СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
REMOTE RADIATION MONITORING SYSTEM

Изобретение относится к средствам дистанционного радиационного контроля воздуха, преимущественно в помещениях контролируемой зоны и вентиляционных системах атомных электростанций.
Для обеспечения безопасной эксплуатации все контролируемые параметры системы радиационного контроля на атомных электростанциях разделяют на параметры нормальной эксплуатации и параметры нормальной эксплуатации, важные для безопасности. К параметрам нормальной эксплуатации, важным для безопасности, относятся такие параметры, например, как активность газоаэрозольных выбросов через вентиляционную трубу, как герметичность корпуса реактора, которую контролируют по отсутствию превышения фонового значения активности воздуха в пространстве, окружающем корпус реактора. Каждый параметр нормальной эксплуатации контролируют с помощью одного измерительного канала, а каждый параметр нормальной эксплуатации, важный для безопасности, контролируют не менее чем двумя измерительными каналами, входящими в независимые системы контроля.
Известна система дистанционного радиационного контроля газовых сред, содержащая блоки детектирования с исполнительными механизмами для доставки контролируемых сред, установленные в помещениях с контролируемыми средами, модемы-вычислители с распределительными коробками, установленные на расстоянии до 25 метров от блоков детектирования и исполнительных механизмов, включающие контроллеры на однокристальных ЭВМ, источники питания блоков детектирования и исполнительных механизмов с цепями управления включением, устройствами преобразования сигналов детекторов и устройствами ввода-вывода информации по моноканалу, по одному на каждый блок детектирования, блок первичной обработки и анализа информации, осуществляющий управление исполнительными механизмами блоков детектирования, а также сбор, первичный анализ и обработку информации от модемов-вычислителей о радиационной обстановке на контролируемом объекте, пульт оператора с персональной ЭВМ и устройствами отображения информации, автономные блоки питания, защитные устройства от влияния импульсных помех. Управление исполнительными механизмами осуществляется по каналу управления, обеспечивающему связь блока первичной обработки и анализа информации с модемами-вычислителями через распределительные коробки, а сбор информации от модемов-вычислителей осуществляется по информационному моноканалу с одной общей линией связи, обеспечивающей связь блока первичной обработки и анализа информации с модемами-вычислителями через распределительные коробки (Патент РФ №2182343, опубл. Бюл. №13, 2002 г.).
Недостатками этой системы при ее использовании для дистанционного радиационного контроля являются сложность организации периодического контроля, возможность ошибок в результатах измерения из-за отсутствия средств контроля параметров контролируемых сред. Сложность организации периодического контроля обусловлена тем, что для измерения каждого параметра предусмотрен свой исполнительный механизм для доставки контролируемой среды, а для каждого из контролируемых параметров, в том числе и контролируемых периодически, предусмотрены блок детектирования, исполнительный механизм для доставки контролируемой среды, модем-вычислитель, включающих контроллер на однокристальных ЭВМ, источник питания блока детектирования, включаемый на время измерения по цепи управления включением, устройство преобразования сигнала детектора и устройство ввода-вывода информации по моноканалу и распределительная коробка. Возможность ошибок в результатах измерения при изменении условий доставки контролируемых сред к блокам детектирования обусловлена тем, что при анализе результатов измерения не учитывается информация об условиях доставки контролируемой среды, т.е. информация, подтверждающая прохождение контролируемых сред через блоки детектирования с заданными расходами при нормальных условиях их доставки или не подтверждающая - при изменившихся условиях доставки. При изменившихся условиях доставки контролируемых сред к блокам детектирования результаты измерения будут ошибочными из-за неопределенности расходов контролируемых сред через блоки детектирования.
Известна также система дистанционного радиационного контроля воздуха, преимущественно в помещениях контролируемой зоны и вентиляционных системах атомных электростанций, которая позволяет упростить периодический контроль и исключить возможность ошибок в результатах измерений при изменении условий доставки контролируемых сред к блокам детектирования. Эта система состоит из пульта оператора с персональной ЭВМ, автономным блоком бесперебойного питания и средствами отображения информации и двух подсистем контроля и управления. Первая подсистема контроля и управления содержит подводящие трубопроводы непрерывно контролируемых сред с запорно-регулирующими клапанами с ручным управлением, фильтрами, расходомерами, блоками детектирования, выходные трубопроводы блоков детектирования с запорными клапанами с ручным управлением, которые объединены общим трубопроводом, распределительные коробки, контроллеры-вычислители, включающие: микроЭВМ, источники питания блоков детектирования, устройства преобразования сигнала детектора и устройства ввода-вывода информации по информационному каналу, по одному на каждый блок детектирования, первую и вторую газодувки, первый и второй запорные клапаны с дистанционным управлением, датчик разрежения на входе газодувок, блок управления газодувками и блок включения газодувок, состоящий из первого и второго устройств включения электроприводов, первый блок сбора, первичной обработки и анализа информации с автономным блоком бесперебойного питания, обеспечивающий по информационному каналу сбор, первичный анализ и обработку информации об активности непрерывно контролируемых сред, а по каналу управления - управление газодувками, клапанами с электроприводами и сбор информации о состоянии газодувок, клапанов и о величине разрежения. Вторая подсистема контроля и управления содержит подводящие трубопроводы периодически контролируемых сред, объединенные на выходе дистанционно управляемых клапанов, для подачи контролируемой среды с заданным расходом через запорно-регулирующий клапан, фильтр и расходомер на общий блок детектирования и через выходной трубопровод блока детектирования с запорным клапаном с ручным управлением на общий трубопровод, распределительную коробку, контроллер-вычислитель, дистанционно управляемые запорные клапаны по числу периодически контролируемых сред, блок управления клапанами, второй блок сбора, первичной обработки и анализа информации с автономным блоком бесперебойного питания. Персональная ЭВМ пульта оператора и первый и второй блоки сбора, первичной обработки и анализа информации включены в локальную вычислительную сеть. Блоки детектирования соединены с блоками питания и информационными входами соответствующих контроллеров-вычислителей. Первый блок сбора, первичной обработки и анализа информации соединен по информационному каналу с контроллерами-вычислителями первой подсистемы через их распределительные коробки, а по каналу управления соединен с блоком управления газодувками через его распределительную коробку. Второй блок сбора, первичной обработки и анализа информации соединен по информационному каналу с контроллером-вычислителем второй подсистемы через его распределительную коробку, а по каналу управления с блоком управления клапанами через его распределительную коробку. Блок управления газодувками, первое и второе устройства включения электроприводов обеспечивают управление газодувками и дистанционно управляемыми запорными клапанами газодувок. Блок управления газодувками обеспечивает также: электропитание датчика разрежения, преобразование выходного сигнала датчика разрежения в величину измеряемого разрежения, запоминание заданного минимального рабочего значения разрежения, создаваемого назначенной основной газодувкой, сравнение измеренного и заданного минимального рабочего значений разрежения газодувок. Общий трубопровод блоков детектирования подключен к входам первой и второй газодувок через первый и второй дистанционно управляемые клапаны соответственно. Выходы первой и второй газодувок объединены для удаления прокачиваемых через них контролируемых сред. Выходы первого и второго дистанционно управляемых клапанов газодувок соединены с входами первого и второго устройств включения электроприводов соответственно, а их цепи управления и цепи управления первой и второй газодувок соединены с выходами первого и второго устройств включения электроприводов соответственно. Выходы блока управления газодувками соединены с входами первого и второго устройств включения электроприводов, а входы блока управления газодувками соединены с выходами первого и второго устройств включения электроприводов. Информационный выход датчика разрежения соединен с входом блока управления газодувками, а выход источника питания блока управления газодувками соединен с входом питания датчика разряжения (Патент РФ №2296351, опубл. Бюл. №9, 2007 г., пункт 2 формулы изобретения, Фиг.3).
Эта система наиболее близка по сущности к заявляемой системе и выбрана в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является недостаточно высокая информационная надежность для обеспечения контроля радиационных параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности. Недостаточно высокая информационная надежность прототипа обусловлена тем, что для контроля непрерывно контролируемых параметров и для периодически контролируемых параметров используется только по одному блоку сбора, первичной обработки и анализа информации, для обеспечения подачи непрерывно контролируемых сред на блоки детектирования используется только один датчик разрежения и один блок управления газодувок. При отказе первого блока сбора, первичной обработки и анализа информации происходит полная потеря информации об активности непрерывно контролируемых сред и потеря управления газодувками, обеспечивающими подачу контролируемых сред на блоки детектирования. При отказе второго блока сбора, первичной обработки и анализа информации происходит полная потеря информации об активности периодически контролируемых сред. При отказе датчика разрежения происходит потеря информации об условиях доставки контролируемых сред и, следовательно, уменьшается информационная надежность системы. При отказе блока управления газодувкой происходит отказ всей системы, так как прекращается возможность дистанционного управления доставкой контролируемых сред к блокам детектирования на время замены отказавшего блока блоком из состава ЗИП.
