![](https://static.tildacdn.com/tild3633-6636-4731-b637-656339373266/smBelNPP.jpg)
РАСУ открыл ПОРТАЛ
на Белорусскую АЭС
ТЕХНОЛОГИИ / #6_2021
Беседовала Ирина ДОРОХОВА / Фото: Росатом
Белорусская АЭС — первая станция российского дизайна за рубежом, укомплектованная российской АСУ ТП. Для создания и успешного внедрения за пределами России отечественных решений потребовалось около 20 лет. Попробуем разобраться, из чего состоит система управления, как работают ее ключевые компоненты и в чем ее преимущество по сравнению с зарубежными вариантами.
Прототипом для Белорусской АЭС послужил проект, реализованный на Ленинградской АЭС‑2. Именно прототипом, поскольку, если говорить об АСУ ТП, отличия есть. Они появились как по требованию заказчика, так и благодаря увеличению доли собственных разработок.
В общей сложности в АСУ ТП АЭС входит около 20 различных подсистем, у каждой из которых свои функции.
ПОРТАЛ и СВБУ
ПОРТАЛ — это SCADA‑система (система диспетчерского контроля и управления), которую начали разрабатывать еще в начале 2000-х, основываясь на базе данных реального времени.
Термины и определения
«ПОРТАЛ» расшифровывается так: «Программное Обеспечение для Распределенных Технологических систем Автоматизации Лицензированное».
ПОРТАЛ включает обязательный набор функций, присущих SCADA‑системе. Она принимает данные о значениях контролируемых технологических параметров, обрабатывает их, рассчитывает, архивирует, обеспечивает дистанционное управление оборудованием АСУ ТП, а также синхронизирует базы данных. ПОРТАЛ взаимодействует с человеком, предоставляя оператору информацию различными способами (видеокадры, графики и отчеты, иллюстрирующие тренды, сигнализация), и передает данные во внешние системы. В ПОРТАЛ встроены средства самодиагностики и контроля доступа к информации. Словом, нужен он для того, чтобы персонал АЭС имел полную, актуальную и достоверную информацию о параметрах технологического процесса и оборудования.
Изначально ПОРТАЛ разрабатывали во ВНИИАЭС, затем — в РАСУ. Впервые его использовали на энергоблоке № 4 Калининской АЭС, затем стали устанавливать на всех строящихся российских блоках: Ростовской, Нововоронежской, Белоярской, Ленинградской АЭС.
На основании ПОРТАЛа РАСУ в кооперации с НИИИСом создает системы верхнего уровня. В частности, систему верхнего блочного уровня (СВБУ). Это единый центр диспетчерского управления всеми подсистемами АСУ ТП энергоблока. СВБУ собирает информацию, представляет ее операторам и распределяет функции по управлению в соответствии с регламентными правами доступа.
ПОРТАЛ на БелАЭС — это эволюция версии, установленной на ЛАЭС‑2. Версия платформы, модернизированная в процессе ввода в эксплуатацию ЛАЭС‑2, была предложена белорусским заказчикам уже как базовый вариант. Благодаря изменениям в ПОРТАЛе были внесены изменения и в СВБУ.
«На ЛАЭС‑2 во время пусконаладочных работ наладчики, проектанты, эксплуатирующий персонал и мы доработали сигнализации, уменьшив количество сигналов, представляемых оператору. В более ранних проектах, если с оборудованием происходило что-то внештатное и срабатывала сигнализация, информация приходила всем пользователям. После доработки персонал, которого эти данные напрямую не касались, перестал их получать. Например, ВИУР (ведущий инженер управления реактором) перестал получать информацию о диагностике контроллерной стойки, которая нужна ЦТАИ (цех тепловой автоматики и измерений). Чтобы дифференцировать получателей, мы проработали логические цепочки, более четко определив места представления информации, и стали информировать оператора о первопричине появления сигнала», — объяснил директор департамента систем верхнего уровня РАСУ Денис Коротков.
Во время пусконаладочных работ на БелАЭС у заказчика возникли вопросы и пожелания по СВБУ. Часть из них сняли во время обучения, часть разработчики РАСУ учли. Так у БелАЭС появились свои версии ПОРТАЛа и СВБУ.
Благодаря сотрудничеству разработчиков, наладчиков и эксплуатационного персонала система управления стала более отказоустойчивой, были автоматизированы процессы администрирования. Время старта системы сократилось с 30 до 15 минут. Расширилась графическая библиотека человеко-машинного интерфейса. Программисты улучшили существующие и добавили новые графические объекты, с помощью которых информация, необходимая для безопасного управления технологическим процессом (в том числе о состоянии оборудования), представляется оператору. Кроме того, улучшена фильтрация архивных данных, чтобы снизить нагрузку на операторов и наладчиков.
