СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАЗГРУЗОЧНО-ЗАГРУЗОЧНОЙ МАШИНОЙ ЯДЕРНОГО КАНАЛЬНОГО РЕАКТОРА

Предлагаемая полезная модель относится к области управления оборудованием ядерных энергетических реакторов, касается, в частности, управления перегрузочными машинами ядерных канальных реакторов и может быть использована при выполнении операций, связанных с перегрузкой топлива.
Единственным и, одновременно, наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является дистанционная кнопочная система управления разгрузочно-загрузочной машины (РЗМ) с выбором необходимых операций и их порядка [С.Н.Андреенко, Ю.А.Евсеенков, Б.А.Константинов «Перегрузочные машины канальных энергетических реакторов», Москва, Энергоатомиздат, 1986 г, с.25-32]. Основными частями дистанционной кнопочной системы управления РЗМ являются: аналоговые и дискретные датчики контроля технологических параметров и состояния механизмов и систем разгрузочно-загрузочной машины, привода исполнительных механизмов РЗМ, стойка ручного кнопочного управления, контрольный щит, стойка силового управления приводами, пульт управления перемещением машины. Выполнение технологического процесса перегрузки топлива РЗМ производится оператором со стойки ручного кнопочного управления последовательным включением приводов и систем с наблюдением за изменением контролируемых технологических параметров и состоянием механизмов и систем РЗМ по вторичным показывающим приборам на контрольном щите.
Недостатком наиболее близкого аналога является значительная зависимость безопасности и надежности процесса перегрузки ядерного
топлива от человеческого фактора как при управлении технологическим процессом перегрузки топлива, так и при контроле технологических параметров, состояния механизмов и систем РЗМ в ходе выполнения отдельных операций, обеспечивающих безопасность процесса перегрузки ядерного топлива.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении безопасности, надежности и эффективности процесса перегрузки ядерного топлива с помощью РЗМ путем исключения зависимости управления РЗМ от человеческого фактора.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что система управления разгрузочно-загрузочной машиной ядерного канального реактора, включающая аналоговые и дискретные датчики контроля технологических параметров, состояния механизмов и систем разгрузочно-загрузочной машины, привода исполнительных механизмов, стойку ручного кнопочного управления, контрольный щит, стойку силового управления приводами, пульт управления перемещением машины, дополнительно снабжена комплексом автоматического управления и контроля за работой механизмов и систем разгрузочно-загрузочной машины, состоящим из информационно-управляющего блока с преобразователями дискретных и аналоговых сигналов в цифровую форму и устройствами формирования силового управления приводами, а также комплексом персональных электронно-вычислительных машин с программным обеспечением для управления и контроля за работой механизмов и систем разгрузочно-загрузочной машины в автоматическом режиме.
Данное техническое решение позволяет повысить безопасность, надежность и эффективность управления РЗМ при выполнении перегрузки ядерного топлива, а также минимизировать количество аварийных ситуаций при перегрузке, т.к.. обеспечивается автоматическое
выполнение операций, связанных с процессом перегрузки, а также объективный, заложенный в программу информационно - управляющего блока, контроль технологических параметров, состояния механизмов и систем РЗМ в ходе выполнения операций, обеспечивающих безопасность. Кроме того, путем записи о ходе процесса перегрузки и работы оборудования РЗМ в специально предусмотренную программным обеспечением долговременную память с подробным протоколом работы системы с фиксацией времени каждого этапа работы, обеспечивается возможность контроля за действиями оператора и всеми реакциями РЗМ в процессе перегрузки, анализа проведенной перегрузки и, как следствие, возможность принятия своевременных мер по предупреждению отказов оборудования РЗМ.
Предлагаемое техническое решение проиллюстрировано графическим материалом (фиг.1). На фиг.1 представлена структурно-функциональная схема системы управления разгрузочно-загрузочной машиной ядерного канального реактора.
