Главный конструктор АСУ ТП АЭС: решение есть!

Управление энергоблоками АЭС немыслимо, как с точки зрения технологии, так и с позиций безопасности без использования автоматизированных систем управления технологическим процессом

Заместитель генерального директора ОАО «ВНИИАЭС», директор филиала
Виктор Дунаев

Первый заместитель директора филиала ОАО «ВНИИАЭС» АСУ ТП
Олег Боженков 

Вектор энергетического развития России определен: ренессанс атомной энергетики. В Федеральной целевой программе (ФЦП) «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007–2010 годы и на перспективу до 2015 года» определены основные задачи: развитие мощностей атомных электростанций (АЭС), включая достройку энергоблоков высокой степени готовности (Ростовская АЭС, блок 2; Калининская АЭС, блок 4; Белоярская АЭС, блок 4), продление сроков эксплуатации действующих блоков, строительство и ввод в эксплуатацию новых типовых серийных энергоблоков АЭС (по два энергоблока в год, начиная с 2012 г.). Управление такими сложными технологическими объектами, как энергоблоки АЭС, немыслимо, как с точки зрения технологии, так и с позиций безопасности без использования автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП). Всероссийский научно-исследовательс кий институт по эксплуатации атомных электростанций (ОАО «ВНИИАЭС») имеет многолетний опыт работы в области применения современных информационных технологий при разработке и внедрении автоматизированных систем управления технологическим процессом атомных электростанций, в частности, систем верхнего (блочного) уровня управления АЭС. Институт принимал самое активное участие в создании АСУ ТП энергоблока № 3 Калининской АЭС. Сегодня эта АСУ ТП является наиболее совершенной системой автоматизированного управления в российской атомной энергетике. В АСУ ТП Калининской АЭС применены самые современные программно-технические средства и технологии. Все системы энергоблока интегрированы с системой верхнего блочного уровня (СВБУ), разработанной и внедренной нашей организацией. Впервые на АЭС России реализовано дисплейное управление оборудованием с рабочих станций операторов. К настоящему моменту АСУ ТП энергоблока №3 Калининской АЭС уже более двух лет находится в промышленной эксплуатации. Во ВНИИАЭС ведутся работы по модернизации информационно-вычислительных систем, программнотехнических средств и подсистем нижнего уровня энергоблоков действующих АЭС концерна «Росэнергоатом» (№ 5 Нововоронежской, № 3–4 Кольской АЭС).

В роли лидера
С 2006 г. ВНИИАЭС как головной научно-исследовательский институт был назначен приказом концерна «Росэнергоатом» главным конструктором АСУ ТП АЭС с реакторами типа ВВЭР и БН-800. В том же году был создан Консорциум предприятий-разработчиков – изготовителей оборудования АСУ ТП АЭС-2006, в который вошли ведущие предприятия – разработчики и поставщики средств автоматизации для АЭС: ОАО «ВНИИАЭС», ФГУП «ФНПЦ НИИИС», ФГУП «ВНИИА», ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», ФГУП «Приборостроительный завод», ФГУП «НПП ВНИИЭМ», ОАО «НПП «Тензор» и РНЦ «Курчатовский институт». Приказами Росатома ВНИИАЭС назначен организацией, уполномоченной на выполнение работ по конструированию и интеграции автоматизированных систем управления технологическими процессами по проекту АЭС-2006 (серия головных АЭС Федеральной целевой программы), а заместитель генерального директора ОАО «ВНИИАЭС» персонально назначен главным конструктором АСУ ТП для Нововоронежской АЭС-2 и Ленинградской АЭС-2. ВНИИАЭС, исполняя обязанности главного конструктора АСУ ТП АЭС-2006 и лидера Консорциума предприятий, разработал ряд документов по конфигурации АСУ ТП для энергоблоков строящихся АЭС и АЭС-2006, которые согласованы с ведущими предприятиями атомной отрасли и утверждены руководством Росэнергоатома. Сегодня во ВНИИАЭС развернуты работы по созданию АСУ ТП для достраиваемых энергоблоков (блок 2 Ростовской, блок 4 Белоярской, блок 4 Калининской АЭС) и новых энергоблоков для проекта АЭС-2006 (Нововоронежская-2 и Ленинградская-2 АЭС) в рамках ФЦП. ВНИИАЭС является комплектным поставщиком АСУ ТП для энергоблока №2 Ростовской АЭС. В российской практике до сегодняшнего дня преобладал традиционный путь разработки и поставки АСУ ТП на АЭС, при котором работы, связанные с разработкой подсистем, осуществлялись проектным путем, технические средства, в том числе средства вычислительной техники, поставлялись комплектующими организациями по заказной документации на площадку заказчика, а комплексная отладка осуществлялась на объекте. В то же время в мировой практике существует прогрессивный путь, при котором создание АСУ ТП осуществляется путем комплектной поставки заказчику программно-технического комплекса АСУ ТП, позволяющего обеспечить выполнение функций автоматизации технологического объекта управления в соответствии с заявленными требованиями к АСУ ТП. При этом системная интеграция АСУ ТП и испытания системы в целом (в максимальных объемах) проводятся на площадке комплектного поставщика АСУ ТП, что на этапе внедрения АСУ ТП обеспечивает повышение качества, степени заводской готовности создаваемых систем, сокращает затраты и сроки.

