Опыт и перспективы использования инструментальных моделирующих средств и Полигона главного конструктора в проектах АСУ ТП АЭС Дунаев В.Г., Чернаков В.А., - презентация

1 Опыт и перспективы использования инструментальных моделирующих средств и Полигона главного конструктора в проектах АСУ ТП АЭС Дунаев В.Г., Чернаков В.А., Лялюк Н.Г., ОАО «ВНИИАЭС» Доклад на семинаре в Росатоме «Повышение эффективности управления жизненным циклом объектов использования атомной энергетики. Системная инженерия.»

2 Зона ответственности наладочной организации Атомтехэнерго (АТЭ) Зона ответственности заводов-изготовителей «Традиционная» технология создания АСУ ТП (Калинин – 3) Техническое задание на автоматизацию (АЭП) Схемы автоматизации и алгоритмы (АЭП, АЭС, АТЭ, ВНИИАЭС и др.) Задания заводам-изготовителям (ЗЗИ) на системы АСУ ТП (АЭП, ВНИИАЭС, ВНИИА, НИИС и др.) Тестирование систем АСУ ТП на заводах-изготовителях (только по отдельным системам) Поставка и монтаж оборудования систем АСУ ТП на энергоблоке Изготовление оборудования систем на заводах- изготовителях ПНР АСУ ТП, совмещенная с ПНР по энергоблоку в целом Приемка АСУ ТП в составе энергоблока в опытную эксплуатацию Зона ответственности Генпроектировщика (Атомэнергопроект)

3 1.Бумажная технология. 2.Децентрализация работ по системам АСУ ТП и отсутствие их полноценного контроля со стороны проектировщика в процессе изготовления. 3.Комплексное тестирование АСУ ТП только на площадке АЭС на реальном оборудовании организацией, не несущей ответственности за разработку проектных решений по АСУ ТП. 4.Появление эксплуатационной документации, адекватной реальной АСУ ТП, только после пуска блока, не в полном объеме и низкого качества. 5.Высокая стоимость ПНР. Недостатки «традиционной» технологии:

4 Зона ответственности АТЭ Зона ответственности генерального конструктора АСУ ТП «Переходная» технология создания АСУ ТП (Ростов-2) Техническое задание на автомати- зацию (АЭП) Схемы автоматизации и алгоритмы (АЭП, АЭС, АТЭ, ВНИИАЭС и др.) ЗЗИ на системы АСУ ТП (АЭП, ВНИИАЭС, ВНИИА, НИИС и др.) Тестировани е систем на заводах- изготови- телях Поставка и шэф-монтаж оборудования систем АСУ ТП на энергоблоке Изготовление оборудования систем на заводах- изготовителях ПНР АСУ ТП, совмещенная с ПНР по энергоблоку в целом Приемка АСУ ТП в составе энергоблока в опытную эксплуатацию Зона ответственности АЭП Зона ответственности АТЭ ПНР АСУ ТП, совмещенная с ПНР по энергоблоку в целом Приемка АСУ ТП в составе энергоблока в опытную эксплуатацию Тестирование рабочей документации АСУ ТП на полигоне ГК с использованием полномасштабной модели. Зона ответственности ГК АСУ ТП Выдача предложений по коррекции рабочей документации АСУ ТП в АЭП Действующий вариант Предлагается Коррекция рабочей докумен- тации АСУ ТП АЭП

5 1.Значительное количество ошибок устраняется на Полигоне Главного конструктора, а не на площадке АЭС, что безопасно и значительно дешевле. 2.Документация, адекватная реальной АСУ ТП, будет получена до пуска блока. Преимущества «переходной» технологии:

6 Зона ответственности АТЭ Внедряемая технология создания АСУ ТП (Калинин-4) Техническое задание на автоматизацию (АЭП) Разработка электронного технического проекта АСУ ТП Разработка ЗЗИ в электронной форме Поставка и монтаж оборудования систем АСУ ТП на энергоблоке ПНР АСУ ТП, совмещенная с ПНР по энергоблоку в целом Приемка АСУ ТП в составе энергоблока в опытную эксплуатацию Зона ответственности АЭП Тестирование электронного проекта на полигоне ГК Тестирование задания на изготовление ПТК на полигоне ГК Тестирование и заводские испытания систем АСУ ТП Комплексное тестирование всего ПТК АСУ ТП на площадке Зона ответственности ГК АСУ ТП Передача АСУ ТП, как завершенного изделия, в режимную пуско- наладку Изготовление оборудования ПТК на заводах- изготовителях Функциональная валидаци АСУТП на Полигоне ГК