Для обеспечения контроля параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, с использованием прототипа применяют две дополнительные системы контроля, построенные по схеме, представленной в описании прототипа на Фиг.1, каждая из которых, кроме распределительных коробок, контроллеров-вычислителей, подводящих трубопроводов с запорно-регулирующими клапанами с ручным управлением, фильтрами, расходомерами и блоками детектирования каналов непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, включает также блок сбора, первичной обработки и анализа информации с автономным блоком бесперебойного питания, две газодувки, два запорных клапана газодувок с дистанционным управлением, датчик разрежения на входе газодувок, блок управления газодувками и блок включения газодувок, состоящий из двух устройств включения электроприводов.
Задачей изобретения является создание системы дистанционного радиационного контроля повышенной надежности для обеспечения возможности контроля параметров нормальной эксплуатации и параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, атомных электростанций без ее существенного усложнения.
Техническим результатом изобретения является повышение информационной надежности и обеспечение контроля, как параметров нормальной эксплуатации, так и параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, в том числе и при отказах датчика разрежения и блока управления газодувкой, а также исключение возможности ошибок в результатах измерений при изменении условий доставки контролируемых сред к блокам детектирования.
Указанный технический результат достигается тем, что в систему дистанционного радиационного контроля воздуха атомных электростанций, содержащую пульт оператора с персональной ЭВМ с автономным блоком питания и средствами отображения информации и две подсистемы контроля и управления, включающие две газодувки с двумя запорными дистанционно управляемыми клапанами на входе и два устройства включения электроприводов, при этом первая из подсистем содержит трубопроводы с запорно-регулирующими клапанами с ручным управлением, фильтрами, расходомерами и блоками детектирования первой части каналов непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации, распределительные коробки, контроллеры-вычислители по одному на каждый блок детектирования, включающие микроЭВМ, источники питания блоков детектирования, устройства преобразования сигнала детектора и устройства ввода-вывода информации по информационному каналу, первый датчик разрежения на входе первой газодувки, первый блок управления газодувками, первое устройство включения электроприводов, первый блок сбора, первичной обработки и анализа информации с автономным блоком бесперебойного питания, а вторая из подсистем содержит подводящие трубопроводы и дистанционно управляемые клапаны по числу периодически контролируемых сред первой части каналов контроля параметров периодически контролируемых сред, запорно-регулирующий клапан, фильтр, расходомер и блок детектирования периодически контролируемых сред, распределительную коробку, контроллер-вычислитель, первый блок управления клапанами, второй блок сбора, первичной обработки и анализа информации с автономным блоком бесперебойного питания, причем персональная ЭВМ пульта оператора и первый и второй блоки первичной обработки и анализа информации включены в локальную вычислительную сеть, блоки детектирования соединены с блоками питания и информационными входами соответствующих контроллеров-вычислителей, выходные трубопроводы блоков детектирования с запорными клапанами с ручным управлением объединены общим трубопроводом подачи сред на вход первой и второй газодувок через первый и второй дистанционно управляемые запорные клапаны газодувок соответственно, выходы первой и второй газодувок объединены для удаления прокачиваемых через них контролируемых сред, выходы первого и второго дистанционно управляемых клапанов газодувок соединены с входами первого и второго устройств включения электроприводов, а их цепи управления и цепи управления первой и второй газодувок соединены с выходами первого и второго устройств включения электроприводов соответственно, выходы первого блока управления газодувками соединены с входами первого устройства включения электроприводов, а входы первого блока управления газодувками соединены с выходами первого устройства включения электроприводов, информационный выход первого датчика разрежения соединен с входом первого блока управления газодувками, а выход источника питания первого блока управления газодувками соединен с входом питания первого датчика разрежения, выходы дистанционно управляемых запорных клапанов первой части каналов периодически контролируемых сред соединены с входами первого блока управления клапанами, а их цепи управления соединены с выходами первого блока управления клапанами, информационные выходы контроллеров-вычислителей измерительных каналов непрерывного и периодического контроля первой и второй подсистем соединены через свои распределительные коробки первым и вторым информационными каналами с первым и вторым блоками сбора, первичной обработки и анализа информации соответственно, первый блок управления газодувками через устройство ввода-вывода соединен через свою распределительную коробку первым каналом управления с первым блоком сбора, первичной обработки и анализа информации, а первый блок управления клапанами через устройство ввода-вывода соединен через свою распределительную коробки вторым каналами управления со вторым блоком сбора, первичной обработки и анализа информации, согласно заявляемому техническому решению в первую подсистему дополнительно введены подводящие трубопроводы первых каналов контроля непрерывно контролируемых сред параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, с запорно-регулирующими клапанами с ручным управлением, фильтрами, расходомерами и блоками детектирования, выходные трубопроводы которых через запорные клапаны с ручным управлением подключены к общему трубопроводу, контроллеры-вычислители по одному на каждый блок детектирования с распределительными коробками, подводящие трубопроводы и дистанционно управляемые клапаны по числу второй части каналов периодически контролируемых сред, запорно-регулирующий клапан, фильтр, расходомер, блок детектирования второй части каналов периодически контролируемых сред, выходной трубопровод которого через запорный клапан с ручным управлением соединен с общим трубопроводом, контроллер-вычислитель с распределительной коробкой, второй блок управления клапанами второй части каналов периодически контролируемых сред с распределительной коробкой; во вторую подсистему дополнительно введены подводящие трубопроводы вторых каналов контроля непрерывно контролируемых сред параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, и подводящие трубопроводы второй части каналов контроля непрерывно контролируемых сред параметров нормальной эксплуатации с запорно-регулирующими клапанами с ручным управлением, фильтрами, расходомерами и блоками детектирования, выходные трубопроводы которых через запорные клапаны с ручным управлением подключены к общему трубопроводу, распределительные коробки, контроллеры-вычислители по одному на каждый блок детектирования, второй датчик разрежения, второй блок управления газодувками. В первый и второй блоки управления газодувками введены контроллеры-вычислители, имеющие не менее двух независимых устройств ввода-вывода информации по информационному каналу. В первое и второе устройства включения электроприводов введен источник сигналов управления, выход которого соединен с входом своего блока управления газодувкой. В цепи формирования сигналов управления электроприводами устройств включения электроприводов включены нормально разомкнутые контакты путевых выключателей открытия первого и второго дистанционно управляемых клапанов газодувок соответственно для блокировки включения газодувок при неоткрытом клапане и нормально замкнутые контакты контакторов включения электроприводов газодувок в цепи управления закрытием клапанов от источников сигналов управления для принудительного закрытия клапанов при отключенных газодувках. Первый блок управления газодувками соединен с помощью второго устройства ввода-вывода информации своего контроллера-вычислителя по третьему информационному каналу управления со вторым устройством ввода-вывода информации контроллера-вычислителя второго блока управления газодувками. Выходы второго блока управления газодувками соединены с входами второго устройства включения электроприводов, а входы второго блока управления газодувками соединены с выходами второго устройства включения электроприводов, информационный выход второго датчика разрежения соединен с входом второго блока управления газодувками, а выход источника питания второго блока управления газодувками соединен с входом питания второго датчика разрежения. Второй блок управления газодувоками соединен с помощью первого устройства ввода-вывода информации вторым информационным каналом управления через свою распределительную коробку со вторым блоком сбора, первичной обработки и анализа информации. Выходы дистанционно управляемых запорных клапанов второй части каналов периодически контролируемых сред соединены с входами второго блока управления клапанами, а их цепи управления соединены с выходами второго блока управления клапанами. Второй блок управления клапанами соединен через свою распределительную коробку первым информационным каналом управления с первым блоком сбора, первичной обработки и анализа информации.
На Фиг.1 представлена функциональная пневматическая схема системы. На Фиг.2 представлена функциональная электрическая схема системы. На Фиг.3 представлена принципиальная электрическая схема цепей управления электроприводами газодувки и клапана в первом и втором устройствах включения электроприводов.