Комплектный поставщик
Понятие системной интеграции прошло определенную эволюцию на российском рынке: сначала так называли интеграцию аппаратных и программных средств, затем – объединение нескольких систем, полученных в ходе «лоскутной автоматизации», на единой интеграционной платформе, и, наконец, сформировалось новое понимание этого термина. Сегодня – это создание комплексных решений в области современных информационных технологий для корпоративных заказчиков, создание сложных, взаимоувязанных, законченных систем управления функционированием объектов, интегрирующих разнородные технологии и оборудование разных производителей. Следует отметить, что за последнее время в России в силу объективных и субъективных причин не произошло не только перехода от поставки по заказной документации к комплектной поставке АСУ ТП, но и сколько-либо уверенного осознания необходимости такого перехода. И это несмотря на то, что во всем мире поставка АСУ ТП давно осуществляются комплектно «под ключ». При реализации ФЦП будет существенно возрастать роль комплектного поставщика АСУ ТП (главного конструктора – системного интегратора АСУ ТП) в обеспечении комплектных поставок «под ключ» по таким направлениям, как сокращение сроков внедрения, повышение экономической эффективности, повышение качества поставляемых систем, формирование долгосрочной политики в отношениях с поставщиками комплектующих, переход на «конвейерный» метод изготовления-наладки-поставки АСУ ТП, поддержание квалификации и численности персонала. В связи с необходимостью обоснованного выбора оборудования при строительстве новых энергоблоков АЭС в рамках ФЦП концепция по разработке и поставке АСУ ТП для строящихся энергоблоков, предлагаемая главным конструктором АСУ ТП, состоит в том, что разработка, изготовление и поставка должны осуществляться комплектно путем единого заказа серии АСУ ТП для серии однотипных энергоблоков в соответствии с унифицированным проектом, тиражирование которого не только обеспечит выполнение установленных сроков ФЦП, но и позволит уменьшить цену АСУ ТП. Таким образом, для энергоблоков проекта АЭС-2006 (НВАЭС-2 и ЛАЭС-2) предлагается создание и комплектная поставка путем единого заказа серии комплектов АСУ ТП.