7 1.Безбумажная технология и уменьшение ошибок проекта АСУТП за счет использования современных средств проектирования. 2.Расширенный объем верификации и валидации АСУТП. 3.Устранение ошибок по принципу «как можно раньше» и, как следствие, уменьшение стоимости. 4.Значительное сокращение затрат на ПНР за счет устранения ошибок проекта АСУТП на предыдущих стадиях разработки. 5.Управление конфигурацией и документацией АСУТП на всех стадиях жизненного цикла системы. 6.Разработка и использование электронного проекта АСУТП. Преимущества внедряемой технологии :

8 Преимущества переходной и внедряемой технологии базируются на широком применении Полигона ГК и самостоятельно используемых инструментальных моделирующих средств. Эволюцию технологий в части применения инструментальных моделирующих средств на основе платформы «ЭНИКАД» целесообразно рассмотреть применительно к проектам: Калинин-3; Калинин-3; Бушер (Иран); Бушер (Иран); Ростов-2; Ростов-2; Калинин-4. Калинин-4. Применение инструментальных моделирующих средств на базе платформы "ЭНИКАД" в проектах АСУТП АЭС

9 Калинин-3Бушер (Иран)Ростов-2Калинин-4 Статическое и динамическое тестирование прикладной конфигурации АСУ ТП на Полигоне Испытательное оборудование при наладке АСУ ТП на площадке АЭС Модели АСУТП и энергоблока в составе полномсштабного тренажера ПМТ-3 Наблюдение "логического" состояния оборудования ТПТС (РМ ЦТАИ) Статическое и динамическое тестирование прикладной конфигурации АСУ ТП на Полигоне ГК Электронный проект (образ) АСУ ТП, используемый на площадке АЭС в процессе ПНР и эксплуатации АСУ ТП Верификация и валидация АСУ ТП (на заводе-изготовителе и Полигоне ГК) Электронный проект (образ) АСУ ТП, используемый на площадке АЭС в процессе ПНР и эксплуатации АСУ ТП Управление конфигурацией АСУ ТП (в течение ЖЦ проекта АСУ ТП) Испытанительное оборудование при наладке АСУ ТП на площадке АЭС Применение инструментальных моделирующих средств на базе платформы "ЭНИКАД" в проектах АСУТП АЭС Модели АСУТП и энергоблока в составе тренажера оборудования и систем АСУТП (ТОС АСУТП)

10 Полномасштабный тренажер «Калинин-3» Трехмерная двухгрупповая модель активной зоны, аттестованная ГАН РФ. Трехмерная двухгрупповая модель активной зоны, аттестованная ГАН РФ. Модели теплогидравлических систем энергоблока, созданных при помощи САПР теплогидравлических систем, входящей в состав ЭНИКАД. Модели теплогидравлических систем энергоблока, созданных при помощи САПР теплогидравлических систем, входящей в состав ЭНИКАД. Модели электрических систем энергоблока, созданных при помощи САПР электрических систем, входящей в состав ЭНИКАД. Модели электрических систем энергоблока, созданных при помощи САПР электрических систем, входящей в состав ЭНИКАД. Модель АСУ ТП энергоблока, включающая модель нижнего уровня АСУ ТП на базе средств ТПТС. Она генерируется полностью автоматически с помощью созданного на базе ЭНИКАД комплекса программных средств для автоматизации сравнения версий, тестирования и анализа программного обеспечения средств ТПТС. Модель АСУ ТП энергоблока, включающая модель нижнего уровня АСУ ТП на базе средств ТПТС. Она генерируется полностью автоматически с помощью созданного на базе ЭНИКАД комплекса программных средств для автоматизации сравнения версий, тестирования и анализа программного обеспечения средств ТПТС. Модель СВБУ на базе платформы RTA PLS, которая также генерируется полностью автоматически с помощью созданного на базе платформы ЭНИКАД программного комплекса по файлам штатных серверов реального СВБУ. Модель СВБУ на базе платформы RTA PLS, которая также генерируется полностью автоматически с помощью созданного на базе платформы ЭНИКАД программного комплекса по файлам штатных серверов реального СВБУ.