Улучшились и возможности самодиагностики. «Функция самодиагностики в подобном объеме нигде ранее не была реализована. Оператор получает расширенные данные о состоянии технических средств и ПО: программное обеспечение тестирует себя и аппаратную часть, подтверждает, что функции выполняются, программы не зависли. Тем не менее у оператора остается возможность самому запустить проверку, если он заподозрит, что какие-то связи между аппаратными блоками нарушены», — объяснил руководитель проектного офиса инжиниринговых работ и сервиса РАСУ Андрей Белайц.
Чтобы не влиять на безопасность первого блока, новые решения обкатывали на втором. Когда убеждались, что нововведения безопасны, все системы действуют корректно, их утверждали и вносили. Во время первого ППР на первом блоке специалисты РАСУ внесут в системы управления согласованные изменения.
![](https://static.tildacdn.com/tild3062-6635-4439-a534-356533386537/RASU_NPP.jpg)
ТПТС-СБ
Пожалуй, главная изюминка АСУ ТП на Белорусской АЭС — это полностью российская цифровая система безопасности.
Немного истории. Из-за развала отечественной отрасли промышленных систем управления в проектах АЭС приходилось использовать зарубежные компоненты. В частности, инициирующая часть систем безопасности Ленинградской АЭС‑2 и Нововоронежской АЭС‑2 построена на платформе Teleperm XS, которую владелец, французская Areva, унаследовал от Siemens. Такая ситуация стала одной из причин того, что еще в 2009 году во ВНИИА им. Н. Л. Духова, где ранее разработали систему управления для нормальной эксплуатации (подробнее о ней см. «История ТПТС-НТ»), задумались о собственной платформе для создания цифровых систем безопасности АЭС.
Разработку подстегнули постфукусимские требования МАГАТЭ, в особенности касающиеся принципа разнообразия для предотвращения отказов «по общей причине». «На АЭС работают три или четыре канала безопасности, выполняющих одну и ту же функцию. Если один или два откажут, система остается рабочей, надежность обеспечивается. Но если каналы идентичны: выполнены на однотипной аппаратуре, имеют одинаковое программное обеспечение, — то ошибка в программе или схемотехнике, которую вовремя не обнаружили, может проявиться синхронно во всех каналах. Результат — отказ по общей причине», — пояснил первый заместитель главного конструктора ВНИИА им. Н. Л. Духова Владимир Кишкин. Наилучший способ нейтрализовать риск такого отказа — реализовать в системе безопасности принцип разнообразия. Суть его в том, что любая функция в каждом канале выполняется параллельно как минимум двумя подканалами (диверситетами), созданными на различных программно-аппаратных средствах. Применение разной аппаратуры, разного программного обеспечения, созданных разными людьми, снижает вероятность одновременного возникновения одной и той же ошибки в разных диверситетах практически до нуля.
В процессе сооружения Нововоронежской АЭС‑2, где было установлено зарубежное АСУ ТП, миссия МАГАТЭ отметила неполное соответствие требованию разнообразия. Аналогичное замечание сделал и российский регулятор. В результате пуск станции задержался. Чтобы обеспечить принцип разнообразия, специалисты ввели дополнительный параллельный канал, реализующий наиболее критические функции безопасности. Такое решение хотя и устранило проблему, но привело к удорожанию строительства и усложнению эксплуатации.
Эта ситуация стала стимулом для отечественных разработок. Собственная программно-техническая платформа, построенная с учетом принципа разнообразия, стала насущной необходимостью. И в конце 2015 года специалисты ФГУП «ВНИИА» закончили разработку такой платформы. Назвали ее ТПТС-СБ.
В ней принцип разнообразия реализован в полной мере. Любая функция (прием, обработка сигналов, выдача управляющих команд) выполняется в каждом канале двумя диверситетами. В одном — на микропроцессоре, в другом — на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). Сложные функции, не реализуемые на ПЛИС, выполняются на микропроцессорах разного типа, разных изготовителей, с применением различных инструментальных средств и языков программирования. Даже программировали разные коллективы.
В разработке на всех стадиях — ТЗ, технический проект, эскизные проекты — участвовали концерн «Росэнергоатом», проектные организации Москвы, Санкт-Петербурга и Нижнего Новгорода, генеральный конструктор РУ — ОКБ «Гидропресс», НИЦ «Курчатовский институт», ЦАТЭ, РАСУ, НИИИС.
Чтобы получить независимую оценку, ВНИИА подал заявку на сертификацию ТПТС-СБ в TUV Rheinland ISTec GmbH — самую уважаемую в Европе организацию по сертификации систем безопасности. Она же, кстати, сертифицировала и Teleperm XS. В 2020 году ВНИИА получил сертификат о том, что ТПТС-СБ соответствует всем современным требованиям безопасности. А БелАЭС стала референтным блоком для новой системы. Кроме того, ВНИИА получил три российских патента, напрямую связанных с разработанной ТПТС-СБ, а в июне 2021 года патент на систему признал Евросоюз.
