Унификация программно-аппаратных средств верхнего уровня асу тп

Унификация программно-аппаратных средств верхнего уровня асу тп

Обнинск, 28-30 октября 2009 г.

Боженков О.Л. ОАО ВНИИАЭС, Бусаров П.А., Липов М.Ю., Ракитин И.Д., Сивоконь В.П. ОАО СНИИП

Даже на недавно введённых в строй АСУ ТП насчитывается более дюжины

различных типов серверов (например, на 3-м блоке Калининской АЭС).

На сегодняшний день значительной проблемой при построении отладке и эксплуатации АСУ ТП атомных электростанций с реакторами ВВЭР является большое «разнообразие» используемой компьютерной техники.

До последнего времени СВБУ и спецсистемы АСУ ТП разрабатывались

различными организациями, которые имеют собственные предпочтения и “привычные” методы разработки. Поэтому - разные типы процессоров и ПО серверов СВБУ и спецсистем, разные протоколы обмена данными, разные СУБД и форматы архивирования данных, и т.п.

В результате - значительные проблемы обмена данными между

спецсистемами и СВБУ, трудности синхронизации по времени серверов АСУ ТП в целом, а также проблемы наладки и сопровождения. Персонал АСУ ТП на станции вынужден осваивать и обслуживать все это разнообразие, что вызывает его естественное раздражение (“зверинец вычислительной техники”).

У разработчика АСУ ТП возникает естественное желание построить ВУ всех

спецсистем на базе единых аппаратных и программных средств из состава СВБУ. Но это весьма затруднительно и вряд ли целесообразно по причине:

Специфических требований для ВУ спецсистем, выдвигаемых, например, для СВРК или АСРК со стороны ГК РУ; Катастрофического усложнения базового Программного Пакета при попытках выполнить ВСЕ особые требования к спецсистемам.

Видимо, нужно искать некий компромиссный вариант построения АСУ ТП,

сочетающий в себе как определённую унификацию, так и возможность обеспечить разнообразие специфических алгоритмов, необходимых для полного выполнения спецсистемами своих функций.

Требуемая структура АСУ ТП может быть достигнута путём унификации всех

серверов АСУ ТП (включая серверы спецсистем!) на базе единой линейки серверов СВБУ с установкой на них одинакового ПО – например, «Сервер ПОРТАЛ» в нужной конфигурации.

Основное назначение разработанного в ВНИИАЭС пакета ПОРТАЛ –

реализация верхнего уровня АСУ ТП, обеспечивающего все типовые функции мониторинга и управления технологическим процессом. ПОРТАЛ включает в себя следующие основные компоненты:

исполняющая система; система визуализации и регистрации технологических данных; система конфигурирования технологических данных. Базовая функциональность обеспечивается исполняющей системой ПОРТАЛ.

Исполняющая система ПОРТАЛ включает в себя следующие компоненты:

Ядро (RTA), обеспечивающее работу в режиме реального времени. Модель распределенных объектов (DBO) менеджер обработки данных технологического процесса (PDM) интерпретатор формул (CALC) система архивирования (HIST) информационно-отчетная система (REPORT) визуализация технологического процесса (VIEW) сервер web-приложений и сервис ориентированной архитектуры (SOA). Драйверы (интерфейсы к системам ввода-вывода).

Прикладные системы на базе ПОРТАЛ могут содержать до 100 000

переменных и обрабатывать несколько тысяч изменений технологических данных в секунду. Все объекты хранятся резидентно в памяти в базе данных реального времени (RtDb). База данных может быть реплицирована и распределена на значительное количество компьютеров. Многоплатформенная система ПОРТАЛ реализована на операционных системах UNIX / Linux, VMS и WINDOWS. Возможны также гетерогенные конфигурации (серверы UNIX или VMS и клиенты Microsoft Windows).

В качестве унифицированных средств ВУ СВБУ и спецсистем можно

предложить комплекты специализированного оборудования (КСО) разработанные ОАО ИФ «СНИП-АТОМ», ранее производимые на заводе «Тензор», а теперь на производстве ОАО «СНИИП».

КСО выпускаются в стоечном, пультовом или настольном исполнениях. КСО аттестованы для применения на АЭС в системах «3Н» и «4Н». На базе различных исполнений КСО реализованы различные серверные устройства и АРМы.

Серверы выпускаются с процессорами HP или Intel в зависимости от

требований к их производительности. Они предназначены для поставки на АЭС и соответствуют:

классу безопасности 3Н по ОПБ-88/97, категории В по МЭК 61226, степени защиты IР31 по ГОСТ 14254 по защищенности от воздействия окружающей среды, виброустойчивости и вибропрочности по группе L3 по ГОСТ 12997, по устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха – группе В1 по ГОСТ 12997.