11 Рабочее место ЦТАИ (мониторинг состояния функционирующей АСУТП) визуализация алгоритмов СКУ по GET-планам ТПТС с их динамизацией от модели ТПТС (вариант «Модель») или по значениям маркеров ТПТС (вариант «Связь»); визуализация алгоритмов СКУ по GET-планам ТПТС с их динамизацией от модели ТПТС (вариант «Модель») или по значениям маркеров ТПТС (вариант «Связь»); штатная навигация по видекадрам СВБУ и дополнительная навигация между видеокадрами СВБУ и GET-планами на основании сигнальных связей между ними; штатная навигация по видекадрам СВБУ и дополнительная навигация между видеокадрами СВБУ и GET-планами на основании сигнальных связей между ними; поиск листов GET-планов или видеокадров по РТМ или KKS; поиск листов GET-планов или видеокадров по РТМ или KKS; выдача справочной информации по содержанию масок в GET-планах и краткому описанию функций маркеров; выдача справочной информации по содержанию масок в GET-планах и краткому описанию функций маркеров; выдача справочной информации по сигналам (диапазон, уставки и т.д.); выдача справочной информации по сигналам (диапазон, уставки и т.д.); распечатка функциональных планов ТПТС. распечатка функциональных планов ТПТС.

12 Тестирование прикладной конфигурации АСУ ТП на Полигоне ГК Статическое тестирование Динамическое тестирование Отработка динамических режимов с нарушениями нормальной эксплуатации (которые невозможно провести на реальном оборудовании в связи с возможностью его повреждения) Динамические испытания САР и определение оптимальных настроечных коэффициентов регуляторов Проверка изменений в ППО АСУ ТП, проводимых по техническим решениям, до их опробования на площадке АЭС Верификация ЧМИ персоналом эксплуатирующей организации Подтверждение соответствия функциональных характеристик ПТК требованиям Задания заводу на изготовление ПТК (в части реализуемых алгоритмов ТЗБ и С) Проверка совместного функционирования ПТК и ИВС (в части ВК и РБД) Проверка полноты и правильности функционального взаимодействия между ПТК и пультами и панелями БПУ / РПУ Контроль внесения изменений в GET- проект (путем автоматического сравнения версий)

13 Испытательное оборудование на основе инструментальных моделирующих средств «ЭНИКАД» поиск испытываемых алгоритмов по KKS, а не по номерам шкафа, модуля, операндов в модуле, что сокращает время выполнения операций и снижает вероятность ошибок; отображение текущих значений сигналов ТПТС непосредственно на функциональных планах; имитация значений сигналов ТПТС непосредственно с функциональных планов; разработка тестовых последовательностей изменения сигналов и запуск их на выполнение в автоматическом режиме; протоколирование (архивирование) выполняемых тестов, включая реакцию ПТК в заданных точках; создание в среде «ЭНИКАД» динамических моделей исполнительных механизмов; контроль изменений прикладного ПО ТПТС путем автоматического сравнения версий GET проектов с выдачей перечня изменений и визуальным представлением изменений. Ф Функции / возможности:

14 Электронный проект АСУ ТП в части УСБТ на базе ЭНИКАД Часть 1: документация НИАЭП (справочно-поисковая система) Часть 2: прикладная конфигурация (ПК) АСУ ТП в части УСБТ "Виртуальный" БПУ ПК УСБТ Проект / изменения проекта АСУ ТП в части УСБТ Средства описания шкафов ШБ, ШТС Средства генерации перемычек ХВ и ХТ Замечания Таблицы перемычек ХВ и ХТ Контрольные тесты (тесты для ПНР) НИАЭП ВНИИАЭС Простановка штампа и передача "В производство" НИАЭП А АБ Б Электронный проект АСУ ТП в части УСБТ на базе ЭНИКАД Часть 1: документация НИАЭП (справочно-поисковая система) Часть 2: прикладная конфигурация (ПК) АСУ ТП в части УСБТ ВНИИАЭС Тестирование на модели ПК ВНИИАЭС Анализ документации / изменений документации ВНИИАЭС Шаг 1: Создание технологии и ведение электронного проекта АСУ ТП в части УСБТ Шаг 2: Подготовка и использование выходного продукта на площадке АЭС Пилотный вариант электронного проекта АСУ ТП