Система управления разгрузочно-загрузочной машиной ядерного канального реактора (фиг.1) состоит из аналоговых 1 и дискретных 2 датчиков, обеспечивающих контроль технологических параметров и состояния механизмов и систем разгрузочно-загрузочной машины, приводов исполнительных механизмов 3, стойки ручного кнопочного управления 4, предназначенной для управления РЗМ в режиме ручного кнопочного управления, контрольного щита 5, на котором отображается информация о ходе операций по перегрузке топлива в режиме ручного кнопочного управления, стойки силового управления приводами 6, обеспечивающим управление электроприводами РЗМ, пульта управления 7 перемещением машины, расположенного на РЗМ, предназначенного для вывода РЗМ на заданную координату оператором, информационно управляющего комплекса (ИУК) 8, предназначенного для автоматического
управления и контроля за работой и состоянием механизмов и систем РЗМ при выполнении технологических операций при перегрузке. В свою очередь ИУК 8 состоит из стойки информационного управления (ИУ) 9, обеспечивающей прием и обработку аналоговых и дискретных сигналов, обмен данными между ИУ 9 и персональными электронно-вычислительными машинами (ПВЭМ) 10,11,12, выдачу управляющих сигналов на промежуточное реле в стойку ручного кнопочного управления 4, и 3-х персональных электронно-вычислительных машин: управляющей ПЭВМ 10, обеспечивающей реализацию технологического процесса перегрузки в режиме управления с ИУК 8; операторской ПЭВМ 11, предназначенной для приема данных от управляющей ПЭВМ 10, отображения информации о ходе процесса перегрузки, ввода команд оператора и передачи их на управляющую ПЭВМ 10; контрольной ПЭВМ 12, обеспечивающей прием сообщений от управляющей 10 и операторской ПЭВМ 11, отображение хода перегрузки в виде текстовых сообщений, посылку ответов лица, ответственного за перегрузку на управляющую 10 и операторскую ПЭВМ 11. Стойка ИУ 9 состоит из устройства диспетчер связи (УДС) 13, которое осуществляет транспортную задачу, выполняя роль концентратора между устройствами связи с объектом и управляющей ПЭВМ 10 и двух устройств связи с объектом (УСО) 14, 15, при этом УСО 14 осуществляет ввод дискретных сигналов от датчиков 2 и выдачу управляющих воздействий на стойку силового управления приводами 6 РЗМ. В состав данного УСО 14 входят блоки ввода дискретных сигналов 16, два контроллера 17 для первичной обработки информации и связи с управляющей ПЭВМ 10, блоки формирования сигналов управления (ФСУ) 18. Второе УСО 15 осуществляет ввод сигналов аналоговых датчиков 1, преобразование их в цифровую форму и передачу данных на управляющую ПЭВМ 10. Устройство 15 содержит также два независимых канала преобразования данных. В каждом канале
основным обрабатывающим элементом является контроллер 19. Для перехода от управления с ИУК 8 на управление со стойки ручного управления 4 предусмотрен специальный переключатель 20.