Таким образом, Россия обладает средствами создания современных АСУ ТП, обеспечивающими соответствие всем современным международным требованиям, не уступающими продуктам самых авторитетных производителей и даже обладающими серьезными конкурентными преимуществами как по стоимости, так и по эффективности.
Вот подтверждение: инициирующая часть АСУ Т П Ленинградской АЭС‑2, выполненная на платформе Teleperm XS, включает 50 стоек. А аналогичная система Белорусской АЭС, выполненная на платформе ТПТС-СБ, — 48 стоек, при этом полностью соответствует требованию разнообразия.
История ТПТС-НТ
Созданием собственной современной системы управления нормальной эксплуатацией для АЭС в отрасли занялись на рубеже 1980−1990-х годов, однако из-за распада СССР разорвались многолетние связи между предприятиями, некоторые вдруг оказались в разных государствах, а приборостроительная отрасль фактически развалилась.
Вопреки внешне плачевной ситуации уже в 1992—1993 годах ВНИИА в соответствии с приказом Минатома начал разработку отечественной программно-аппаратной платформы для АСУ ТП. Оптимальным путем в институте сочли создание лицензионного производства. Партнера выбирали по всему миру, остановились на Siemens. По его лицензии начали производить контроллеры и оснащать ими сначала тепловые станции (всего около 40), а потом и АЭС (в общей сложности 12 блоков в России и за рубежом).
Система неоднократно модернизировалась, специалисты ВНИИА создали конструкторскую документацию, освоили производство АСУ ТП, и с 2004 года оно стало полностью российским, свободным от лицензионных обязательств. Во ВНИИА была создана научно-конструкторская инфраструктура, обеспечивающая постоянную модернизацию и развитие платформы. Последнее поколение — комплекс ТПТС-НТ (программно-технические средства — наша технология). Впервые ТПТС-НТ успешно внедрили на ЛАЭС‑2 и продолжают использовать в атомной промышленности, тепловой энергетике и нефтегазовой отрасли.
Признание качества
Косвенным признанием качества российской АСУ ТП в Росатоме считают активное противодействие ее использованию. «По результатам прошедшей пятилетки мы поняли, что с точки зрения АСУ ТП мы просто в лоб конкурируем с западными решениями. Это состоялось. И уже начинают нас политически поддавливать, навязывая нашим партнерам покупку импортных АСУ ТП», — заявил гендиректор Росатома на конференции ЦИПР в июне.
«Конкуренция обостряется, безусловно», — подтвердил директор по международному бизнесу РАСУ Андрей Серёгин.
Однако европейский сертификат и одобренный международными экспертами референтный блок — это веские аргументы, позволяющие тиражировать ТПТС-СБ. Система уже изготавливается для АЭС «Руппур» в Бангладеш, следующий проект — Курская АЭС‑2, предконтрактная работа идет на АЭС в Египте.
РАСУ не ограничивается атомным рынком и намерена предлагать свою АСУ ТП клиентам из других отраслей. Ставка делается на ТЭК. Аргументы: наличие референции, высокая степень безопасности и надежности. «Безопасность подтверждается многократными испытаниями, которые мы начинаем задолго до ввода системы в действие. Проходят верификация, валидация, контроль конфигурации, квалификация системы, испытания на электромагнитную совместимость, температуру, помехи, наличие плесени. Скрупулезно проверяем информационную безопасность (уязвимости, скрытые угрозы, закладки). Проверок гораздо больше, чем в нефтехимии, нефтегазовой промышленности, теплоэнергетике, наземном транспорте. В атомной отрасли в разы больше точек контроля качества. Наши системы надежные. Надежность — это, в числе прочего, долговечность и срок службы оборудования. У нас высокие требования к износостойкости, экологическим характеристикам датчиков. Благодаря резервированию каналов мы можем быть уверены, что с нашей системой ничего не случится. А поскольку один дублированный канал всегда дешевле, чем два одинарных, получается, что при небольшом росте стоимости мы получаем гораздо более надежную систему. В области интерфейса у нас к эргономике и технической эстетике относятся гораздо жестче, чем во многих других отраслях. Мы проводим эргономическую экспертизу: смотрим цвета, размеры, чтобы на мониторах все было различимо, проверяем, легко ли оператору дотянуться до кнопок управления», — рассказал заместитель технического директора — директор по проектированию РАСУ Алексей Черняев.
Качество атомной АСУ ТП оказалось столь высоким, что клиенты из других отраслей просят упростить систему и смягчить требования, в том числе для того, чтобы снизить цену. «Упрощать и сокращать количество испытаний все же проще, чем усложнять, — отметил А. Серёгин. — Сейчас мы движемся в сторону референции в нефтегазовом секторе: уже идут испытания в „Газпромнефти“ и „Сибуре“. Также мы активно мониторим проекты в гидроэнергетике, а недавно подписали соглашение с „Горэлектротрансом“ Санкт-Петербурга. Речь идет о комплексных поставках, куда входят и АСУ ТП, и электротехническое оборудование».