68 реактор-ных лет

Сервер верхнего уровня (СВУ) на базе КСО

Таблица референтности серверов на основе КСО, находящихся в режиме штатной эксплуатации на АЭС

Дата внедрения ПТС, наименование системы и номер блока АЭС

Наименование ПТС

Срок эксплуатации на 05.09.

10.1998г – ПТК СВРК АЭС «Моховце» – 1 блок (ВВЭР-440) 11.1999г – АЭС «Моховце» – 2 блок (ВВЭР-440) 11.2001г – СВРК НВ АЭС – 3 блок (ВВЭР-440) 02.2002г – шлюз СВРК-СППБ НВ АЭС – 5 блок (ВВЭР-1000) 11.2002г – СВРК НВ АЭС – 4 блок (ВВЭР-440) 06.2003г – ПТК СВРК Ровенская АЭС – 1 блок (ВВЭР-440) 07.2003г – ПТК СКУПЗ ТАЭС в Китае – 1 блок (ВВЭР-1000) 08.2003г – ПТК СВРК Ровенская АЭС – 2 блок (ВВЭР-440) 11.2003г – ПТК СВРК Кольская АЭС – 2 блок (ВВЭР-440) 06.2004г – ВК СИПО Ростовской АЭС – 1 блок (ВВЭР-1000) 05.2004г – ПТК СВРК Кольская АЭС – 1 блок (ВВЭР-440) 07.2004г – ПТК СВРК Кольская АЭС – 4 блок (ВВЭР-440) 09.2005г – СВРК НВ АЭС – 5 блок (ВВЭР-1000) 04.2008г – ПТК СВРК Кольская АЭС – 3 блок (ВВЭР-440) 04.2009г – ПТК ИВС Кольская АЭС – 3 блок (ВВЭР-440) – совместно с системой ПОРТАЛ.

Предлагается и отрабатывается следующая схема построения спецсистемы

(АСРК) с сервером типа ПОРТАЛ:

Пример сбалансированного подхода к унификации программно-аппаратных средств ВУ - инициативная работа ОАО «СНИИП» и Филиала АСУ ТП ОАО «ВНИИАЭС» по созданию альтернативного проекта ВУ АСРК для 3-го блока Калининской АЭС на базе сервера ПОРТАЛ и разрабатываемых ПОРТАЛ - приложений. Результаты работы могут быть использованы как прототип ВУ АСРК 4-го блока станции и АСРК второй очереди КАЭС в целом.

Нижний уровень АСРК

Арм тп

Шлюз резервный

Шлюз основной

ПРМО ПОРТАЛ, АСРК клиенты

ПРМО ПОРТАЛ, АСРК клиенты

Сеть рабочих станций АСРК

Сеть СВБУ

База данных реального времени; Архивирование и работа с архивами; Связь с СВБУ

Сервер ПОРТАЛ

Сервер ПОРТАЛ

Основной

Резерв- ный

Сеть шлюзов АСРК

Выполнение специфических функций и расчетов для АСРК

Выполнение специфических функций, а также необходимые расчеты по

поступающим данным (например, формирование виртуальных ККС или расчет существенных отклонений параметров в АСРК) в данной схеме переданы Шлюзам АСРК. Клиент АСРК на рабочих станциях (ПРМО), работающий совместно с клиентом ПОРТАЛ, является ПОРТАЛ – приложением, отвечающим за специфическое отображение информации для операторов и пользователей АСРК.

Отображение информации клиентом АСРК унифицируется с форматами СВБУ по

цветовой гамме, пиктограммам оборудования, информационным окнам, окнам управления и т.п. В то же время, специфические объекты АСРК создаются “под требования персонала службы РК” в соответствии с их пожеланиями, традициями и регламентами. Несколько примеров экранов ВУ АСРК:

При этом обслуживание баз данных реального времени, архивирование

данных, работа с архивами, пересылка данных выполняется единообразно во всех спецсистемах и СВБУ, т.к. выполняется одинаковым ПО на одинаковых серверах типа ПОРТАЛ.

При такой архитектуре спецсистемы не требуется специальных усилий по организации приложений для обмена данными, поскольку эти данные уже хранятся в формате СВБУ.

с возможностью сохранения специфических особенностей функционирования

каждой из спецсистем. Производительность и настройка сервера определяется требованиями каждой конкретной спецсистемы.

В результате мы получаем единую структуру обмена данными по всей линейке серверов АСУ ТП

Серверы ПОРТАЛ

Сеть СВБУ

Асрк

Сврк

Суз

Выполнение сложных расчетов, специфические методы чтения, обработки и

отображения данных могут быть выполнены в каждой данной спецсистеме, не требуя при этом внесения изменений в базовый Программный Пакет ПОРТАЛ.

Спасибо за внимание