1
i
i+1
P
P+1
P+K
1
i
i+1
N
N+1
N+S
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1K
21
2S
P+1
Р+К
N+1
N+S
1P+1
2N+1
1P+1
N+1
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
1
11
1i
21
2i
11
1i
21
2i
1i+1
1P
2i+1
2N
1i+1
1P
2i+1
2N
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1P+2
2N+2
1P+2
2N+2
1
2
1P+3
2N+3
1Р+3
2N+3
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
3
1
2
11
1Р
21
2N
1
P
1
N
11
1Р
21
2N
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1K
21
2S
P+1
P+K
PN+1
N+S
1P+1
2N+1
11
1K
21
2S
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
1
2
1
2
1
2
1
2
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1K
21
2S
1
2
11
1K
21
2S
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1,
1
1
1P+2
1
1P+3
1P+2
2
2
2
2N+2
2
2N+3
2N+2
1P+2
2N+2
1
2
1
1
1
1
2
2
2
2
1
2
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
1
2
11
1i
1i+1
1P
1P+1
21
2i
2i+1
2N
2N+1
1
2
11
1P+1
21
2N+1
1
2
1
3
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Система содержит: подводящие трубопроводы контролируемых воздушных сред первой подсистемы: 1-1, относящиеся к первым измерительным каналам непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, подводящие трубопроводы 1-1, относящиеся к первой части измерительных каналов непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации, подводящие трубопроводы 1-1 второй части измерительных каналов периодическиого контроля; подводящие трубопроводы контролируемых воздушных сред второй подсистемы: 2-2, относящиеся ко вторым измерительным каналам непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, подводящие трубопроводы 2-2, относящиеся ко второй части измерительных каналов непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации, подводящие трубопроводы 2-2, первой части измерительных каналов периодического контроля; запорно-регулирующие клапаны 3-3, 3-3 с ручным управлением, фильтры 5-5, 5-5, расходомеры 6-6, 6-6, блоки 7-7, 7-7 детектирования каналов непрерывного контроля концентраций β-активных и γ-активных газов в контролируемых средах, запорные клапаны 8-8, 8-8 с ручным управлением выходных трубопроводов блоков детектирования 7-7, 7-7, дистанционно управляемые запорные клапаны 4-4, 4-4 трубопроводов 1-1, 2-2 периодически контролируемых сред, запорно-регулирующие клапаны 3, 3 с ручным управлением, фильтры 5, 52, расходомеры 6, 6 общие блоки 7, 7 детектирования периодически контролируемых параметров, концентраций β-активных и γ-активных газов в контролируемых средах, запорные клапаны 8, 8 с ручным управлением выходных трубопроводов блоков детектирования 7, 7, первая и вторая газодувки 9, 9, первый и второй запорные дистанционно управляемые клапаны 10, 10 газодувок 9, 9, первый и второй датчики 11, 11 разрежения, первый и второй блоки 12, 12 управления газодувками 9, 9, первый 13 и второй 13 блоки управления дистанционно управляемыми запорными клапанами трубопроводов периодически контролируемых сред, контроллеры-вычислители 14-14, 14-14 с распределительными коробками 15-15, 15-15 первых и вторых измерительных каналов непрерывно контролируемых параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, контроллеры-вычислители 14-14, 14-14 с распределительными коробками 15-15, 15-15 первой и второй части измерительных каналов непрерывно контролируемых параметров нормальной эксплуатации, контроллеры-вычислители 14, 14 с распределительными коробками 15, 15 первой и второй части каналов периодического контроля, контроллеры-вычислители 14, 14 и с распределительными коробками 15, 15 блоков управления газодувками 12, 12, контроллеры-вычислители 14, 14 с распределительными коробками 15, 15 блоков управления клапанами 13 и 13, устройства 16, 16 включения электроприводов газодувок 9, 9 и электроприводов запорных дистанционно управляемых клапанов 10, 10 газодувок 9, 9, блоки 17, 17 сбора, первичной обработки и анализа информации, автономные блоки 18-18 бесперебойного питания, пульт оператора 19 со средствами отображения информации и персональным компьютером 20, связанным с блоками 17, 17 локальной вычислительной сетью (ЛВС). Запорно-регулирующие клапаны 3-3, 3-3 с ручным управлением установлены на входе подводящих трубопроводов 1-1, 2-2, к выходам клапанов 3-3, 3-3 последовательно включены фильтры 5-5, 5-5, расходомеры 6-6, 6-6, блоки 7-7, 7-7 детектирования и запорные клапаны 8-8, 8-8. Дистанционно управляемые клапаны 4-4 и 4-4 включены на входе подводящих трубопроводов 1-1, 2-2. Запорно-регулирующие клапаны 3, 3 с ручным управлением установлены на выходных трубопроводах дистанционно управляемых клапанов 4-4 и 4-4, к выходам клапанов 3, 3 последовательно включены фильтры 5, 5, расходомеры 6, 6, блоки 7, 7 детектирования и запорные клапаны 8, 8. Выходы клапанов 8-8, 8-8 объединены общим трубопроводом, к которому подключены датчики 11, 11 разрежения и через дистанционно управляемые клапаны 10, 10 - газодувки 9, 9. Выходы газодувок 9, 9 объединены для удаления прокачиваемых через них контролируемых сред. Выходы блоков 7-7, 7-7 детектирования соединены с входами контроллеров-вычислителей 14-14, 14-14, а цепи питания блоков 7-7, 7-7 детектирования соединены с выходами блоков питания соответствующих контроллеров-вычислителей 14-14, 14-14. Цепи управления дистанционно управляемых запорных клапанов 4-4, 4-4 соединены с выходами блоков 13, l3 управления, а выходы клапанов 4-4, 4-4 соединены с входами блоков 13, 13 управления. Цепи управления газодувок 9, 9 и дистанционно управляемых запорных клапанов 10, 10 соединены с выходами соответствующих устройств 16 и 16 включения электроприводов газодувок и электроприводов запорных дистанционно управляемых клапанов газодувок, а выходы клапанов 10, 10 соединены с входами соответствующих устройств 16 и 16. Выходы устройств 16 и 16 соединены с входами соответствующих блоков 12, 12 управления газодувками 9, 9, а входы устройств 16 и 16 соединены с выходами соответствующих блоков 12, 12. Блок управления 13 через свое устройство ввода-вывода, и блок 12 управления газодувкой 9, через первое устройство ввода-вывода контроллера-вычислителя 14, соединены с блоком 17 сбора, первичной обработки и анализа информации через распределительные коробки 15, 15 и первый информационный канал управления (КУ1). Блок управления 13, через свое устройство ввода-вывода, и блок 12 управления газодувкой 9, через первое устройство ввода-вывода контроллера-вычислителя 14, соединены с блоком 17 сбора, первичной обработки и анализа информации через распределительные коробки 15, 15 и второй информационный канал управления (КУ2). Контроллеры-вычислители 14, 14 блоков 12, 12 управления газодувками через вторые независимые устройства ввода-вывода и третий информационный канал управления (КУ3) соединены между собой. Информационные каналы управления организованы по линии связи типа «витая пара» на основе последовательного интерфейса RS-485 для обмена информацией, передаваемой сигналами последовательного кода между блоками 17 и 12, 17 и 13, 17 и 12, 17 и 13 и между блоками 12 и 12. Контроллеры-вычислители 14-14, 14-14 соединены через распределительные коробки 15-15, 15-15 с блоками 17, 17 двумя независимыми информационными каналами (ИК1, ИК2). С информационным каналом ИК1 соединены (через соответствующие распределительные коробки) информационные выходы контроллеров-вычислителей: 14-14 первых измерительных каналов непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, 14-14 первой части измерительных каналов непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации и информационный выход контроллера-вычислителя 14 второй части каналов периодического контроля. С информационным каналом ИК2 соединены (через соответствующие распределительные коробки) информационные выходы контроллеров-вычислителей: 14-14 вторых измерительных каналов непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, 14-14 второй части измерительных каналов непрерывного контроля параметров нормальной эксплуатации и информационный выход контроллера-вычислителя первой части измерительных каналов периодического контроля 14 Информационные каналы ИК1, ИК2 организованы так же, как информационные каналы управления КУ1, КУ2 и КУ3 по линии связи типа «витая пара» на основе последовательного интерфейса RS-485 для обмена информацией, передаваемой сигналами последовательного кода между блоками 17, 17 сбора, первичной обработки и анализа информации и контроллерами-вычислителями 14-14, 14-14. Электрическое питание на блоки 17, 17 и компьютер 20 поступает через блоки 18-18 бесперебойного питания. Информационные выходы датчиков 11 и 11 разрежения соединены соответственно с входами блоков 12, 12 управления газодувками, а входы питания датчиков 11 и 11 разрежения соединены с выходами источников питания блоков 12, 12 соответственно. Цепи управления устройств 16 и 16 включения электроприводов состоят из канала управления клапаном КУК, канала управления газодувкой КУГ и источника сигналов управления ИСУ. Канал управления клапаном КУК состоит из контакторов КМ1 и КМ2 с контактами КМ1.1, КМ1.2, КМ2.1, КМ2.2, канал управления КУГ состоит из контактора КМ3 с контактами КМ3.1, КМ3.2. Контакторы КМ1 и КМ2 каналов управления клапанами (КУК) первого и второго устройств включения электроприводов 16, 16 обеспечивают формирование напряжений включения электроприводов для открытия и закрытия клапанов 10 и 10, контакторы КМ3 каналов управления газодувками (КУГ) устройств включения электроприводов 16 16 обеспечивают формирование напряжения включения газодувок 9 и 9. Контакты SQFC1 и SQC1 моментных и концевых выключателей открытия клапанов 10 и 10 обеспечивают прекращение подачи напряжения на контакторы КМ2 при полном открытии клапана 10 или 10 и размыкание контактов КМ2.2 и, следовательно, прекращение подачи напряжения на электропривод при открытии соответствующего клапана, контакт клапана SQFC1 включен цепь управления для остановки электропривода клапана при увеличении нагрузки на его валу при неисправностях клапана. Контакты SQFT1 моментных выключателей закрытии клапанов 10 и 10 обеспечивают прекращение подачи напряжения на контакторы КМ1 при закрытии клапана или при увеличении нагрузки на его валу при неисправностях клапана и размыкание контактов КМ1.2 и, следовательно, прекращение подачи напряжения на электропривод при закрытии соответствующего клапана. Контакты SQC2 путевых выключателей открытия клапанов 10 и 10 обеспечивают блокировку подачи сигнала управления на контакторы КМ3 при закрытом клапане 10 или 10 и, следовательно, обеспечивают блокировку включения газодувки 9 или 9 при неоткрытом клапане 10 или 10. Контакты КМ1.1 и КМ2.1 обеспечивают защиту от одновременного включения контакторов КМ1 и КМ2 и короткого замыкания фаз A и C напряжения питания электроприводов. Контакты КМ3.1 обеспечивают подачу сигнала управления закрытия клапана 10 или 10 при прекращении сигнала управления газодувкой 9 или 9 соответственно. Источники сигналов управления (ИСУ) устройств 16, 16 обеспечивают формирование сигналов управления, по которым блоки 12, 12 управления газодувками формируют сигналы «Клапан Открыть», «Клапан Закрыть», «Включить Газодувку» для устройств 16, 16. При напряжении управления контакторами КМ1, КМ2 и КМ3, равным 220 B 50 Гц, ИСУ представляет собой одну из фаз напряжения питания электроприводов клапана и газодувки. Выходные напряжения КУК (~380 B, N, A(C), B, C(A) устройств 16, 16 обеспечивают включение электроприводов клапанов 10, 10 во время их открытия и закрытия. Выходное напряжение КУГ (~380 B, N, C, B, A) устройства 16 (16) обеспечивают включение газодувки 9 (9), они формируются при замыкании контакта КМ3.2 контактора КМ3, которое происходит при наличии команды «Включить газодувку» на входе устройства 16 (16) и замыкании контакта SQC2 при открытии клапана 10 (10).
11
1P+3
21
2N+3,
1
2
1
2
11
1P+1
21
2N+1
1
2
Все технические средства, входящие в систему, соответствуют требованиям ГОСТ Р 50746 по электромагнитной совместимости и не требуют дополнительных средств защиты от электрических и электромагнитных помех. Каналы управления и информационные каналы для защиты системы от радиочастотных и импульсных помех выполнены экранированным кабелем. Распределительные коробки 15-15, 15-15 через которые блоки 12, 12, 13, 13 и контроллеры-вычислители 14-14, 14-14 подключаются к информационным каналам управления КУ1, КУ2 и информационным каналам ИК1, ИК2 блоков 17, 17, обеспечивают подключение экранированных кабелей и заземление экранов кабелей.
11
81P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
1
2
1
2
1
2
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
1
2
1P+2
2N+2
1
2
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
1
2
1
2
1
2
1P+2
2N+2
1
2
1P+2
2N+2
1
2
11
1K
21
2S
1
2
1P+3
2N+3
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Исходное состояние системы следующее: запорные клапаны 8-, 8-8 открыты, регулирующие клапаны 3-3, 3-3 установлены в положения, обеспечивающие заданные расходы через блоки 7-7, 7-7 детектирования, измеренные расходомерами 6-6, 6-6, электрическое питание на контроллеры-вычислители 14-14, 14-14, на блоки управления 12, 12, 13, 13, на блоки 17, 17 сбора, первичной обработки и анализа информации и на пульт 19 с компьютером 20 подано. Фильтры 5-5, 5-5 заполнены фильтрующим материалом и обеспечивают защиту блоков детектирования 7-7, 7-7 от пыли и механических примесей в контролируемых средах. Величины минимального и максимального рабочих значений разрежения, создаваемого газодувками 9 и 9, и максимальное время достижения рабочего режима после включения газодувки заданы в контроллерах-вычислителях 14, 14 блоков управления 12, 12. Информация об активностях контролируемых сред с выходов контроллеров-вычислителей 14-14, 14-14 через распределительные коробки 15-15, 15-15 по информационным каналам ИК1 и ИК2, а информация о состоянии газодувок 9, 9, клапанов 10, 10 и о величине разрежения, контролируемого датчиками 11, 11, с выходов контроллеров-вычислителей 14, 14 блоков управления 12, 12 через распределительные коробки 15, 15 по каналам управления КУ1 и КУ2 поступает на блоки 17, 17. Информация о состоянии управления дистанционно управляемых запорных клапанов 4-4, 4-4 периодического контроля с выходов устройств связи блоков управления 13, 13 через распределительные коробки 15, 15 по каналам управления КУ1 и КУ2 поступает на блоки 17, 17. Газодувки 9, 9 выключены, клапаны 10, 10 закрыты. Контакты клапанов 10, 10 SQC2 и SQFT1 разомкнуты, а контакты SQFC1 и QSC1 замкнуты, контакт контактора включения газодувки КМ3.1 замкнут. Сигналы управления «Газодувку включить», «Клапан открыть», «Клапан закрыть» на входах каналов управления газодувкой КУГ и каналов управления клапаном КУК устройств 16, 16 отсутствуют. На выходах каналов управления газодувкой КУГ 380 B и каналов управления клапаном КУК 380 B устройств 16, 16 отсутствуют напряжения 380 B, обеспечивающие включение электроприводов клапанов 10, 10 и газодувок 9, 9.
