейсные модули ИМ ИМ ИМ ИМ ... ... Станции ввода-вывода Базовые функции – прием, обработка и выдача сигналов, индивидуальное управление, временное разрешение событий, диагностика Модули связи с процессом ПМ1 ПМ1 ПМ16 ПМ16 ПМ16 ПМ16 ПМ1 ПМ1 ... ... ... ...

  14. Резервирование К шинной системе ВУ Шлюзы связи с ВУ Ш Ш Ш Ш Связь серверных модулей между собой и верхним уровнем АСУТП Шинная система EN ЕМ ЕМ прикладные программы (защиты, блокировки, сигнализация, ФГУ), приема и передачи данных по шине Ethernet 100. СА СА Серверы S S Шинная система ENl СВВ1 СВВ8 Сбор данных от ПМ и передача в СМ, Прием данных от СМ и рассылка по ПМ.диагностика Интерфейсные модули ИМ1 ИМ2 ИМ1 ИМ2 Базовые функции – прием, обработка и выдача сигналов, индивидуальное управление, временное разрешение событий, диагностика Станции ввода-вывода Модули связи с процессом ПМ16 ПМ1 ПМ1 ПМ16 ... ...

  15. Номенклатура модулей связи с процессом

  16. Конструкция модуля связи с процессом Модуль формата 3U с фронтальным расположением полевого соединителя Светодиодные индикаторы (мастер-резерв, отказ) Передняя панель Шина ввода-вывода (Х1) Плавкий предохранитель Полевой соединитель (Х2) Разъем плоского шлейфа (разъемное подсоединение к клеммникам шкафа) "Фронт-штеккер" с пружинными клеммниками (прямое подсоединение полевых кабелей)

  17. Модуль ввода токовых сигналов

  18. Модуль приема сигналов датчиков температуры

  19. Модуль ввода дискретных сигналов

  20. Станция ввода-вывода

  21. Функциональная структура ТПТС-NT К шинной системе ВУ Ш Ш Шлюзы связи с ВУ Связь серверов между собой и верхним уровнем АСУТП Шинная система EN прикладные программы (защиты, блокировки, сигнализация, ФГУ), приема и передачи данных по шинам EN и ENL. Серверы СА СА ... Шинная система ENL СВВ1 СВВ8 СВВ1 СВВ8 Сбор данных от ПМ и передача в СМ, Прием данных от СМ и рассылка по ПМ.диагностика Интерфейсные модули ИМ ИМ ИМ ИМ ... ... Станции ввода-вывода Базовые функции – прием, обработка и выдача сигналов, индивидуальное управление, временное разрешение событий, диагностика Модули связи с процессом ПМ1 ПМ1 ПМ16 ПМ16 ПМ16 ПМ16 ПМ1 ПМ1 ... ... ... ...

  22. Резервированный вариант Нерезервированный вариант +24V +24V +24V Станция ввода-вывода ENL ENL ИМ1 ИМ к серверу ПМ1 ПМ2 ПМ16 ПМ2 ПМ16 ПМ1 к серверу . . . . . . УЗП1 УЗП УЗП2 ENL ИМ2 ПМ – модуль связи с процессом. Прием и выдача дискретных и аналоговых сигналов, выполнение базовых функций автоматизации (фильтрация, индивидуальное управление, регулирование и т.д.), временное разрешение событий,диагностика аппаратной части и линий связи. ИМ – интерфейсный модуль. Сбор информации с ПМ, связь с сервером УЗП – Устройство защиты по питанию. Обеспечивает отключение шины питания модулей при коротком замыкании или превышении входного напряжения. Связь интерфейсного модуля с модулями процесса – последовательно-радиальная, т.е. к каждому модулю идет отдельная последовательная шина. При этом, возможна одновременная передача информации по всем шинам. Крейт 3U одностороннего обслуживания Станция ввода-вывода – автономное самодостаточное устройство, способное функционировать как в составе шкафов ТПТС-НT, так и в других системах, поддерживающих конструктивные требования 19"-стандартов.

  23. Внешний вид станции ввода-вывода

  24. Сервер

  25. Функциональная структура ТПТС-NT К шинной системе ВУ Ш Ш Шлюзы связи с ВУ Связь серверов между собой и верхним уровнем АСУТП Шинная система EN Ср1 Срn прикладные программы (защиты, блокировки, сигнализация, ФГУ), приема и передачи данных по шинам EN и ENL. ЕМ ЕМ Серверы СА СА ... Шинная система ENL S S СВВ1 СВВ8 СВВ1 СВВ8 Сбор данных от ПМ и передача в СМ, Прием данных от СМ и рассылка по ПМ.диагностика Интерфейсные модули ИМ ИМ ИМ ИМ ... ... Станции ввода-вывода Базовые функции – прием, обработка и выдача сигналов, индивидуальное управление, временное разрешение событий, диагностика Модули связи с процессом ПМ1 ПМ1 ПМ16 ПМ16 ПМ16 ПМ16 ПМ1 ПМ1 ... ... ... ...

  26. Сервер Шина EN (резервированная) к другим серверам и шлюзам Шина ENL (резервированная) к станциям ввода-вывода A B A B V24 Связь с резервным сервером PM FM-C EN-C USB =24В Связь с инженерным пультом

  27. Сервер управляющих систем безопасности Шина EN (резервированная) к другим серверам и шлюзам Шина ENL (резервированная) к станциям ввода-вывода A B A B V24 PM FM-C EN-C Связь с резервным сервером =24В USB Связь с инженерным пультом EN-S EN-S EN-S Шина ENS (6 независимых каналов)

  28. к ПТК НЭ Шина EN нормальной эксплуатации Шина ENS СТРУКТУРА ИНТЕГРИРОВАННОЙ ЦИФРОВОЙ УСБ НА ОСНОВЕ ТПТС-НТ Канал 1 Канал 2 Канал 3 Канал 4 БПУ РПУ ... ... ... ... ... ...

