1 Институт проблем управления РАН им. В.А.Трапезников Интеграция АСУ ТП и системы верхнего уровня АЭС технология и опыт ИПУ РАН. - презентация

1 1 Институт проблем управления РАН им. В.А.Трапезников Интеграция АСУ ТП и системы верхнего уровня АЭС технология и опыт ИПУ РАН

2 2 История вопроса. Создание систем верхнего блочного уровня для АЭС «Бушер» ИПУ РАН впервые в России разработал и защитил перед Инозаказчиком Технический проект (ТП) компьютеризированной системы верхнего блочного уровня управления (СВБУ) АСУ ТП АЭС класса 3НУ, на основании которого были созданы: 2002 – Открытая операционная система LICS, принятая для применения на АЭС 2003 – Прикладная программная платформа «Рабочее программное обеспечение и Конфигуратор», принятая для применения на АЭС – Программно-технические средства (ПТС) и программно-технический комплекс (ПТК) СВБУ АСУ ТП АЭС «Бушер» (разработчик и поставщик НИИИС) – 2005 – проведен полный комплекс испытаний СВБУ АСУ ТП АЭС «Бушер» на полигонах ЭНИЦ и НИИИС и осуществлена поставка ПТК на площадку АЭС «Бушер» 2006 – было проведено на площадке включение СВБУ АСУ ТП АЭС «Бушер» и начата интеграция с низовыми ПТК (СВБУ было готово к подключению низовых ПТК первым) С момента включения СВБУ практически все пусконаладочные работы, как в части АСУ ТП, так и в части опробования технологического оборудования нормальной эксплуатации осуществлялось через СВБУ. До настоящего времени СВБУ функционирует без остановки, АЭС находится на этапе опытной эксплуатации.

3 3 История вопроса. Создание систем верхнего блочного уровня для АЭС «Куданкулам» 2001 – «Технический проект» для Инозаказчика (ИПУ РАН) 2005 – Начало работ 2007 – сдача-приемка программно-технического комплекса СВБУ1-го энергоблока Инозаказчику в России (НИИИС и ИПУ РАН) 2009 – сдача-приемка программно-технического комплекса СВСУ и СРВПЭ 1-го энергоблока Инозаказчику в России (НИИИС и ИПУ РАН) С момента включения СВБУ на площадке практически все пусконаладочные работы, как в части АСУ ТП, так и в части опробования технологического оборудования нормальной эксплуатации энергоблока 1 осуществлялось через СВБУ силами Инозаказчика. В настоящее время энергоблок 1 выведен на 100% мощности – сдача-приемка программно-технического комплекса СВБУ и СРВПЭ 2-го энергоблока Инозаказчику в России В настоящее время силами Инозаказчика ведется подготовка энергоблоке 2 к пуску.

4 4

5 5 Структурная схема СВБУ АЭС «Куданкулам»

6 6

7 Структура и состав программного обеспечения 7

8 8 Типовая структура... Ш Р 1 Ш О M Ш Р M Ш О 1 РС 1 РС N РС О АТПС... С О С Р ЛВС О ЛВС Р РС Р АТПС РС – рабочая станция С – сервер Ш – шлюз АТПС- подсистема администрирования технических и программных средств

9 9 Ш О ро ЛВС Ш Р ро Ш О скуд Ш Р скуд Ш О КЭСУЗ Ш Р КЭСУЗ РС 1 ро РС 5 ро С О ро С Р ро … Ш О то Ш Р то РС 1 то РС 3 то С О то С Р то ЛВС … АРМ СИУР АРМ СИУТ СРВПЭ Комплексирование структур

10 10 Стадии и состояния разработки СВБУ Число проектов для АЭС «Бушер-1» Число проектов для АЭС «Куданкулам» ЭБ1 Создание промежуточных проектов для тестирования во ВНИИА и генерации документации по перечням входных выходных сигналов (без учета НСБ, ЛКЦ, НКЦ, СВСУ) Создание исходных проектов, используемых для создания инсталляционных проектов Создание промежуточных проектов, используемых при тестировании штатных видеокадров Создание проектов промежуточных связей, используемых при объединении проектов Создание финишных инсталляционных проектов 912

11 V-образная модель жизненного цикла программного обеспечения

12 Объем испытаний и проверок программного обеспечения Испытания в процессе разработки Верификация в ИПУ независимой группой верификации по собственным методикам Верификация сторонней организацией (НИКИЭТ) по методикам НИКИЭТ Испытания на полигоне АСУ ТП (г. Электрогорск) сторонней организацией по специально разработанным методикам Испытания на поставочном программно – техническом комплексе по методикам ИПУ Испытания на заводах – Изготовителях аппаратуры АСУ ТП по совместным методикам Испытания на АЭС Валидация Верификация

13 Этапы разработки СВБУ Техническое задание и технический проект Разработка операционной системы из заимствованных блоков (СПО LICS) Разработка технических средств из зарубежных комплектующих Разработка SCADA – системы (РПОиК) Разработка программного обеспечения шлюзов Создание представительской части СВБУ на полигоне АСУ ТП (г. Электрогорск), опытная эксплуатация Разработка рабочих баз данных настроечных параметров для интеграции со смежными системами. Тестирование на предприятиях – изготовителях систем АСУ ТП Изготовление программно – технического комплекса (ПТК) в НИИИС (г. Нижний Новгород): ПТК=ТС+СПО+РПОиК Комплексные испытания перед поставкой на тестовом примере и имитаторах шлюзов Интеграция с АСУ ТП Поставка на объект Автономные испытания Проектирование Реализация