1
1
1
1P+2
1P+2
1
1
1P+2
1
1
1
1
1
1P+2
1
2N+2
2
2
1P+2
1
2N+2
2
2N+2
2
2
2
2
2
2N+2
2
2
2
2
2
2N+2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1P+2
1
1
1
1
1
11
1P+1
11
2N+1
1P+2
1
1
1P+2
1
1
1
1
1
Р+К
1
N+S
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1P
21
2N
11
1Р
21
2N
11
1P
21
2N
1
2
11
1P
21
2N
P+1
Р+K
N+1
N+S
11
1K
21
2S
1P+1
2N+1
1P+1
N+1
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1
2
1P+1
2N+1
1
2
P+1
Р+K
N+1
N+S
1P+1
2N+1
1P+1
2N+1
1
2
1
2
1P+3
2N+3
1
2
11
1К
21
2S
11
1K
21
2S
1P+1
2N+1
11
1K
21
2S
1
2
1
2
1
2
11
1K
21
2S
1
2
11
1n
21
2m
1P+2+1
1P+2+n
2N+2+1
2N+2+m
1P+1
1P+1+j
2N+1
2N+1+q
1
2
1P+1
1P+1+j
2N+1
2N+1+q
1P+1
1P+1+j
2N+1
2N+1+q
1
2
1
2
3
Работа системы начинается с поступления команды, задаваемой оператором с компьютера 20 пульта 19, о назначении газодувки, например, 9 основной. При этом эта команда через локальную вычислительную сеть поступит на блок 17, а с выхода блока 17 по каналу КУ1 через распределительную коробку 15 поступит на вход первого устройства ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12. При поступлении команды о назначении газодувки 9 основной на контроллер-вычислитель 14 блока 12 на выходе блока 12 формируются сигналы для устройства 16, по которым обеспечивается открытие клапана 10 и включение газодувки 9, при этом в контроллере-вычислителе 14 блока 12 формируется команда для контроллера-вычислителя 14 блока 12 о выключении газодувки 9, которая через второе устройство ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12 и канал КУ3 поступает на вход второго устройства ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12. По этой команде в контроллере-вычислителе 14 блока 12 производится анализ информации о состоянии газодувки 9 и клапана 10. Так как газодувка 9 выключена, а клапан 10 закрыт, то в контроллере-вычислителе 14 не формируются команды для блока 12. После подтверждения соответствия состояния газодувки 9 и клапана 10, полученного по выходным сигналам, поступающим на входы блока 12 с выхода блока 16, на выходе первого устройства ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12 формируется информация о выполнении команды выключения газодувки 9, которая через канал КУ2 поступит на вход блока 17. По поступлению команды о включении газодувки 9 и открытии клапана 10 в блоке 12 из выходного напряжения источника ИСУ, поступающего с выхода устройства 16 на вход блока 12, формируются сигналы «Газодувку включить» и «Клапан открыть», которые с выхода блока 12 поступают на входы канала управления КУГ и канала управления КУК устройства 16. На выходах 380 В канала КУГ устройства 16 при этом напряжение питания не включится, так как контакт клапана 10 SQC2 не замкнется, пока клапан не достигнет состояния 90% открытия. Так как контакты КМ 1.1, SQFC1 и SQC1 в цепи управления контактором КМ2 канала управления КУК устройства 16 замкнуты, то сигнал «Клапан открыть» поступит на контактор КМ2 и на выходах 380 B канала КУК устройства 16 появится напряжение с последовательностью фаз A, B, C. После этого электропривод клапана 10 начнет вращаться в сторону открытия клапана. При достижении клапаном 10 состояния 90% открытия замкнется его контакт SQC2 и сигнал «Газодувку включить» поступит на вход контактора КМ3 канала КУГ устройства 16. После этого разомкнется контакт КМ3.1 на входе контактора КМ1 канала КУК устройства 16 и замкнется контакт КМ3.2, а на выходе 380 B канала КУГ устройства 16 появится напряжение с последовательностью фаз A, B, C, которое поступит на электропривод газодувки 9 после чего газодувка 9 включится в работу, а на выходе устройства 16 появится сигнал для блока 12 о включении газодувки 9. При достижении клапаном состояния 100% открытия, разомкнется контакт SQC1 клапана 10 и прекратится подача напряжения на выходы 380 В канала КУК устройства 16, так как разомкнется цепь управления контактором КМ2. При этом замкнется контакт КМ2.1 в цепи управления контактора КМ1 канала КУК устройства 16, а на выходе клапана 10 сформируется сигнал о его открытии. Сигнал о достижении клапаном 10 состояния открытия поступает на вход устройства 16, а с его выхода - на вход блока 12. При поступлении сигналов о включении газодувки 9 и об открытии клапана 10 в контроллере-вычислителе 14 блока 12 производится оценка создаваемого газодувкой 9 разрежения по выходным сигналам датчика 11 и сравнение его с заданными в контроллере-вычислителе величинами минимального и максимального рабочих значений разрежения и времени достижения величины разрежения установившегося значения с заданным максимальным временем достижения рабочего режима газодувкой 9 после ее включения. При нормальной работе системы величина разрежения, контролируемая датчиком 11, не выходит за заданные минимальное и максимальное значения, при этом доставка контролируемых сред к блокам 7-7, 7-7 детектирования обеспечивается с заданным расходом, а измерения активностей контролируемых воздушных сред производятся с известными погрешностями. При достижении величины разрежения рабочего значения больше заданного минимального значения и меньше заданного максимального значения за время меньше заданного максимального значения в контроллере-вычислителе 14 блока 12 формируется информация о назначении газодувки 9 основной. Эта информация через первое устройство ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12 передается по каналу КУ1 на блок 17. С блока 17 информация о назначении газодувки 9 основной через локальную вычислительную сеть передается на компьютер 20 пульта оператора 19. При этом контролируемые среды, несущие информацию о параметрах нормальной эксплуатации, важных для безопасности, и о параметрах нормальной эксплуатации, по трубопроводам 1-1, 2-2 через запорно-регулирующие клапаны 3-3, 3-3, фильтры 5-5, 5-5 и расходомеры 6-6, 6-6 поступают на блоки 7-7, 7-7 детектирования. Излучение непрерывно контролируемых сред, поступающих на блоки 7-7, 7-7 детектирования, преобразуется с помощью блоков 7-7, 7-7 в электрические сигналы. Выходные сигналы блоков 7-7, 7-7 детектирования в виде статистических последовательностей импульсов напряжения электрического тока, количество которых за заданное время несет информацию об активности излучения контролируемых сред, поступают на входы контроллеров-вычислителей 14-14, 14-14, в которых производится вычисление величин активности контролируемых сред. Информацию о величинах активности контролируемых сред в контроллерах-вычислителях 14-14, 14-14 представляют к виду, удобному для передачи по информационному каналу, и передают на блоки 17, 17 через коробки 15- 15, 15-15 по каналам ИК1, ИК2. Излучение периодически контролируемых сред, поступающих по подводящим трубопроводам 1-1, 2-2 через клапаны 4-4, 4-4, преобразуются блоками 7, 7 детектирования в электрические сигналы. Выходные сигналы блоков 7, 72 детектирования в виде статистических последовательностей импульсов напряжения электрического тока, количество которых за заданное время несет информацию об активности излучения периодически контролируемых сред, поступают на входы контроллеров-вычислителей 14, 14. На выходе контроллеров-вычислителей 14, 14 формируется информация об активности излучения периодически контролируемых сред, которая преобразуется в вид, удобный для передачи по информационному каналу и передается на блоки 17, 17 через коробки 15, 15 по информационным каналам ИК1, ИК2. Выходная информация блоков 17, 17 по локальной вычислительной сети передается на компьютер 20. Последовательность подачи периодически контролируемых сред, поступающих по трубопроводам 1-1, 2-2 на входы блоков 7, 7 детектирования, задается программно с компьютера 20 в соответствии с регламентом периодического контроля. Информация о последовательности подачи периодически контролируемых сред на входы блоков 7, 7 детектирования задается в виде команд, передаваемых по локальной вычислительной сети для блоков 17, 17, в которых они преобразуются в командные последовательности сигналов обмена информацией с блоками 13, 13 по каналам КУ1, КУ2 через коробки 15, 15. При этом на выходе блоков 13, 13 последовательно во времени и с заданной продолжительностью формируются выходные сигналы управления клапанами 4-4, 4-4, по которым клапаны 4-4, 4-4 открываются и закрываются, обеспечивая с заданной последовательностью и на заданное время подачу периодически контролируемых сред на блоки 7, 7 детектирования для проведения измерений. Для контроля правильности выполнения подключения периодически контролируемых сред на выходе клапанов 4-4, 4-4 формируются сигналы об их состоянии, по которым на выходе блоков 13, 13 формируется интегральная информация о текущем состоянии клапанов для передачи ее в ходе информационного обмена по каналам КУ1, КУ2 на блоки 17, 17. Блоки 17, 17 по локальной вычислительной сети доставляют интегральную информацию о состоянии клапанов 4-4, 4-4 в компьютер 20. В зависимости от количества параметров и регламента периодического контроля количество блоков управления клапанами и блоков детектирования, обеспечивающих измерение периодически контролируемых параметров, в первой и второй подсистемах может быть более одного. При этом алгоритм работы системы будет отличаться только тем, что командные последовательности сигналов обмена информацией блоков 17, 17 будут формироваться с группами блоков 13-13, 13-13 (n и m не менее 2) управления клапанами по каналам КУ1, КУ2 через коробки 15-15, 15-15, а информация об активности периодически контролируемых сред будет формироваться в блоках детектирования 7-7, 7-7 (j и q не менее 2) и приниматься блоками 17, 17 от контроллеров вычислителей 14-14, 14-14 через коробки 15-15, 15-15 по информационным каналам ИК1 и ИК2. Информация о величине разрежения на входе газодувок, о месте отбора среды, подаваемой на периодический контроль, о результатах контроля активности всех непрерывно контролируемых сред (параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, и параметров нормальной эксплуатации) и результатах измерений периодически контролируемых сред отображаются на экранах компьютера 20. Для обеспечения сохранения информации электропитание блоков 17, 17 и компьютера 20 осуществляется через автономные блоки 18, 18, 18 бесперебойного питания.
