Tartalom Vezénylők az atomerőművekben Túri Tamás MVM Paks II. Zrt. A Vezénylők helye az atomerőművekben Vezénylői evolúció Vezénylők tervezése Kutatás, fejlesztés a vezénylők területén Gyakorlati ergonómia Új blokkok vezénylői 2 Vezénylőt tervező csapat kompetenciái Vezénylők tervezése Funkcionális tervezés Információ gazdag kép Nukleáris és hagyományos technológiai ismeretek Rendszer elemzési gyakorlat Irányítástechnikai rendszertervezési ismeretek Digitális rendszerek ismerete Emberi tényezővel kapcsolatos ismeretek HFE Erőmű üzemeltetési ismeretek Normál és vészhelyzetei forgatókönyv készítési ismeretek 4
A blokk folyamatirányító rendszerének funkcionális modellje Funkcionális tervezés KU IEC 61839 5 6 Az üzemeltetési célok lebontogatása (IEC 61839) Fontolgatások Milyen legyen az automatizáltság foka? A magas automatizáltság tehermentesíti az operátort, és pont a nem humánus tevékenységeket lehet legjobban automatizálni Magas automatizáltság mellett az operátor elvesztheti a közvetlen kapcsolatát a technológiával Ki határozza meg, hogy milyen legyen a vezénylő? Az irányítástechnikai tervező, mert ő tudja, hogy a legújabb irányítástechnikai technológiák mire adnak lehetőséget Az operátor, mert ő tudja, hogyan kell üzemeltetni a blokkot 7 8
Funkciók elosztása ember és gép között Iránymutatás a funkciók elosztásához Mindenképpen automatizálandó Jobb, ha automatikus Az operátor kezébe kell adni Meg lehet osztani ember és gép között Jellemzők Ember Gép Terhelés Mérsékelt Nagy vagy nagyon kicsi Gyorsaság Mérsékelt Gyors vagy nagyon lassú Gyakoriság Közepes Nagyon gyakori vagy nagyon ritka Komplexitás Egyszerű Bonyolult Döntéshozatal típusa és összetettsége Strukturálatlan Jól strukturálható 9 10 Tartalék vezénylő Az emberi teljesítmény összehasonlítása Csökkentett funkcionalitás elegendő A láncreakciót leállítani, Lehűteni és Hűtve tartani Vajon melyik olcsóbb, és melyik biztonságosabb: Egy csökkentett funkcionalitású vezénylőt tervezni, létesíteni és üzemeltetni vagy Lemásolni a BV t teljes funkcionalitással? Két különböző vezénylőben azonosan képzett személyzet ugyanazt a tranzienst kezeli A megfigyelés egy kijelölt paraméter stabilizálására irányul Az összehasonlítás alapja idő, azaz, hogy mennyi idő alatt érik el a stabil állapotot HRA data: 1 team s different handling of very similar LOCAs 11 12
Fejlesztés, célkitűzés Célkitűzés Tervezési példa Vezénylők Információ-gazdag kép Halden Reactor Project - Olajipar, tengeri fúrótornyok Több fontos, meglévő információ egyidejű megjelenítése, Nagyobb folyamat részletek megjelenítése, Navigálási, trend kutatási feladatok csökkentése Egy pillantással értelmezhető megjelenítés 14 Skill, Rule, Knowledge Modell Operátori szerepek és információ gyűjtés Skill Legegyszerűbb, pl, egér pozicionálása, autó kormányzása. A parallel kapacitás nagy Rule Közepes, tanult szabályokon alapul, pl. pirosnál megállunk, jobbról jövő autóra figyelünk Parallel kapacitás közepes Knowledge Problémamegoldás, komplex folyamatok. Jelentős mennyiségű információ gyűjtés és feldolgozás társul hozzá. Parallel kapacitás alacsony 15 16
Olaj fúrótorony szeparátora Egy szeparátor hagyományos megjelenítése 17 18 building block building block Felső beavatkozási érték Felső figyelmeztetési érték Aktuális érték Felső figyelmeztetési tartomány Alapjel A figyelmeztetési tartományban az aktuális érték piros lesz Normál tartomány Alsó figyelmeztetési tartomány Integrált trend Alsó beavatkozási érték Alsó figyelmeztetési érték 19 20