14 14 Проект Характеристики технических средств Характеристики технологического объекта Частота процесс ора ОЗУОбъем HDD Кол-во рабочих станций Кол-во сервера в вкл. резерв. Общее кол- во обрабатываемых сигналов Кол-во аналоговых сигналов Кол-во дискретных сигналов Кол-во векторных сигналов Кол-во выходных сигналов СВБУ АЭС «Бушер» 560 МГц МБ 4 ГБ УИК -47 АЭС «Бушер» 560 МГц Мбайт 4 ГБ СВБУ АЭС «Куданкулам» МГц Мбайт Гбайт СВСУ АЭС «Куданкулам» МГц Мбайт Гбайт АРМ СКУ ХВО АЭС «Куданкулам» 1400 МГц 512 Мбайт 140 Гбайт АРМ СКУ КХНП АЭС «Куданкулам» 1400 МГц 512 Мбайт 140 Гбайт Количественные характеристики проектов на основе программной платформы РПОиК

15 15 Программно-технические средства ПТК верхнего уровня: серверы ХАРАКТЕРИСТИКА АЭС «Бушер 1» АЭС Калининская-3 АЭС Куданкулам АЭС «Ростов-2», Калининская -4 Тип процессораPentium III – 2 шт.Alpha 21264C – 2 шт.LV Xeon – 2 шт.Intel Itanium 2 Объём кэш-памяти 256 Кб 16 (8) Мб 512 Кб 18 Мб Тактовая частота процессора 864 МГц 1250 (1000) MГц 1600 МГц Объём ОЗУ512 Мб – 2 шт.2 Гб 8 Гб Объем памяти накопителя на жёстком магнитном диске 36 Гб – 2 шт. (1 шт.)18.2 Гб – 4 шт. (36 Гб – 2 шт.) 74 Гб – 2 шт 420 Мб 6x70 Гб Связь с ЛВС СВБУ4 (2) канала 100BaseFX 6 (3) каналов 10/100Base-T/TX; 4 (2) канала 100Base- FX; (1 канал 10/100/1000Base- T/TX) 4 канала 1000 Base-LX 6 каналов 1000 Base-SX Установленная операционная система ОС LICS 2.0.6ОС OpenVMSОС LICS 1000Open VMS 8.3

16 16

17 17 БПУ – общий вид с экраном коллективного пользования Зона по системам безопасности Зона реакторной установки (РУ) Зона групповой работы Зона турбинного отделения Зона обобщенной информации по радиационной обстановке и пожару

18 18 Программно-технические средства ПТК верхнего уровня: серверы ХАРАКТЕРИСТИКА АЭС «Бушер 1» АЭС Калининская-3 АЭС Куданкулам АЭС «Ростов-2», Калининская -4 Тип процессораPentium III – 2 шт.Alpha 21264C – 2 шт.LV Xeon – 2 шт.Intel Itanium 2 Объём кэш-памяти 256 Кб 16 (8) Мб 512 Кб 18 Мб Тактовая частота процессора 864 МГц 1250 (1000) MГц 1600 МГц Объём ОЗУ512 Мб – 2 шт.2 Гб 8 Гб Объем памяти накопителя на жёстком магнитном диске 36 Гб – 2 шт. (1 шт.)18.2 Гб – 4 шт. (36 Гб – 2 шт.) 74 Гб – 2 шт 420 Мб 6x70 Гб Связь с ЛВС СВБУ4 (2) канала 100BaseFX 6 (3) каналов 10/100Base-T/TX; 4 (2) канала 100Base- FX; (1 канал 10/100/1000Base- T/TX) 4 канала 1000 Base-LX 6 каналов 1000 Base-SX Установленная операционная система ОС LICS 2.0.6ОС OpenVMSОС LICS 1000Open VMS 8.3

19 19 Основные научные и практические достижения 1. Исследован и обобщен отечественный и зарубежный опыт организации управления АЭС на основе средств вычислительной техники и программного обеспечения, сформулированы цели и задачи системы верхнего блочного уровня (СВБУ) как центральной интегрирующей части АСУ ТП АЭС, проведено техническое проектирование системы, разработаны методы и средства обеспечения компьютеризированного человеко-машинного интерфейса. 2.Разработана, испытана и внедрена новая универсальная информационная технология создания СВБУ, которая является лицензионно-чистой, полностью отечественной, включает все без исключения компоненты: операционную систему, SCADA-систему, интегрирующее программное обеспечение, САПР и проблемно-ориентированную CALS- технологию. 3.Предложены, обоснованы, сконструированы и запущены в производство новые компьютерные технические средства повышенной надежности и устойчивости к внешним воздействиям, которые включают в свой состав автоматизированные рабочие места операторов, серверы обработки информации, коммутационное оборудование и линии локальной вычислительной сети. Это позволило решить проблему комплектации системы техническими средствами российского производства, наладить выпуск имеющего необходимые характеристики оборудования на отечественных предприятиях. 4. Впервые в отечественной практике при разработке оборудования для АЭС были применены методики обеспечения качества, верификации и валидации, рекомендованные МАГАТЭ и соответствующие мировым стандартам. Для испытаний СВБУ был создан уникальный испытательный полигон, на котором были развернуты реальные элементы АСУ ТП и СВБУ, математические модели и специально-разработанные измерительные системы.

20