1
1
1
В этом состоянии система находится либо до снижения разряжения, создаваемого газодувкой 9, ниже заданного минимального значения, либо до поступления команды от компьютера 20 пульта оператора 19, либо до отказа датчика разряжения 10 или блока управления 12.
11
1P+1
1
1
1
При изменении условий доставки контролируемых сред к блокам 7-7 детектирования, величина разрежения, контролируемого датчиком 11, выходит за заданные минимальное или максимальное значения. Разрежение меньше минимального заданного значения на входе газодувки 9 устанавливается или при увеличении нагрузки на газодувку из-за отклонений режимов ее работы от оптимальных, которые появляются, как правило, за счет повышения температуры рабочих органов газодувки 9 при ее длительной непрерывной работе, или при перерывах напряжения питания основной газодувки.
1
1P+2
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1P+2
2N+2
2
2N+2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2N+2
2
2
2
2N+2
2
2
2
2N+2
2
2
2N+2
2
2
2
2
1
P+K
1
N+S
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
При снижении величины разрежения, контролируемого датчиком 11, меньше минимального заданного значения в контроллере-вычислителе 14 блока 12 формируется команда о выключении газодувки 9 и команда о включении газодувки 9. По команде о выключении газодувки 9 в блоке 12 по выходному сигналу ИСУ устройства 16 сформируется сигнал «Клапан закрыть» и прекратится сигнал «Газодувку включить». По прекращению сигнала «Газодувку включить» на входе контактора КМ3 размыкается контакт КМ3.2 и с выходов 380 B канала КУГ устройства 16 прекратится подача напряжения питания на электропривод газодувки 9 и газодувка 9 выключится из работы, а на выходах канала КУК устройства 16 появится сигнал 380 B с последовательностью фаз C, B, A, так как контакты КМ2.1, КМ3.1 и SQFT1 в цепи управления контактора КМ1 замкнуты. После этого электропривод клапана 10 начинает вращаться в сторону закрытия клапана при достижении клапаном состояния 90% открытия разомкнется его контакт SQC2, а при достижении клапаном состояния закрытия разомкнется его контакт SQFT1. При этом разомкнется цепь управления контактором КМ1 канала КУК устройства 16 и прекратится подача напряжения на выходы 380 B канала КУК. Сигнал о выключении газодувки 9 сформируется в устройстве 16 при прекращении подачи напряжения питания на электропривод газодувки 9 и сигнал о закрытии клапана 10 сформируется в устройстве 16 по сигналу, поступившему от клапана 10. Команда о включении газодувки 9 от контроллера-вычислителя 14 через канал КУ3 поступает на вход второго устройства ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12. При поступлении этой команды на выходах контроллера-вычислителя 14 сформируется команда для блока 12, по которой на выходе блока 12 из выходного сигнала источника ИСУ устройства 16 сформируются сигналы управления «Газодувку включить» и «Клапан открыть» для устройства включения электроприводов 16. По поступлению сигнала «Газодувку включить» на вход канала управления КУГ устройства 16 на выходах 380 B канала КУГ напряжение питания не включится, так как контакт SQC2 клапана 10 разомкнут (контакт SQC2 замыкается при достижении клапаном состояния 90% открытия). Так как контакты КМ1.1, SQFC1 и SQC1 в цепи управления контактором КМ2 канала управления КУК устройства 16 замкнуты, то сигнал «Клапан открыть» поступит на контактор КМ2, после чего разомкнется контакт КМ2.1 в цепи управления контактора КМ1, а на выходах 380 B канала КУК устройства 16 появится напряжение в последовательности фаз A, B, С. После этого электропривод клапана 10 начнет вращаться в сторону открытия клапана. По достижении клапаном 10 состояния 90% открытия замкнется его контакт SQC2 и сигнал «Газодувку включить» поступит на вход контактора КМ3 канала КУГ устройства 16. После этого разомкнется контакт КМ3.1 и замкнется контакт КМ3.2 и на выходе 380 B канала КУГ устройства 16 появится напряжение в последовательности фаз A, B, C, которое поступит на электропривод газодувки 9, после чего газодувка 9 включится в работу. На выходе устройства 16 появится при этом сигнал для блока 12 о включении газодувки 9. При достижении клапаном состояния 100% открытия разомкнется контакт SQC1 клапана 10 и прекратится подача напряжения на выходы 380 B канала КУК устройства 16 и электропривод клапана 10 остановится, так как разомкнется цепь управления контактором КМ2. При этом замкнется контакт КМ2.1 канала КУК устройства 16, а на выходе клапана 10 сформируется сигнал о его открытии. После подтверждения выполнения команд открытия клапана 10 и включения газодувки 9 по выходным сигналам, поступающим на входы блока 12 с выхода устройства 16, в контроллере-вычислителе 14 блока 12 производится оценка создаваемого газодувкой 9 разрежения по показаниям датчика 11 и сравнение его с заданными в контроллере-вычислителе 14 величинами минимального и максимального рабочих значений разрежения и времени достижения разрежения установившегося значения с заданным максимальным временем достижения рабочего режима газодувкой 9 после ее включения. Так как резервная газодувка 9 длительное время находилась в отключенном состоянии и ее рабочие органы не имеют повышенной температуры, то разрежение, контролируемое датчиком 11, возрастет до нормального значения, и, тем самым, сохранятся условия, обеспечивающие измерения активности контролируемых сред и изотопов с известной погрешностью. При достижении величины разрежения рабочего значения больше заданного минимального значения и меньше заданного максимального значения за время меньше заданного максимального значения, в контроллере-вычислителе 14 блока 12 формируется информация о назначении газодувки 9 основной. Эта информация через первое устройство ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12 передается через канал КУ2 на блок 17. С блока 17 информация о назначении газодувки 9 основной через локальную вычислительную сеть передается на компьютер 20 пульта оператора 19. При этом контролируемые среды, несущие информацию о параметрах нормальной эксплуатации, важных для безопасности, и о параметрах нормальной эксплуатации, по трубопроводам 1-1, 2-2 через запорно-регулирующие клапаны 3-3, 3-3, фильтры 5-5, 5-5 и расходомеры 6-6, 6-6 поступают на блоки 7-7, 7-7 детектирования и система дистанционного радиационного контроля продолжает регистрировать измерительную информацию.
1
2
Так как газодувка 9 сохранила работоспособность и через время, достаточное для охлаждения ее рабочих органов или для восстановления напряжения питания, она будет готова к работе, для повышения надежности работы системы она переводится после переключения на работу с основной газодувкой 9 в режим резервной.
2N+2
2
2
2N+2
2
2
2
2
1
1
2
2
2
2
1
2
1
2
2
2
2
2
1
Если достижение величины разрежения рабочего значения больше заданного минимального значения и меньше заданного максимального значения произошло за время больше заданного максимального значения, то в контроллере-вычислителе 14 блока 12 информация о назначении газодувки 9 основной не формируется. В контроллере-вычислителе 14 блока 12 формируется информация о работе системы без контроля разряжения. Эта информация передается через канал КУ2 на блок 17. С блока 17 информация о работе газодувки 9 без контроля разрежения через локальную вычислительную сеть передается на компьютер 20 пульта оператора 19 и на средствах отображения информации компьютера 20 появляется сигнализация об этом. Оператор при получении этой информации через время, достаточное для охлаждения рабочих органов газодувки 9 или для восстановления напряжения ее питания, включает в работу газодувку 9, выключает из работы газодувку 9 и организует работы по техническому обслуживанию газодувки 9 и оборудования, связанного с газодувкой 9 и средствами управления газодувкой 9. Так как при переводе в режим технического обслуживания одной из газодувок 9, 9 система работает без автоматического включения резерва, то газодувка 9 работает без контроля разрежения. После восстановления газодувки 9 и оборудования, связанного с газодувкой 9 и средствами управления газодувкой 9, оператор включает в работу газодувку 9, при этом система по ранее описанному алгоритму переходит в режим работы с основной газодувкой 9 и резервной газодувкой 9.