Szeparátorok Bölcsességek 3 fázisú szeparátor 2 fázisú szeparátor 2 fázisú szeparátor when a display exceeds a certain size, it becomes qualitatively different. (Swaminathan & Sato, 1997) "Do not think a large display as merely a large desktop monitor, instead focus on the properties of the entire space." (Khan ym., 2005) 21 22 Nagy képernyők alkalmazási területe Large Screen Displays a nagyképernyős kijelzők panelek olyan helyeken alkalmazhatók, ahol a felhasználóknak egyébként nehéz általános képet kapniuk a rendszer egészének működéséről olyan információkat akarunk bemutatni, amelyekre a team minden tagjának szüksége van a felhasználóknak sokat kell mozogniuk és a tér bármelyik pontjáról követniük kell a folyamat állapotát több felhasználónak kell egy időben ugyanazokhoz az adatokhoz jutnia, de hely hiányában vagy más korlátozó tényező miatt az adat nem jelenhet meg a munkaállomás képernyőjén a felhasználóknak gyakran koordinálniuk kell egymás között illetve együtt kell végrehajtaniuk a feladatokat Innovative Large Screen Display for Loviisa NPP based on Information Rich Design Method Nagyon jól illeszkednek az atomerőművek vezénylőibe Large Screen Display for Outage Plant Mode, focus on Safety Technical Specifications 23
Development simulator in 2003 BME NTI 2009.04.16 25 Development simulator in 2007 Development simulator September 2008
Emulated MBU of and QDS screens RPS at development simulator Technical How will it look like? Different Statuses in case of a 3 step reconstruction Year 0 Year 1 Year 2 Year 3 Year 4 Year 5 Unit1 A B C D D D D Year 6 Old SMS in the simulator Unit2 A A B C D D D Unit3 A A A B C D D Unit4 A A A A B C D Simulator A,B A,B,C A,B,C,D A,B,C,D B,C,D C,D D A: original status, B: Step 1, C: Step 2, D: Step 3 32
SMS in the simulator The control rooms In the simulator The real in unit 1. 33 34 SMS in the simulator SMS in the simulator 35 36
New SMS in the simulator Kutatás, fejlesztés a vezénylők területén Virtuális valóság Kiterjesztett valóság Cockpit 37 Ilyenek vagyunk Színes információ ömleny A cmabrigde-i etegyemen kéüszlt eikgy tnuamálny aítllsáa sznreit a szvkaaon bleül nincs jlneestőgée annak mkénit rdeeözndenk el a btűek: eyeüdl az a fntoos, hgoy az eslő és az uolstó betű a hlyéen lygeen; ha a tböbrie a lgnoeyabb özeássivsazsg a jleezmlő, a sövzeg aokkr is tleejs mrtébéekn ovasalthó mraad. A jnleeésg mgáayzrataa az, hgoy az erbemi agy nem eyedgi btüeket, hneam tleejs sazakvat ovals. Íme a bzonytéik. Úhygoyg tnseseek mkneit bkébeén hyagni a hleysesáíi fmonisáokgkal 39 40
Antropometria 41 42 3D vizualizálási technikák, Viselhető eszközök Eyetracker A képen egy szem követő készülék látszik. A készülék a szem pozícióját és minden fixált pozíció időtartamát méri. Másodpercenként 50-szer méri pontosan a szem pozícióját. IFE/HAMMLAB IFE/HAMMLAB 43 44
Virtuális valóság Virtuális valóság A tervezett környezetet 3D-ben mutatja meg Embert tudunk illeszteni a 3D környezetbe Antropometriai támogatás a tervezéshez Kommunikációs eszköz a végfelhasználó és a tervező között Szimulátorhoz is illeszthető, az emberi műveleteket a bábuval végre lehet hajtatni Szemléletessé teszi egy vezénylő működtetését, V&V eszköz a vezénylő tervezésben 45 46 Virtuális valóság Kiterjesztett valóság A valós környezet látványába illeszthetünk adatokat, képeket stb. A pozíció és a tekintet irányának érzékelésével az éppen látott tárgyakról adhatunk információt Control room design and V&V by VR Decommissioning planning by VR Collaborative virtual environments Dozimetriai viszonyok megjelenítése a helyszínen Terepi operátorok Training by VR