Система управления разгрузочно-загрузочной машиной ядерного канального реактора работает следующим образом. Перед началом процесса перегрузки оператор с пульта перемещения 7 машины наводит РЗМ на заданную координату (на фиг.1 не показано). Перегрузка топлива, выполняемая РЗМ, осуществляется следующими основными способами: автоматический, полуавтоматический (пошаговый). Выбор способа осуществляется оператором на операторской ПЭВМ 11, клавиатура и мышь которой являются органами управления ИУК 8. Весь процесс перегрузки, выполняемый в данных режимах, разбит на этапы, называемые комплексными операциями - КОП (например, опускание защиты, опускание стыковочного патрубка и т.д.). При выборе режима "Пошаговый" в ходе выполнения перегрузки перед началом каждой КОП на операторской ПЭВМ 11 запрашивается подтверждение выполнения данной КОП. В зависимости от подтверждения или не подтверждения оператором КОП процесс перегрузки продолжается или прекращается. При выборе режима "Автоматический" запросы в ходе выполнения перегрузки появляются только в моменты, требующие особого внимания оператора (ввод и подтверждение параметров, общение с БЩУ, аварийные ситуации), а КОП выполняются одна за другой без пауз и подтверждений. После выбора режима и ввода начальных параметров перегрузки информация передается на управляющую ПЭВМ 10, программное обеспечение (ПО) которой вырабатывает сигналы управления, необходимые для выполнения отдельно взятых КОП и реализации техпроцесса перегрузки в целом. Сигналы управления через УДС 13 передаются на УСО 14, где через ФСУ 18 направляются в стойки силового управления б приводами РЗМ, обеспечивая управление приводами 3. Программа ведения процесса
перегрузки в канале автоматического управления от ИУК 8 построена по принципу последовательного выполнения КОП с жестким контролем значений технологических параметров и состояния механизмов и систем РЗМ (образующих совокупность критериев качества выполнения КОП) и останова процесса перегрузки, если критерии не выполнены. Оператор не может закончить перегрузку, пока не будут выполнены заданные критерии. В тоже время программа позволяет в случае возникновения нештатных ситуаций с санкции вышестоящего ответственного за перегрузку лица, которая вводится им аппаратно со специальной контрольной ПЭВМ 12, провести необходимые операции, позволяющие устранить возникшие нештатные ситуации и обеспечить выполнение установленных критериев качества. В случае отказа оборудования в канале автоматического управления от ИУК 8, управление процессом перегрузки может выполняться со стойки кнопочного дистанционного управления 4. Переход осуществляется оператором поворотом специального переключателя 20. Управление со стойки кнопочного управления 4 осуществляется через кнопки управления, расположенные на стойке 4, которые через стойку силового управления 6 соединяются с соответствующими приводами 3. В процессе выполнения перегрузки система управления разгрузочно-загрузочной машины ядерного канального реактора обеспечивает также прием, преобразование, хранение и анализ информации, поступающей от аналоговых 1 и дискретных 2 датчиков, установленных на РЗМ, а также вывод информации на сигнализацию, мониторы ПЭВМ 10, 11, 12, самописцы и контрольно-измерительные приборы, расположенные на контрольном щите 5. На фиг.1 условно показана схема прохождения дискретных и аналоговых сигналов. Дискретные сигналы от датчиков 2 поступают в УСО 14 в блоки ввода дискретных сигналов 16, затем передаются в контроллеры 17, где они обрабатываются и преобразуются в цифровой код, после чего вводятся в управляющую
ПЭВМ 10. Аналоговые сигналы от датчиков 1 поступают в УСО 15, где они обрабатываются и преобразуются в цифровой код контроллерами 19, после чего через УДС 13 вводятся в управляющую ПЭВМ 10. Программное обеспечение (ПО), установленное на управляющей ПЭВМ 10, обеспечивает обработку поступающей информации и реализует выполнение заданных алгоритмов представления необходимой информации для оператора на мониторах управляющей 10 и операторской ПЭВМ 11, а также контрольной ПЭВМ 12. Одновременно, дискретные и аналоговые сигналы поступают во вторичные показывающие приборы на контрольном щите 5, необходимые для информации оператора о значении технологических параметров РЗМ при управлении в кнопочном режиме со стойки ручного управления 4. Оператор работает в диалоговом режиме. Необходимая цифровая и текстовая информация на управляющей 10 и операторской ПЭВМ 11 выводится автоматически, соответственно выполняемой КОП. Одновременно соответствующая цифровая и текстовая информация автоматически выводится на монитор контрольной ПЭВМ 12. Параллельно с ведением процесса перегрузки в специально предусмотренную программным обеспечением долговременную память записывается во времени вся информация о ходе техпроцесса перегрузки и работе оборудования РЗМ с подробным протоколом работы системы с фиксацией времени каждого этапа работы, обеспечивается возможность контроля за действиями оператора и всеми реакциями РЗМ в процессе перегрузки.
Предложенная система управления разгрузочно-загрузочной машины ядерного канального реактора обеспечивает требуемую безопасность работ, надежна и проста в обслуживании.