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 Miért kellenek vezénylők az atomerőművekben? A Vezénylők helye az atomerőművekben Történeti ok: az első erőművek tervezésekor nem állt rendelkezésre az ember nélküli üzemeltetést lehetővé tevő technika Jogszabályi ok: az üzemeltetői felelősség folyamatosan fennáll, kell tehát a folyamatos felügyelet Technológiai ok: nem lehet miden döntési helyzetet teljes bizonyossággal előre látni és algoritmizálni. Következtetés: Atomerőművekben továbbra is lesznek vezénylők a belátható jövőben. Jó, jó, de mennyi? 4
Milyen vezénylők kellenek? Blokkvezénylő Az üzemeltető 24 órában van itt jelen, innen irányítja a blokkot Tartalékvezénylő A blokkvezénylő sérülésének esetére tervezik. A normális üzem mellett nincs szerepe Baleset elhárítás irányító helye(i) Baleseti helyzetekben innen irányítják az elhárítás munkáit. Tervezésekor feltételezik a blokkvezénylő rendelkezésre állását is. Műszaki támogató központ(ok) A vezénylőhöz és a baleset elhárítás irányító helye(i)hez rendeltek Egyéb vezénylők Más szervezési megfontolások további vezénylők tervezését indokolhatják. Pl. Főjavítás irányítás, villamos alállomás irányítása vagy egy több blokkos erőmű irányításra 5 A BV személyzet feladatai Termelési feladatok A kívülről, ember-ember kommunikáció vagy speciális adatközlés útján kapott termelési menetrend szerinti működtetés A berendezések működésének és működéskészségének folyamatos ellenőrzése, romlási folyamatok korai felismerése A tervezési alapba tartozó és az azt meghaladó események kezelése, következmények enyhítése Karbantartási munkák kiszolgálása A berendezések karbantartásra bocsátása és visszavétele Biztonsági feladatok A blokk nukleáris biztonságának folyamatos ellenőrzése és fenntartása Biztonsági rendszerek állapotának folyamatos ellenőrzése Üzemzavarok elhárítása, következmények enyhítése Balesetkezelés 6 A blokkvezénylő feladatai A blokkvezénylő feladatai A blokkot irányító személyzet tartózkodó helye normál üzemben, karbantartási időszakban, üzemzavari helyzetben és balesetet követően Az operatív személyzetet információval látja el A technológiai folyamat jellemzőiről, A technológiai rendszerek állapotáról, Biztonsági rendszerek állapotáról, A kisegítő rendszerek (energia ellátás, irányítástechnika, stb ) állapotáról A blokk helységeinek állapotáról A blokk környezetének dozimetriai állapotáról Stb. 7 8
A blokkvezénylő feladatai A blokkvezénylő kialakításának alapvető követelményei Lehetőséget biztosít Technológiai beavatkozásokra távműködtetések útján, Irányító rendszerek állapotának megváltoztatására, vezérlő jeleinek megváltoztatására Technológiai rendszerek tesztelésére, Irányító rendszerek tesztelésére, Hozzáférés engedélyezésére, Adminisztratív feladatok ellátására, Telekommunikáció használatára, Stb. Kényelmesen,biztonságban lakható normál üzemben, karbantartási időszakban, üzemzavari helyzetben és balesetet követően Védett külső hatásokkal szemben Fizikai behatolás elleni védelem, Üzemzavari helyzetekkel szembeni védelem, Földrengésállóság, természeti katasztrófák elleni védettség, Tűz elleni védettség, Baleseti szellőző rendszer 9 10 A blokkvezénylő kialakításának alapvető követelményei A függetlenség Fel kell készülni a blokkvezénylő sérülésére vagy akár teljes megsemmisülésére (személyzettel együtt) Ezért tartalék vezénylőre, vagy vész leállító panelekre van szükség fizikailag elválasztott, védett helyen Ennek a tartalék vezénylőnek kisebb funkcionalitással is elegendő rendelkeznie Blokkvezénylő pontosan egy atomerőművi blokkhoz rendelt A BV személyzetnek ne kelljen elhagyni a vezénylőt a feladataik végrehajtásához Ne történhessen technológiai beavatkozás a vezénylő szándéka és tudta nélkül Sem szándékosan, Sem véletlenül 11 12
A vezénylő mint irányítástechnikai objektum A blokk folyamatirányító rendszerének funkcionális modellje A folyamatirányítási feladat legfelső szintjének a blokkvezénylő tekinthető Funkcionális feladata az Ember- Gép kapcsolat megvalósítása S1 ÉRZÉKELŐ Sm... ÉRZÉKELŐ OPERÁTOR MAGASABB SZINTŰ RENDSZEREKHEZ A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 BIZTONSