ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ НЕЙТРОННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
НА »
, ,
», г. Железногорск
E-mail: *****@***ru
Радиохимическое производство на «Горно-химическом комбинате» было введено в эксплуатацию в 1964 году. Оборудование существующих систем контроля и управления устарело морально и физически, что снижает надежность производства и увеличивает эксплутационные расходы. Также ужесточаются законодательные требования в плане повышения экологической и промышленной безопасности на предприятии. Для обеспечения требований сегодняшнего дня и дальнейшей перспективы необходимо модернизировать существующие технических средства АСУ и АСУ ТП, что позволит значительно расширить возможности контроля над ходом технологического процесса, сделает систему универсальной и мобильной, качественно изменит принципы управления и контроля.
В настоящее время на предприятии происходит поэтапная замена щитовых систем контроля и управления на современные микропроцессорные средства и операторские станции, что позволяет повысить надежность, быстродействие и уменьшить затраты на содержание и ремонт технических средств. Поэтапный подход к вводу системы в эксплуатацию позволяет избежать значительных капитальных затрат на начальной стадии работ по модернизации АСУТП и сохранить работоспособность существующей системы.
Одной из таких систем является «Система нейтронного технологического контроля СНТК» одного из отделений радиохимического завода ГХК, принятая в опытно-промышленную эксплуатацию.
СНТК обеспечивает измерение плотности потока (потока) нейтронов, характеризующей концентрацию (массу) плутония в растворах в технологических аппаратах (далее – аппаратах) отделения, с подготовкой и передачей информации в систему централизованного технологического контроля (далее СЦК) завода на автоматизированные места (АРМ) и формирование сигналов блокировок на исполнительные устройства блокировок.
Заменяемая система построена на базе самопишущих приборов КС2, на базе радиометров РНС-63Б (год выпуска: ) и измерителей счета УИО-01 (год выпуска: , срок службы – 5 лет). Прибор РНС-63Б состоит из пульта ПИ-63Б, выносного блока ВБ-02, линии связи и датчика. Пульт ПИ-63Б реализован на радиоламповых усилителях и промышленностью не выпускается. Износ приборов требовал провести модернизацию системы с возможностью расширения ее функций и задач.
Основанием для разработки послужил протокол совещания о модернизации системы концентрации плутония в технологических растворах РХЗ № /81 от 01.01.2001.
ЛВС СНТК-54 строится по иерархическому принципу как указано на рисунке 1. В соответствии с техническим заданием система имеет распределенную структуру и включает в себя технические средства двух уровней:
- нижний уровень – устройства детектирования (УДПН-1) и клеммные коробки (КК);
- верхний уровень – централизованные устройства сбора, обработки и представления информации.
Нижний уровень состоит из устройств детектирования УДПН-1 предназначенных для измерения плотности потока (потока) тепловых нейтронов и преобразования в кодированный сигнал интерфейса RS-485УДПН (из ряда УДПН-111, УДПН-114 и УДПН-118), в состав которых входят:
- модули блока детектирования типа МБД-6 (из ряда МБД-611, МБД‑614 и МБД‑618) с установленными в них счетчиками нейтронов. МБД располагаются на объекте в карманах технологических аппаратов;
- устройства преобразования типа УПМИ-01. Устройства преобразования предназначены для усиления, амплитудного отбора импульсов, регистрации частоты импульсов, подготовки и передачи информации на автоматизированное рабочее место и обеспечения напряжениями электропитания счетчика нейтронов и импульсного усилителя. УПМИ располагаются на объекте в поддонах контрольно-измерительных приборов технологических аппаратов.
Каждое УДПН подключено через клеммную коробку (КК) к концентратору цифровой информации (КЦИ) по локально информационной сети (ЛИС).
Верхний уровень обеспечивает централизованный сбор и окончательную обработку кодированных сигналов, отображение текущих значений контролируемых параметров, формирование управляющих сигналов исполнительными устройствами блокировок, выполнение диагностических операций и обмен информацией с системой центрального технологического контроля (СЦК). Система осуществляет обмен информацией с СЦК, существующей на РХЗ в виде локальной технологической сети ПЭВМ, посредством механизма обмена данными OLE for Process Control (OPC).
Рисунок 1 – Принципиальная схема СНТК
Верхний уровень системы состоит из конструктивно объединенных контроллера блокировок (КБ) и КЦИ, АРМТ, АРМ КИП и сервера архивирования. АРМ выполнены на базе IBM PC-совместимых промышленных компьютеров. Для бесперебойного питания устройств верхнего уровня и поддержания его в случае исчезновения основного питания на непродолжительное уровня объединены время применяются источники бесперебойного питания (ИБП).
