Комплекс средств автоматизации ТПТС для построения систем нормальной эксплуатации и систем безопасности АЭС Гриценко С.Ю. ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ (РОСАТОМ) ВНИИА Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л.Духова Телефон: Факс: Сайт: E-mail: +7 (499) 978 78 03 +7 (499) 978 09 03 www.vniia.ru [email protected] 2 Гражданские направления ВНИИА Экологически безопасные нейтронные генераторы Разведка нефти, урана, золота и т.д.; обнаружение взрывчатых веществ Портативные Дефектоскопия, медицина, таможня рентгеновские генераторы Поставка в Россию, страны СНГ, Англию, США, Китай Приборы точного электровзрывания Многоточечный подрыв с заданной временной последовательностью Оборудование для учета и Ручные и стационарные мониторы контроля материалов учета и контроля, Геология, ядерных горнодобывающие отрасли, систем строительство таможня Датчики давления Измерение давления в жидких и газообразных Учет и контроль делящихся материалов средах Поставка на тепловые и атомные электростанции, предприятия Газпрома 3 Технические характеристики датчиков давления ТЖИУ406-М100-АС • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Диапазон измеряемых давлений от 0- 0,16 кПа до 0-100 МПа; Основная приведенная погрешность от ±0,1%, ±0,15%, ±0,25%, ±0,5%; Диапазон рабочих температур окружающей среды от –60°С до +80°С; Применение титановых сплавов в конструкции датчиков позволяет работать с агрессивными жидкостями и морской водой; Климатическое исполнение: УХЛ1, УХЛ3.1, У2, ТМ2, ТВ2, ТВ3, ТВ3.1 Наработка на отказ более 4 млн часов (по данным из эксплуатации); Вероятность безотказной работы – не менее 0,98; Назначенный срок службы не менее 15 лет для датчиков и сигнализаторов давления общепромышленного назначения и не менее 20 лет для датчиков давления в исполнении АС; Гарантийный срок 7 лет; Выходной сигнал: аналоговый (0-5 мА, 5-0 мА, 4-20 мА, 20-4 мА) с цифровым сигналом на базе HART-протокола или по протоколу MODBUS RTU c линией связи по RS485; Наличие гасителя пульсаций измеряемого давления; Наличие блока грозозащиты; Наличие встроенного фильтра подавления помех в выходном сигнале; Время отклика <50 мс; время установления <200 мс Степень защиты от воздействия пыли и воды: IP67; Межповерочный интервал: 5 лет; Электрическое питание от источника постоянного тока напряжением от 9В до 48В; Встроенный ЖК-индикатор с функцией подсветки и возможностью поворота на 360; Взрывонепроницаемая оболочка «1ExdIIBT4». 4 Референт лист датчики давления Соответствие всем предъявляемым требованиям и гибкая ценовая политика ФГУП «ВНИИА» обеспечили, на конкурсной основе, применение датчиков давления ТЖИУ406-М100-АС в следующих проектах атомных электростанций: - 1, 2 и 4 блоки Калининской АЭС; - 1 и 2 блок Нововоронежской АЭС-2; - 3 и 4 блоки Ростовской АЭС; - 1 и 2 блоки Ленинградской АЭС-2; - АЭС Бушер; - 3 и 4 блоки Курской АЭС, - Нововоронежская АЭС; - Смоленская АЭС; - Кольская АЭС; - Балаковская АЭС; - Билибинская АЭС. Разработанные по техническому заданию ОАО «Газпром» датчики давления ТЖИУ406, ТЖИУ406-М100 и сигнализаторы Садко-44 и Садко-107 применены в следующих проектах нефтегазового комплекса: - ОАО «Газпром» (Севергазпром, Газпром трансгаз Москва, Газпром трансгаз СПб, Газпром трансгаз Вогоград, Газпром трансгаз Самара); - АК «Транснефть»; - ОАО «Пермский моторный завод»; - ОАО «Сатурн-газовые турбины» и ряд других предприятий нефтегазового комплекса. 