1
1
1
1P+2
1
1
2
При отказе датчика разрежения 11 (наиболее вероятным отказом датчика разрежения, как указано в эксплуатационной документации датчика и как показывает опыт эксплуатации, является нарушение герметичности соединения датчика разрежения с трубопроводом), выходной сигнал датчика начинает периодически изменяется от величины, соответствующей нулевому значению разрежения, до величины, соответствующей значению разрежения, создаваемого газодувкой. При работе в режиме с основной газодувкой 9 при достижении разрежения, контролируемого датчиком 11, величины меньше минимального заданного значения, в контроллере-вычислителе 14 блока 12 формируется команда о выключении газодувки 9 и далее выполняются операции включения по переводу работы системы с основной газодувкой 9.
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1P+2
1
2
1
2
2
2
2
2N+2
2
2
1
1
P+K
1
N+S
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
При отказе блока 12 (наиболее вероятным отказом, как показывает расчет одиночного комплекта ЗИП блока и опыт эксплуатации, является отказ предохранителя в цепи питания блока, при котором происходит прекращение питания блока 12), прекращается подача питания на датчик разрежения 11 и прекращается подача сигнала на устройство 16 «Газодувку включить». При этом размыкается контакт КМ3.2 и с выходов 380 B канала КУГ устройства 16 прекращается подача напряжения питания на электропривод газодувки 9 и замыкается контакт КМ3.1, через который выходной сигнал источника ИСУ попадет на цепь управления контактора КМ1 канала КУК устройства 16, так как контакты КМ2.1 и SQFT1 при открытом состоянии клапана замкнуты. После этого на выходах канала КУК 380 B устройства 16 появится напряжение с последовательностью фаз C, B, A и электропривод клапана 10 начнет вращаться в сторону закрытия клапана. При достижении клапаном 10 состояния закрытия разомкнется контакт SQFT1 и прекратится ток в цепи контактора КМ1 устройства 16, после чего прекратится подача напряжения на выходы 380 В канала КУК устройства 16 и на электропривод клапана 10. После этого разрежение на входе газодувок уменьшается, а сигнал на выходе датчика 11 становится равным нулю. Так как на выходе второго устройства ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12 будет отсутствовать при этом команда о включении в работу резервной газодувки 9, а разрежение на входе датчиков 11, 11 через некоторое время станет меньше минимального значения разрежения, то на средствах отображения информации компьютера 20 появится звуковая и цветовая сигнализация о снижении разрежения, по которой оператор с компьютера 20 пульта 19 подаст команду на включение газодувки 9. Эта команда через локальную вычислительную сеть поступит на блок 17, а с выхода блока 17 по каналу КУ2 поступит в контроллер-вычислитель 14 блока 12, далее повторятся операции по переводу работы системы с газодувкой 9. После этого оператор организует замену отказавшего предохранителя для восстановления работоспособности блока 12. При этом контролируемые среды, несущие информацию о параметрах нормальной эксплуатации важных для безопасности и о параметрах нормальной эксплуатации, по трубопроводам 1-1, 2-2 через регулирующие вентили 3-3, 3-3, фильтры 5-5, 5-5 и расходомеры 6-6, 6-6 поступают на блоки 7-7, 7-7 детектирования, и система дистанционного радиационного контроля продолжает регистрировать измерительную информацию.
1
1
1
2
1
1
1P+2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
После восстановления работоспособности блока 12, определяемой по восстановлению показаний датчика разрежения 11 на средствах отображения информации компьютера 20 пульта 19, оператор для обеспечения равномерной выработки ресурса газодувками 9, 9 с компьютера 20 пульта 19 подает команду включения газодувки 9, которая по каналу управления КУ1 поступает на первое устройство ввода-вывода информации контроллера-вычислителя блока 12. При поступлении этой команды контроллер-вычислитель 14 блока 12 обеспечивает выполнение указанных ранее операций по включению в работу газодувки 9. При достижении величины разрежения, контролируемого датчиком 11, рабочего значения больше заданного минимального значения и меньше заданного максимального значения за время меньше заданного максимального значения в контроллере-вычислителе блока 12 формируется информация о назначении газодувки 9 основной. Эта информация через первое устройство ввода-вывода контроллера-вычислителя блока 12 передается через канал КУ1 на блок 17. С выхода блока 17 информация о назначении газодувки 9 основной через локальную вычислительную сеть передается на компьютер 20 пульта оператора 19.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
При появлении перегрузки в цепях питания электроприводов основной газодувки 9 или 9 (превышения номинального тока или при значительных увеличениях напряжения питания газодувок) срабатывает устройство - либо тепловое реле, либо автоматический выключатель устройства 16 или 16, после чего прекращается подача напряжения питания на электропривод основной газодувки 9 или 9. Это приводит к выключению газодувки 9 или 9 и, соответственно, к уменьшению величины разрежения, измеряемого датчиками 11, 11, что приводит к автоматическому включению резервной газодувки и выключению основной по описанному выше алгоритму.
1
11
1P+1
21
2N+1
1
11
1P+1
21
2N+1
Разрежение больше максимального заданного значения на входе газодувки 9 устанавливается, как правило, при полном загрязнении большинства из фильтров 5-5, 5-5. При появлении в компьютере 20 данных о величине разрежения на входе газодувки 9 больше максимально заданного разрежения, на его экране высвечивается информация, предупреждающая, что для обеспечения измерений активности контролируемых сред с известной погрешностью, необходимо заменить фильтрующие материалы в фильтрах 5-5, 5-5.
11
1P+1
1
P+K
1
N+S
11
1P+1
21
2N+1
11
P+1
21
2N+1
11
1P+1
21
2N+1
Запорные клапаны 8-8 предназначены для обеспечения прекращения потоков в подводящих трубопроводах 1-1, 2-2 при выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту соответствующих блоков 7-7, 7-7 детектирования и расходомеров 6-6, 6-6, а также при замене фильтрующих материалов в соответствующих фильтрах 5-5, 5-5.
2
При смене назначенной ранее основной газодувки 9 по команде от компьютера 20 пульта оператора 19 без отказа оборудования происходит следующее.
1
1
1
1P+2
1
1
1P+2
1
1P+2
1
2
1P+2
1
2N+2
2
1
1
1
2N+2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1P+2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1P+2
1
1
1
1
1P+2
1P+2
1
1
1P+2
1
1
1
1
1
При поступлении команды, задаваемой оператором с компьютера 20 пульта 19, о назначении газодувки 9 основной эта команда через локальную вычислительную сеть поступит на блок 17, а с выхода блока 17 через первый канал управления поступит на вход первого устройства ввода контроллера-вычислителя 14 блока 12. При поступлении команды о назначении основной газодувки 9 на вход контроллера-вычислителя 14 блока 12 в контроллере-вычислителе 14 блока 12 формируется команда о выключении газодувки 9, которая через второе устройство ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12 и канал КУ3 поступает на вход второго устройства ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12, и команда о включении газодувки 9, по которой на входе блока 12 формируются сигналы для устройства 16 «Включить газодувку», «Открыть клапан». По команде, поступившей в контроллер-вычислитель 14 блока 12, формируется сигнал управления для устройства включения электроприводов 16 «Закрыть клапан» и прекращается сигнал «Включить газодувку», по которым устройство 16 производит выключение газодувки 9, и закрытие клапана 10 по описанному ранее алгоритму. Сигнал о выключении газодувки 9 формируется в устройстве 16 при прекращении подачи напряжения питания на электропривод газодувки 9, сигнал о закрытии клапана 10 формируется в устройстве 16 по сигналу, поступившему от клапана 10. После подтверждения выполнения команды выключения газодувки 9 и закрытия клапана 10 по выходным сигналам, поступающим на входы блока 12 с выхода устройства 16, на выходе первого устройства ввода-вывода контроллера-вычислителя блока 12 формируется информация о выполнении команды выключения газодувки 9, которая через канал КУ2 поступит на вход блока 17. При поступлении команды о включении газодувки 9 на выходах контроллера-вычислителя 14 блока 12 сформируются сигналы управления для устройства 16 «Включить газодувку», «Открыть клапан», по которым устройство 16 сначала производит открытие клапана 10 и включение газодувки 9 по ранее описанному алгоритму. После подтверждения выполнения команд открытия клапана 10 и включения газодувки 9 по выходным сигналам, поступающим на входы блока 12 с выхода устройства 16, в контроллере-вычислителе 14 блока 12 производится оценка создаваемого газодувкой 9 разрежения по показаниям датчика 11 и сравнение его с заданными величинами минимального и максимального рабочих значений разрежения и времени достижения разрежения установившегося значения с заданным максимальным временем достижения рабочего режима газодувкой 9 после ее включения. При достижении величины разрежения рабочего значения больше заданного в контроллере-вычислителе 14 минимального значения и меньше заданного максимального значения за время меньше заданного максимального значения, в контроллере-вычислителе 14 блока 12 формируется информация о назначении газодувки 9 основной. Эта информация через первое устройство ввода-вывода контроллера-вычислителя 14 блока 12 передается через канал КУ1 на блок 17. С выхода блока 17 информация о назначении газодувки 9 основной через локальную вычислительную сеть передается на компьютер 20 пульта оператора 19. В этом состоянии система находится либо до снижения разрежения, создаваемого газодувкой 9, и ниже заданного минимальным, либо по команде от компьютера 20 пульта оператора 19.