Технические средства верхнего уровня объединены в локальную вычислительную сеть (ЛВС) с использованием коммуникационного оборудования. ЛВС обеспечивает информационную связь между АРМ, коммутатором и КЦИ посредством электрических кабелей типа FTP категории 5.
Средства вычислительной техники обеспечивают централизованный сбор и вторичную обработку кодированных сигналов, отображение текущих значений контролируемых параметров, выполнение диагностических операций как представлено на рисунке 2.
Индикация диалогового окна системы позволяет регистрировать отказы элементов технических средств, в следующих случаях:
- снижение или отключение напряжения питания промышленной сети;
- повреждение ЛВС;
- повреждение ЛИС;
- неисправность АРМ;
- неисправность сервера;
- неисправность КЦИ;
- неисправность КБ;
- неисправность одного из УД.
Во время функционирования режима индикации отказов, система продолжает выполнять основные свои функции, исправными элементами технических средств. После устранения неисправности система автоматически переходит в нормальный режим работы.
В качестве средств вычислительной техники используются автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора-технолога отделения (далее – АРМ-Т). АРМ инженера по КИП и А (далее – АРМ КИП), АРМ начальника смены цеха 1 (далее – АРМ НСЦ) и сервер архивирования (далее – сервер).
АРМ выполнены на базе IBM PC-совместимого промышленного компьютера. Сервер выполнен на базе промышленного сервера типа HP ProLiant ML370.
В режиме нормальной эксплуатации контроль технологических параметров осуществляется посредствам информации представленной на мониторах АРМ-Т и АРМ КИП как указано на рисунке 3.
На видеомониторе АРМ-Т отображаются:
- структура объекта контроля в виде технологической мнемосхемы отделения;
- подробная информация (информационные таблицы текущих значений контролируемых параметров, графики и гистограммы) отображающая изменение контролируемых параметров за заданный промежуток времени;
- текстовая справочная и рекомендательная информация по конкретным событиям и объекту контроля;
- все аварийные события сопровождаются изменениями цвета на мнемосхеме и двумя различными типами звуковой сигнализации:
- аварийная звуковая сигнализация при отказе элементов КТС;
- аварийная звуковая сигнализация при срабатывании блокировок;
- прочая информация, необходимая для оперативной работы персонала.
На экране АРМ КИП отображается:
- обобщенная структура объекта контроля в виде мнемосхемы отделения;
- подробная информация (информационные таблицы текущих значений контролируемых параметров, графики и гистограммы, «паспортные» данные контрольной точки) отображающая изменение контролируемых параметров за заданный промежуток времени;
- подробная схема выделенного участка с местами расположения контрольных точек и текущими значениями параметров отделения;
- обобщенная информация о работоспособности устройств системы, а в случае возникновения неисправности, формируются текстовое и звуковое сообщение.
Рисунок 2 – Диалоговое окно СНТК
Рисунок 3 – Обзорный экран СНТК
Мнемоническая информация об отказах и нарушениях ведения технологического процесса отображается мигающим светом и сопровождается соответствующим звуковым сигналом до подтверждения принятия этой информации. После подтверждения до устранения нарушения сигнал включен выделенным цветом без звукового сопровождения.
Непрерывный контроль работоспособности комплекса технических средств является одной из основных функций системы, обеспечивающей ядерную безопасность технологического процесса.
Эта функция реализована с помощью программного обеспечения на основе следующих правил:
- отсутствие импульсных сигналов от МБД или кодированных сигналов от УПМИ воспринимается как отказ ИК;
- наличие импульсных сигналов от МБД или кодированных сигналов от УПМИ при отключенном источнике питания воспринимается как отказ ИК;
- аномальное увеличение или уменьшение частоты импульсных сигналов от МБД или кодированных сигналов от УПМИ за период постоянной времени технологического процесса воспринимается как сбой или отказ ИК;
- отклонение от паспортизованных дискриминационных характеристик ИК воспринимается как сбой или отказ ИК;
- отклонение значений показаний ИК от реперных воспринимается как сбой или отказ ИК.
В данное время проводится опытная эксплуатация системы измерения на аппаратах ядерно-опасных отделений параллельно существующим каналам измерения (подвески опущены в резервные проходки).
Модернизация СНТК ядерных материалов позволит повысить надежность средств измерения параметров ядерной безопасности на РХЗ, а также улучшить условия ядерной безопасности и усовершенствовать систему учета и контроля ядерных материалов, а применение распространенных программных и технических средств обеспечивает доступность, взаимозаменяемость и безопасность созданной системы. Внедрение системы повысит оперативность и достоверность получения информации, средства SCADA-системы позволят анализировать ход технологического процесса и в рабочем режиме обращаться к архивным данным.