5 Гражданские направления ВНИИА Экологически безопасные нейтронные генераторы Разведка нефти, урана, золота и т.д.; обнаружение взрывчатых веществ Портативные Дефектоскопия, медицина, таможня рентгеновские генераторы Поставка в Россию, страны СНГ, Англию, США, Китай Приборы точного электровзрывания Многоточечный подрыв с заданной временной последовательностью Оборудование для учета и Ручные и стационарные мониторы контроля материалов учета и контроля, Геология, ядерных горнодобывающие отрасли, систем строительство таможня Датчики давления Измерение давления в жидких и газообразных Учет и контроль делящихся материалов средах Сертификационные и выездные Испытания на ЭМС испытания технических средств Поставка на тепловые и атомные электростанции, Газпрома по требованиямпредприятия ЭМС 6 Испытательный Центр (ИЦ) ФГУП «ВНИИА» Проведение испытаний для обеспечения устойчивого и безопасного функционирования оборудования систем, важных для безопасности, в условиях электромагнитных воздействий природного и техногенного происхождения: молниевые разряды; качество сети питания; радиочастотные поля; переходные и аварийные магнитные поля; электростатические разряды; геомагнитные токи; коммутационные помехи; режимы в энергосистеме; промышленные помехи в контурах заземления; высотный ядерный взрыв. 7 Гражданские направления ВНИИА Экологически безопасные нейтронные генераторы Портативные рентгеновские генераторы Разведка нефти, урана, золота и т.д.; обнаружение взрывчатых веществ Дефектоскопия, медицина, таможня Поставка в Россию, страны СНГ, Англию, США, Китай Оборудование для учета и контроля ядерных материалов Ручные и стационарные мониторы систем учета и контроля, таможня Приборы точного электроМноготочечный подрыв с заданной взрывания временной последовательностью Учет и контроль делящихся материалов Датчики давления Измерение давления в жидких и газообразных Геология, горнодобывающие отрасли,средах строительство Сертификационные и выездные Испытания на ЭМС испытания технических средств Поставка на тепловые и атомные электростанции, предприятия Газпрома Программно-технические средства ТПТС Атомная и тепловая энергетика по требованиям ЭМС Производство программнотехнических средств для АСУТП атомных и тепловых электростанций Атомная и тепловая энергетика 8 АСУТП АЭС НА БАЗЕ ТПТС Мозаичный щит ВИУР РС ВИУТ Начальник смены РС РС инженер по оборудованию РС УСБТ ПТК1 TPTS5 3 ПТК2 TPTS5 3 TPTS5 3 TPTS5 3 TPTS5 3 TPTS5 3 TPTS5 3 TPTS5 3 ... TPTS5 3 TPTS5 3 TPTS5 3 TPTS5 3 ... TPTS5 3 TPTS5 3 ... ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭНЕРГОБЛОКА ... Объем поставок ЗАВЕРШЕННЫЕ И ТЕКУЩИЕ ПРОЕКТЫ Россия Калининская АЭС (блок 3,4 – 1000 МВт) Ростовская АЭС (блок 2 – 1000 МВт) Белоярская АЭС (блок 4 – 800 МВт) Ростовская АЭС (блок 3 – 1000 МВт) Ленинградская АЭС-2 (блок1 – 1200 МВт) Нововоронежская АЭС-2 (блок 1 – 1200 МВт) Пермская ГРЭС (блоки 1, 2 – 800 МВт) Березовская ГРЭС-1 (блоки 1, 2 – 800 МВт) Среднеуральская ГРЭС (блок 10 – 300 МВт) Ставропольская ГРЭС (блок 5 – 300 МВт) Красноярская ТЭЦ-2 (блок 6 – 300 МВт) Сургутская ГРЭС-2 (блок 16 – 200 МВт) Калининградская ТЭЦ-2 (блок 2 – 450 MВт) Северо-западная ТЭЦ (блок 2 – 450 МВт) Ивановская ГРЭС (блоки 1, 2 – 435 МВт) Сакмарская ТЭЦ (блок 4 – 65 МВт) Мутновская ГЕОЭС (блоки 1, 2 – 25 МВт) Красноярская ТЭЦ-1 (блок 10) Волжская ТЭЦ-1 (блок1) Украина Змиевская ТЭС (блок 8 – 300 МВт) Киевская ТЭЦ-2 (блок 3) Казахстан ТЭС Аксу (блоки 3, 4 –300 МВт)) Сербия ТЭС Костолац (блок 2 – 100 