  29. Сервер систем нормальной эксплуатации Локализованный Нерезервированный Резервированный или два нерезервированных EN-C связь с шиной EN FM-C Общее управление и прикладные алгоритмы PM Модуль питания Совмещенный Нерезервированный Резервированный Модули ввода-вывода Модули УЗП Модули ввода-вывода Модули УЗП Модули процесса (8) Модули процесса (8)

  30. Сервер управляющих систем безопасности EN-S EN-C FM-C PM

  31. Компоновочные решения

  32. Шкафы ТПТС-НТ Шкаф Н600-21 двухстороннего доступа Шкаф Н600-11 одностороннего доступа Шкаф Н1000-21 двухстороннего доступа 600 1000 600 600 300 400 2200 2200 2200

  33. Шкафы ТПТС-НТ уменьшенной высоты Шкаф ШН600-22 двухстороннего доступа Шкаф ШН600-12 одностороннего доступа 600 600 600 300 1800 1800

  34. Дублированная система электропитания =~220В Варианты односторонней компоновки в шкафах Н600 Станция ввода-вывода Сервер Коммутаторы ENL, оптические адаптеры Станция ввода-вывода Клеммники полевых кабелей Клеммники полевых кабелей до 1000 внешних подключений до 500 внешних подключений до 500 внешних подключений б) Питание от ~220 В и возможность размещения сетевого оборудования в) Комбинация серверов и СВВ с сетевым оборудованием а) максимум внешних подключений

  35. Варианты односторонней компоновки в шкафах Н600 Дублированная система электропитания =~220В Дублированная система электропитания =~220В Станция ввода-вывода Клеммники полевых кабелей Панельный компьютер Комбинированный сервер Сервер(шлюз) Коммутаторы ENL Клеммники полевых кабелей Коммутаторы ENL(EN), оптические адаптеры до 64 станцийввода-вывода до 48 станцийввода-вывода до 250 внешних подключений а) Размещение серверов и/или шлюзов и сетевого оборудования б) То же с питанием от 220 В в) Местный щит управления с питанием от 220 В

  36. Дублированная система электропитания =~220В Примеры компоновки в шкафах Н1000 Станция ввода-вывода Крейт реплика-ции Коммутаторы ENL, оптические адаптеры Панельный компьютер Клеммники полевых кабелей Сервер Коммутаторы, оптические адаптеры Клеммники полевых кабелей Сервер или шлюз до 2000 внешних подключений до 1500 внешних подключений до 500 внешних подключений б) То же с питанием от 220 В в) Местный щит управления а) Станции ввода-вывода с сервером или шлюзом и сетевым оборудованием

  37. Дублированная система электропитания =~220В Варианты компоновки с непосредственным подключением полевых кабелей (до 0,8 мм2) в шкафах Н1000 Резервное место Сервер или шлюз Панельный компьютер Коммутаторы, оптические адаптеры Сервер Коммутаторы, оптические адаптеры Станция ввода-вывода Станция ввода-вывода Полевые кабели до 2000 внешних подключений до 2000 внешних подключений до 1000 внешних подключений б) То же с питанием от 220 В в) Местный щит управления с питанием от 220 В а) Станции ввода-вывода с сервером или шлюзом и сетевым оборудованием

  38. Варианты компоновки в шкафах Н600 уменьшенной высоты. Дублированная система электропитания =~220В Станция ввода-вывода Сервер Клеммники полевых кабелей Коммутаторы, оптические адаптеры Станция ввода-вывода Полевые кабели до 500 внешних подключений до 250 внешних подключений до 500 внешних подключений б) Питание от ~220 В и возможность размещения сетевого оборудования в) Сервер, с сетевым оборудованием, СВВ с непосредственным подключением а) максимум внешних подключений

  39. Основные особенностиТПТС-НT • время реакции системы в пределах 100…200 мс • возможность решения локальных задач с ограниченным количеством входных сигналов (10….30) и повышенными требованиями ко времени реакции (5…10 мс) • территориальное распределение аппаратуры по объекту автоматизации • организация местных постов управления • удаленные контроллеры, встраиваемые в оборудование других изготовителей • подсоединение любых полевых кабелей сечением от 0,1 до 2,5 мм2 • реализация функциональных шкафов с одно- и двухсторонним обслуживанием • Гибкие схемы компоновки, обеспечивающие рациональность применения аппаратуры для автоматизации объектов различных масштабов – от отдельных технологических установок до атомных энергоблоков • малый цикл измерения унифицированных аналоговых сигналов - от 5 мс • временное разрешение последовательности входных дискретных сигналов - 1 мс • связь с интеллектуальными устройствами по локальным сетям RS485 по стандартным сетевым протоколам

  40. Эволюционное развитие аппаратуры нижнего уровня теплотехнического контроля обуславливает: • Преемственность в проектировании и эксплуатации; • Упрощение продления сроков эксплуатации энергоблока; • Повышение уровня унификации оборудования энергоблоков России в течение длительного периода эксплуатации. • Снижение затрат при проектировании, сооружении и эксплуатации АЭС • Удешевление сервисного обслуживания. • Упрощение модернизации в процессе эксплуатации Заключение

More Related