augmented reality Kiterjesztett valóság 49 50 Virtuális valóság és kiterjesztett valóság (VR, AR) Cockpit vezénylő és terepi operátor A terepi személyzet mozgásáról pozíció és irány detektálás segítségével kap információt a blokkvezénylő egy 3D modellbe illesztetten A viselhető technológiák a fejre szerelten adnak akár irány és pozíció függő információt 52
Cockpit Vezénylőt közvetlen a fejre 53 54 EPR EPR 55
Rossz példák Gyakorlati ergonómia 58 Rossz példák DARLINGTON Rossz példák 59 60
Rossz példák Tervezési példa Gázfogadó állomás felújítás előtti állapotban 18 db 70 hátulról világított megjelenítő 61 62 Csere egy az egyben típusú ötletek Tervezési példa Ergonómia tervező javaslata Tervezési példa BME NTI 2008.04.27 63 64
Tervezési példa Tervezési példa 1. lépés 2. lépés 65 66 Ergonómia 67 68
Ergonómia A környezet és az ember kölcsönhatása Jó közérzet Kényelem Hatékonyság Motiváció Stressz mentesség Koncentráció Harmóniában a technológiával Hőmérséklet Páratartalom Nyomás Levegő mozgás Fény, színárnyalatok, kontraszt Zaj, hang Térérzet Mozgás igény Egyszerűség, átláthatóság Információ biztosítás (figyelemfelkeltés, emészthető mennyiség, ) Stb. 69 70 Bútorok Mikroklíma Asztal Tárgyaló Szék Egyebek 71 72
Operátori asztal Operátori munkahely 74 Látószögek Központi (alarm) hangszóró 75 76
Irányított hangszóró és nagy frekvenciás világítás Motorosan állítható magasságú asztal 77 78 Motorosan állíthat pozíciójú monitorok PC-k eltávolítása Az operátori asztal tartalmazza a három grafikus meghajtót A vezénylőből minden nem szükséges eszközt el kell távolítani. A PC-k kihelyezésével csökken a zaj és hőtermelés és egyszerűbbé válik a takarítás is. Up to 250 m 79
Az operátori munkaállomáshoz fejlesztett billentyűzet BME Jelenlegi reaktorvezénylő alaprajza 82 EOW-X2 Vezénylő lehetőség 1(2) 83 84
Vezénylő lehetőség 2(2) Új blokkok vezénylői 85 Általános N4 digitális vezénylő Az új blokkok szállítói nem kommunikálnak a vezénylőkről Az üzembelépést megelőző képzésekhez használt szimulátorok kialakítása nem publikus. Általános, hogy a vezénylői rendszerek többsége digitális Vannak hibák vagy furcsa mérnöki megoldások, amiket a tervezők elrejtenek Nehezen mérhető a vezénylők jósága
Wetinghouse Flamanville simulator 89 Olkiluoto Simulator Idaho Falls National Laboratory 2011, July 92
Idaho Falls Vniias, Poligon 2013 93 94 Vniias, Poligon 2013 Vniias, Poligon 2013 95 96
Vniias, Poligon 2013 Vniias, Poligon 2013 97 98 Vniias, Poligon 2013 Vniias, Poligon 2013 99 100
Vniias, Poligon 2013 Orosz fejlesztés 1/4 101 Sivokon V.P., JSC SNIIP, Rosatom Corp. Konoplev N.P., AKME-Engineering Moscow-Vienna, May 2013 Az operátori munkaállomáshoz Orosz fejlesztés fejlesztett 2/4 billentyűzet Az operátori munkaállomáshoz Orosz fejlesztés fejlesztett 3/4 billentyűzet Sivokon V.P., JSC SNIIP, Rosatom Corp. Konoplev N.P., AKME-Engineering Moscow-Vienna, May 2013 Sivokon V.P., JSC SNIIP, Rosatom Corp. Konoplev N.P., AKME-Engineering Moscow-Vienna, May 2013
Az operátori munkaállomáshoz Orosz fejlesztés fejlesztett 3/4 billentyűzet Novovoronyezsi látványterv Sivokon V.P., JSC SNIIP, Rosatom Corp. Konoplev N.P., AKME-Engineering Moscow-Vienna, May 2013 106 Tianwan Dolgozó operátor 107