МВт) Китай Атомные электростанции Иран АЭС Бушер (блок 1 – 1000 МВт) Индия АЭС Куданкулам (блоки1, 2 – 1000 МВт) ТЭС Обра (блоки 1, 2 – 55 МВт) Ирак ТЭС Харта (блоки 2, 3 – 200 МВт) ТЭС Юзифия(блоки 1, 2 – 100 МВт) Бангладеш Тепловые электростанции БУДУЩИЕ ПРОЕКТЫ Ростовская АЭС (блок 4 – 1000 МВт) Нововоронежская АЭС-2 (блок 2 – 1200 МВт) Ленинградская АЭС-2 (блок 2 – 1200 МВт) АЭС Куданкулам (блоки 3, 4 – 1000 МВт) Курская ЭС-2 (блоки 1…4 – 1200 МВт) Островецкая АЭС (блоки 1, 2 – 1000 МВт) Нижегородская АЭС (блоки 1, 2 – 1000 МВт) ТЭС Суйчжун (блоки 1, 2 – 800 МВт) ТЭС Горазал (блоки 1, 2 – 55 МВт) 10 Структура АСУТП э/б 3 Калининской АЭС Мозаичный щит СВБУ . . . УСБТ1 УСБТ2 TPTS5 2 Сервер УСБТ3 TPTS5 2 НЭ TPTS5 2 TPTS5 2 НЭ TPTS5 2 TPTS5 2 ЭЧСР ТКГ ХВО Система автоматизации ТПТС TPTS5 2 СВО TPTS5 2 TPTS5 2 Шлюзы TPTS5 2 TPTS5 2 TPTS5 2 Шина процесса Локальная шина TPTS5 1 TPTS5 1 ... Контроллеры Кроссы и промреле TPTS5 1 TPTS5 2 TPTS5 1 ... TPTS5 2 ... TPTS5 1 TPTS5 2 TPTS5 1 TPTS5 1 TPTS5 2 TPTS5 2 ... TPTS5 1 TPTS5 1 TPTS5 1 ... ... TPTS5 2 ... TPTS5 1 TPTS5 TPTS5 23 TPTS5 2 TPTS5 1 TPTS5 1 ... TPTS5 2 ... TPTS5 2 TPTS5 1 TPTS5 1 TPTS5 1 TPTS5 1 ... TPTS5 2 TPTS5 2 ... TPTS5 2 TPTS5 1 TPTS5 1 ... TPTS5 2 TPTS5 2 TPTS5 2 ... ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Реакторное отделение Машзал TPTS5 2 TPTS5 1 ... TPTS5 2 TPTS5 2 ... TPTS5 2 ... ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Прочие подсистемы 11 Эволюция аппаратуры ТПТС 12 Структура АСУ ТП на примере проекта э/б 1 ЛЕН АЭС-2 БПУ РПУ ТС ОДУ СВБУ АРМ ВИУ ВС АРМ ВИУТ АРМ ВИУР ТС ОДУ АРМ СКУ ПЗ АРМ СНЭ РПУ АРМ СБ РПУ Канал СБ 4 БШС Канал СБ 3 БШС Канал СБ 2 ПЗ АЗ-УСБИ АЗ-УСБИ БШС AREVA АЗ-УСБИ AREVA ПЗ АЗ-УСБИ AREVA ПЗ АЗ-УСБИ АЗ-УСБИ ... СНЭ ВБ ТПТС-НТ СКУ НЭ БШС БШС ТПТС-НТ ... ТПТС-НТ ТПТС-НТ ... ТПТС-НТ ТПТС-НТ ... ПТК ПУ ... AREVA ТПТС-НТ ТПТС-НТ ТПТС-НТ ТПТС-НТ ТПТС-НТ ТПТС-НТ AREVA ПТК ПУ ПТК ПУ ТПТС-ЕМ ТПТС-ЕМ ... ... ... ТПТС-ЕМ ... ... AREVA ... ПТК ПУ AREVA AREVA ... ... СНЭ ВБ СНЭ ВБ AREVA AREVA ТПТС-НТ БШС AREVA AREVA AREVA ТПТС-НТ AREVA AREVA AREVA СНЭ ВБ AREVA АЗ-УСБИ AREVA AREVA СКУ НЭ AREVA АЗ-УСБИ ... Канал СБ 1 ПЗ ТПТС-ЕМ ТПТС-ЕМ ТПТС-ЕМ ... ТПТС-ЕМ ТПТС-ЕМ ... ... ... ДАТЧИКИ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ КЭ СУЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭНЕРГОБЛОКА 13 Система менеджмента качества • Международный сертификат TÜV ZÜD Системы менеджмента качества ISO 9001:2008 в области разработки, изготовления сбыта и сервисного обслуживания оборудования ТПТС и датчиков давления ТЖИУ. • ФГУП «ВНИИА» – лауреат премии РФ в области качества • Сертификат «Атомвоенсерт» соответствия системы менеджмента качества ГОСТ Р ИСО 9001:2008 № ВР 23.1.34472010. 14 15 ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ (ТПТС-НТ) 16 Структура системы и распределение функций Шлюзы – организация обмена данными между ПА и верхним уровнем Шинная система EN Процессор автоматизации – реализация алгоритмов управления, заданных прикладной программой Шинная система ENL Интерфейсные модули – организация обмена данными между ПМ и ПА Модули связи с процессом – прием, обработка, воспроизведение сигналов, индивидуальное управление, временое разрешение событий 17 Номенклатура модулей связи с процессом Тип модуля Функции Технические характеристики Модуль ввода-вывода дискретных сигналов ТПТС55.1671 Прием дискретных сигналов; питание дискретных датчиков. Обслуживание табло и ламповой