Эволюция АСУ
Стратегия создания АСУ ТП в рамках ФЦП, принятая Росатомом, основана на поэтапном (эволюционном) совершенствовании проектных решений и реализации требований к АСУ ТП АЭС-2006 при безусловном выполнении директивных сроков. Для успешной реализации проекта АЭС-2006 необходима разработка максимально унифицированного технического проекта АСУ ТП для энергоблоков АЭС-2006, тиражирование которого не только обеспечит выполнение сроков ФЦП и зарубежных контрактов, но и позволит уменьшить цену АСУ ТП за счет сокращения объема инжиниринговых работ и применения фиксированных цен на оборудование при условии опережающей закупки комплектующих. Начиная с 2007 г. ОАО «ВНИИАЭС» выполняет разработку проекта АСУ ТП для энергоблоков НВАЭС-2 и ЛАЭС-2. Работа выполняется в тесном сотрудничестве с генеральными проектировщиками АЭС, главным конструктором реакторной установки и научным руководителем проектов АЭС и реакторной установки, а также с предприятиями-разработчиками и изготовителями подсистем АСУ ТП. Целью этапа проектирования АСУ ТП для АЭС-2006 является выполнение комплекса работ по разработке и обоснованию технических решений для проектов АСУ ТП АЭС для энергоблоков Нововоронежской АЭС-2 и Ленинградской АЭС-2 с максимальной унификацией технических и проектных решений. Это позволит обеспечить конкурентоспособность, серийность изготовления, а также унификацию решений по АСУ ТП для площадок АЭС-2006. Основами проектных решений для АСУ ТП АЭС-2006 являются технические решения по АСУ ТП российских и зарубежных блоков АЭС (российской конструкции): энергоблок № 3 Калининской АЭС, АЭС «Тяньвань» (Китай), АЭС «Бушер» (Иран), АЭС «Куданкулам» (Индия), а также мировые тенденции и требования. Современная АСУ ТП строится по иерархическому принципу и содержит несколько уровней контроля и управления, т.к. атомные электростанции являются сложными объектами управления, требующими высокой степени автоматизации оборудования, координации управления многочисленными функционально связанными и территориально разнесенными системами и установками при необходимости реализации для них повышенных требований к управлению.

АСУ «под ключ»
Автоматизация АЭС осуществляется путем создания интегрированной, иерархической, децентрализованной системы. Системная интеграция определяется необходимостью совместного решения разнородных по назначению, способам реализации и функционированию комплексов задач управления технологическими и организационными процессами, как на уровне энергоблока, так и на общестанционном уровне. Иерархия определяется уровнем функций (общестанционный, блочный, локальный для технологических установок), решаемых соответствующей частью управляющих систем. Децентрализация определяется, с одной стороны, ориентацией элементов управляющих систем на автоматизацию локальных процессов АЭС, с другой – необходимостью распределения функций контроля и управления на разных уровнях с целью повышения надежности системы и безопасности эксплуатации АЭС. В настоящее время в стадии реализации находятся разработка унифицированного технического проекта АСУ ТП для энергоблоков АЭС-2006, создание моделирующего инструментального комплекса (МИК) – полигона АСУ ТП, выполнение с использованием МИК программы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в обоснование проектных решений для АСУ ТП АЭС-2006, предлагаемых к реализации в базовом проекте АСУ ТП, а также разработка комплекта нормативных и руководящих документов, обеспечивающих создание, внедрение и эксплуатацию АСУ ТП нового поколения на базе программных и программируемых средств. Наличие научного и практического потенциала, всех необходимых ресурсов обеспечивает высокую готовность ВНИИАЭС к осуществлению поставок АСУ ТП «под ключ» для достраиваемых энергоблоков АЭС и АЭС нового поколения в рамках Федеральной целевой программы на основе единого заказа серии систем для нескольких энергоблоков. Это не только обеспечит выполнение сроков программы, но и позволит уменьшить цену АСУ ТП за счет сокращения объема инжиниринговых работ и применения фиксированных цен на оборудование при условии опережающей закупки комплектующих. В дополнение следует отметить тот факт, что члены Консорциума предприятия разработчиков – изготовителей оборудования АСУ ТП АЭС-2006 имеют опыт поставки оборудования на тепловые электростанции. Главный конструктор АСУ ТП АСЭ-2006, используя апробированную технологию интеграции подсистем низовой автоматики и верхнего уровня – подключение с использованием шлюзов, допускает использование автоматизированных систем управления на базе инструментальной платформы «ПОРТАЛ», разработанной во ВНИИАЭС, и на тепловых станциях. Современные технологии автоматизации, функциональное разделение исполнительных механизмов, контроллеров низовой автоматики и систем верхнего уровня позволяют применять предлагаемые решения в любых отраслях ТЭК. Однако не следует забывать о необходимости доработки прикладных задач и программного обеспечения с учетом специфических режимов работы, характерных для данной отрасли энергетики.

наверх