1
2
21
2i
11
1i
2
1
2i+1
2N+1
1i+1
1P+1
2
1
При отказе блока 17 (17) в системе на время восстановления отказавшего блока не происходит потери информации о параметрах нормальной эксплуатации, важных для безопасности, так как сохраняется информация, передаваемая от контроллеров-вычислителей 14-14 (14-14) вторых (первых) каналов контроля, которая по информационному каналу ИК2 (ИК1) поступает на блок 17 (17), также в системе не происходит полной потери информации о параметрах нормальной эксплуатации непрерывного и периодического контроля, так как сохраняется информация, передаваемая от контроллеров-вычислителей 14-14 (14-14) второй (первой) части каналов непрерывного и периодического контроля, которая по информационному каналу ИК2 (ИК1) поступает на блок 17(17).
1
2
2N+1
1P+1
2
1
При отказе блока 13 (13)) в системе на время восстановления отказавшего блока не происходит потери информации о параметрах непрерывного контроля нормальной эксплуатации, важных для безопасности, о параметрах непрерывного контроля нормальной эксплуатации и не происходит полной потери информации о параметрах нормальной эксплуатации периодического контроля, так как сохраняется информация, передаваемая от контроллеров-вычислителей 14 (14) второй (первой) части каналов периодического контроля, которая по информационному каналу ИК2 (ИК1) поступает на блок 17(17).
Таким образом, наличие в системе радиационного контроля воздуха в помещениях контролируемой зоны и вентиляционных системах атомных электростанций двух подсистем, в первую из которых введены подводящие трубопроводы первых каналов контроля непрерывно контролируемых сред параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, с запорно-регулирующими клапанами с ручным управлением, фильтрами, расходомерами и блоками детектирования, выходные трубопроводы которых через запорные клапаны с ручным управлением подключены к общему трубопроводу, контроллеры-вычислители по одному на каждый блок детектирования с распределительными коробками, подводящие трубопроводы и дистанционно управляемые клапаны по числу второй части каналов периодически контролируемых сред, запорно-регулирующий клапан, фильтр, расходомер, блок детектирования второй части каналов периодически контролируемых сред, выходной трубопровод которого через запорный клапан с ручным управлением соединен с общим трубопроводом, контроллер-вычислитель с распределительной коробкой, второй блок управления клапанами второй части каналов периодически контролируемых сред с распределительной коробкой, а во вторую подсистему введены подводящие трубопроводы вторых каналов контроля непрерывно контролируемых сред параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности, и подводящие трубопроводы второй части каналов контроля непрерывно контролируемых сред параметров нормальной эксплуатации, с запорно-регулирующими клапанами с ручным управлением, фильтрами, расходомерами и блоками детектирования, выходные трубопроводы которых через запорные клапаны с ручным управлением подключены к общему трубопроводу, распределительные коробки, контроллеры-вычислители по одному на каждый блок детектирования, второй датчик разрежения, второй блок управления газодувками для поддержания величины разрежения на входе газодувок в заданных границах, обеспечивающих измерения активности контролируемых сред с известной погрешностью и исключающих возможность появления ошибок в результатах измерений, второго датчика разрежения, второго блока управления газодувками, наличие в блоках управления газодувками контроллеров-вычислителей, имеющих не менее двух независимых устройств ввода-вывода информации по информационному каналу, и обеспечение каждым блоком управления газодувкой с помощью своего устройства включения электроприводов управления своей газодувкой и своим клапаном по командам, формируемым своим контроллером-вычислителем, введение в блоки включения электроприводов источника сигналов управления, выход которого соединен с входом своего блока управления газодувкой, для формирования сигналов управления электроприводами, введение контакта клапана в цепь управления электропривода газодувки для блокировки включения газодувки при неоткрытом клапане и контакта контактора включения электропривода газодувки в цепь управления клапана от источника сигналов управления для закрытия клапана при отключенной газодувке, обеспечивает дистанционное управление системой, сохранение информации о всех контролируемых параметрах при ухудшении характеристик газодувок в процессе эксплуатации, а также при отказах датчиков разрежения и блоков управления газодувок, обеспечивает дистанционное управление, сохранение информации о параметрах нормальной эксплуатации, важных для безопасности, и сохранение информации не менее чем о половине параметров нормальной эксплуатации, при отказах блоков сбора, первичной обработки и анализа информации, кроме того, в системе обеспечивается дистанционное управление, сохранение информации о всех непрерывно контролируемых параметрах и сохранение информации не менее чем о половине периодически контролируемых параметров при отказах блоков управления клапанами. Все это существенно увеличивает надежность системы и позволяет использовать ее для дистанционного радиационного контроля как параметров нормальной эксплуатации, так и параметров нормальной эксплуатации, важных для безопасности.
Наличие в системе радиационного контроля воздуха в помещениях контролируемой зоны и вентиляционных системах атомных электростанций датчиков разрежения и поддержание величины разрежения на входе газодувок в заданных границах автоматическим включением резервной газодувки обеспечивают измерения активности контролируемых сред с известной погрешностью и исключают возможность появления ошибок в результатах измерений.
Возможность программного назначения в качестве основной и резервной каждой из газодувок и включение резервной газодувки до выхода из рабочего состояния основной, а только при уменьшении разрежения на ее входе, возникающем при повышении нагрузки на основную газодувку, существенно увеличивает надежность системы после автоматического включения резерва. Кроме того, равнозначное назначение основной и резервной каждой из газодувок позволяет равномерно вырабатывать ресурс обеих газодувок и увеличить ресурс работы системы.
В опытном образце системы в качестве блоков детектирования используют устройства детектирования УДМГ-215Е1, УДМГ-216Е2, УДГБ-201Е1, УДГБ-201Е2, УДГБ-216Е2, а в качестве контроллеров-вычислителей - устройства сигнализации БС3-01Е производства ФГУП «ПСЗ» г.Трехгорка Челябинской обл., в качестве блоков управления газодувками и блоков управления клапанами используют разработанные ФГУП «НИТИ им. А.П.Александрова» г.Сосновый Бор Ленинградской обл. блоки управления БУ4К10, в качестве устройств включения электроприводов используют разработанные ФГУП «НИТИ им. А.П.Александрова» г.Сосновый Бор Ленинградской обл. блоки силовые БСБУ4К01, в качестве блоков сбора первичной обработки и анализа информации используют разработанные ФГУП «НИТИ им. А.П.Александрова» г.Сосновый Бор Ленинградской обл. станции сбора данных (ССД-01), включающие встраиваемые компьютеры типа Advantech UNO-2172 (1Gb RAM, HDD 32G) и источники бесперебойного питания типа GE Digital Energy VH Series 1000, в качестве пульта оператора с персональной ЭВМ используют промышленную ПЭВМ, включающую процессор, 1Gb RAM, HDD 64Gb Flash, Video Dual Head PCI, 2 промышленных монитора 19″, промышленная клавиатура с трекболом, динамики звуковые, ИБП, ОС, SCADA и источник бесперебойного питания типа GE Digital Energy VH Series 1000.