сигнализации. Разрешение последовательности входных дискретных сигналов . Количество: дискретных входов – до 32; дискретных выходов – до 20. Цикл работы модуля – ≤ 1 мс. Модуль измерения унифицированных сигналов тока ТПТС55.1661 Фильтрация. Диагностика измерительных каналов. Питание датчиков. Количество каналов измерения – 14. Погрешность измерения – ≤ 0,2 %. Время цикла программы модуля – 10 мс. Измерение сигналов тока 0/4 … 20 мА. Модуль измерения температуры, тока и напряжения ТПТС55.1662 Измерение температуры. Фильтрация (помеха промышленной частоты нормального и общего видов). Диагностика измерительных каналов. Питание датчиков (термометр сопротивления). Измерение сигналов тока и напряжения. Количество каналов измерения – 8; Поканальная потенциальная развязка – 1,5 кВ Напряжение изоляции канала измерения –1,5 кВ; Погрешность измерения – ≤ 0,2 %; Время цикла измерения – от 4 мс до 500 мс. Модуль аналогового вывода ТПТС55.1663 Вывод сигналов напряжения, тока. Диагностика каналов воспроизведения. Количество выходов – 14; Погрешность – ≤ 0,2%. Сигналы тока – 0/4 … 20 мА. Сигналы напряжения – 0/2…10В. Модуль управления регулирующим клапаном ТПТС55.1681 Реализация закона регулирования (PI, PID, P). Управление регулирующим клапаном. Два канала регулирования. Модуль индивидуального управления ТПТС55.1673 Контроль и управления исполнительными механизмами (запорная арматура, электродвигатель, насос, соленоидный клапан). До 4-х каналов управления. Модуль приема-передачи цифровой информации RS-L Связь с интеллектуальными датчиками и исполнительными механизмами по цифровому каналу. 2 независимых шины RS-485 (до 32 абонентов на каждой шине). 18 ПТК СКУ ВП э/б 1 ЛЕН АЭС-2 на тестовом полигоне ВНИИА 19 САПР GET-R1 Линейка меню Вкладки GET/HET Структура проекта Кнопка вызова библиотек Графическая схема Окно библиотек графических блоков Навигатор Журнал событий 20 Основные особенности ТПТС-НT Время реакции системы 100 … 200 мс (типовое значение). Передача по шине до 1 млн. аналоговых и 10 млн. дискретных параметров. Территориальное распределение аппаратуры по объекту автоматизации. Организация местных постов управления. Подсоединение любых полевых кабелей сечением от 0,1 до 2,5 мм2. Возможность резервирования внутри станции ввода/вывода. 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 – до 15 мс. Временное разрешение последовательности входных дискретных сигналов – 1 мс. Связь с интеллектуальными устройствами по локальным сетям RS-485 по стандартным сетевым протоколам. 21 ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ (ТПТС-СБ) 22 История развития УСБ на средствах ТПТС КЛН АЭС э/б 3, АЭС Бушер КЛН АЭС э/б 4 ПЛИС – программируемая логическая интегральная схема МП – микропроцессор 23 История развития УСБ на средствах ТПТС ЛЕН АЭС-2 э/б 1, НВО АЭС-2 э/б 1 БЕЛ АЭС э/б 4 1 канал 2 канал 3 канал 4 канал АЗ-ПЗ AREVA AREVA AREVA AREVA УСБТ AREVA AREVA AREVA AREVA Исп. часть УСБТ ТПТС (МП) ТПТС (МП) ТПТС (ПЛИС) ТПТС (ПЛИС) ПЛИС – программируемая логическая интегральная схема МП – микропроцессор 24 Структура интегрированной УСБ на базе ТПТС-СБ В ПЗ и систему НЭ (ТПТС-НТ) УСБ Диверсная Диверсная защита 4 Диверсная 3 защита Диверсная защита 2 защита 1 Устройство ввода и оцифровки Диверситет А Устройство ввода и оцифровки Диверситет Б Конвертор Конвертор Интерфейсное Конвертор устройство В СВБУ Шлюз Логическая обработка Диверситет А 4 11 2 3 Логическая обработка Диверситет Б 12 3 4 АЗ Устройство голосования 