15 Пакет изменений проекта, передаваемый на площадку Замечания к проекту по результатам ПНР Принятие замечаний Изменение исходных проектных данных Формирование изменений проекта Проверка изменений проекта на модели ПК Поля ХВ / ХТ Контрольные тесты Запрос на изменение Первичная заявка на изменение Реализация изменений на оборудовании АСУ ТП Результат проверки изменений Соответ- ствует Да Нет Закрытие заявки на изменение Замечания Персонал наладочной организации А Актуализированный электронный проект АСУ ТП в части УСБТ А НИАЭП АТЭ НИАЭП АТЭ АТЭ - ВНИИАЭС Поставщик / ЭМО Заказчик ВНИИАЭС ВНИИАЭС - АТЭ Случай 2 Случай 1 Внесение изменений в АСУ ТП с использованием электронного проекта

16 Тренажер оборудования и систем АСУТП Ростов-2 Обучение эксплуатационного персонала АЭС: алгоритмы АСУТП; алгоритмы АСУТП; анализ функционирования АСУТП; анализ функционирования АСУТП; тестирование АСУТП; тестирование АСУТП; изучение и освоение режимов управления энергоблоком изучение и освоение режимов управления энергоблоком

17 верификация (тестирование) технологических заданий на автоматизацию (стадия «Технический проект», Полигон ГК); верификация (тестирование) технологических заданий на автоматизацию (стадия «Технический проект», Полигон ГК); верификация БПУ (стадия «Технический проект», Полигон ГК); верификация БПУ (стадия «Технический проект», Полигон ГК); верификация Заданий заводу на изготовление ПТК на базе ТПТС на соответствие техническому проекту АСУТП (стадия «Рабочая документация», Полигон ГК); верификация Заданий заводу на изготовление ПТК на базе ТПТС на соответствие техническому проекту АСУТП (стадия «Рабочая документация», Полигон ГК); верификация прикладной конфигурации ПТК (относительно ЗЗИ) (стадия «Изготовление», площадка завода-изготовителя); верификация прикладной конфигурации ПТК (относительно ЗЗИ) (стадия «Изготовление», площадка завода-изготовителя); валидация БПУ, включая ЧМИ (стадия «Изготовление», Полигон ГК); валидация БПУ, включая ЧМИ (стадия «Изготовление», Полигон ГК); функциональная валидация АСУТП (стадия «Изготовление», Полигон ГК); функциональная валидация АСУТП (стадия «Изготовление», Полигон ГК); «финишная» валидация систем и АСУТП в целом (на соответствие ТЗ на АСУТП, ЧТЗ и ЗЗИ на составные части АСУТП) (стадия «Ввод в действие», площадка КАЭС). «финишная» валидация систем и АСУТП в целом (на соответствие ТЗ на АСУТП, ЧТЗ и ЗЗИ на составные части АСУТП) (стадия «Ввод в действие», площадка КАЭС). Верификация и валидация АСУ ТП «Калинин-4»:

18 Управление жизненным циклом проекта АСУ ТП «Калинин-4» используются инструментально- моделирующие средства Жизненный цикл проекта АСУТП Запуск проекта Управление проектом АСУТП Техническое задание Рабочая документация Изготовление Технический проект Ввод в действие Сопровождение Стадии проекта АСУТП Разработка и осуществление ПОКАС(Р/АСУТП), ПОКАС(И/АСУТП), ПОКАС(ВЭ/АСУТП) Актуализация и отслеживание Графика проекта АСУТП Управление конфигурацией и документацией АСУТП Планы проекта АСУТП График проекта АСУТП РД по управлению проектом АСУТП Испытания / интеграция / верификация / валидация...

19 Структура «Виртуальные» пульты и панели БПУ/РПУ Имитатор ИВС (штатные ВК и РБД) Модели датчиков и исполнительных механизмов Модель физ.процессов Модели ПТК АСУ ТП (СКУ РО, УСБТ и др) Статическое тестирование Динамическое тестирование Полигон Главного конструктора в филиале ОАО «ВНИИАЭС» АСУТП

20 Полигон Главного конструктора АСУ ТП в филиале ОАО «ВНИИАЭС» АСУТП