2V4 А Автоматика аварийной защиты АЗ Устройство голосования 2V4 Б Приоритетноеуправление управление Приоритетное управление Приоритетное Устройство приоритетного Устройство приоритетного Устройство приоритетного Приоритетное управление управления управления управления Автоматика аварийной защиты БПУ РПУ Проводные линии связи Исполнительные механизмы ИМ ИМ ИМ ИМ Цифровые линии связи Оптоволоконные линии связи Границы ТПТС-СБ 25 УСБ на базе ТПТС-СБ отвечает всем современным требованиям: Связь с двумя физически и гальванически разделенными пунктами управления (БПУ, РПУ). Интеграция УСБ и СНЭ (измерения и управление). Независимость каналов УСБ друг от друга и УСБ в целом от СНЭ. Отказоустойчивость УСБ (случайный отказ, отказ по общей причине, вторичный отказ, а также отказы, которые могут возникнуть в связи с техническим обслуживанием системы ). Принцип разнообразия на всех этапах выполнения функций УСБ. 26 Отличительные особенности программно-технического комплекса ТПТС-СБ Средства, обеспечивающие аппаратное разнообразие модулей Наименование модуля Модуль ввода унифицированных сигналов тока Диверситет А Диверситет Б Микроконтроллер TI ARM АЦП Maxim Микроконтроллер Freescale PPC АЦП Analog Device Микроконтроллер TI ARM ЦАП Maxim Микроконтроллер Freescale PPC ЦAП Analog Device Модуль приоритетного управления Микроконтроллер TI ARM Устройство управления ПЛИС Altera Процессорный модуль автоматизации Микропроцессор Xilinx ARM + ПЛИС Микропроцессор Freescale PPC Hilscher NetX Устройство управления ПЛИС Xilinx Устройство управления ПЛИС Altera Модуль ввода сигналов термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления Модуль вывода унифицированных аналоговых сигналов Модуль ввода-вывода дискретных сигналов Модуль голосования Модуль связи по протоколу Modbus Модуль межканального обмена Преобразователь интерфейсов контроллера Модуль интерфейсов RS-485 27 Отличительные особенности программно-технического комплекса ТПТС-СБ Средства, обеспечивающие программное разнообразие модулей Наименование модуля Модуль ввода унифицированных сигналов тока Модуль ввода сигналов термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления Диверситет А Средства разработки программ: IAR EWARM, IAR VisualSTATE Диверситет Б Средства разработки программ: CodeWarrior, Esterel SCADE SUITE Модуль вывода унифицированных аналоговых сигналов Модуль ввода-вывода дискретных сигналов Модуль приоритетного управления Процессорный модуль автоматизации Модуль голосования Модуль связи по протоколу Modbus Модуль межканального обмена Преобразователь интерфейсов контроллера Модуль интерфейсов RS-485 Средства разработки ПЛИС: QUARTUS Средства разработки программ: Xilinx Software Development Kit Средства разработки ПЛИС: Xilinx Platform Studio Средства разработки программ: CodeWarrior, Esterel SCADE SUITE, Hitex Development Tools HITOP Средства разработки ПЛИС: QUARTUS 28 Заключение Комплекс программно-технических средств ТПТС обеспечивает возможность построения современных АСУ ТП АЭС, отвечающих всем современным международным требованиям. Применение ТПТС позволяет использовать опыт, наработанный при проектировании и эксплуатации более чем 40 тепловых и атомных станций российского дизайна как в России, так и за рубежом. Применение ТПТС упрощает эксплуатацию, т.к. поддержка осуществляется одним изготовителем. 29 Благодарю за внимание! Телефон: Сайт: E-mail: +7 (499) 972 83 63 www.vniia.ru [email protected]
© Copyright 2022 DropDoc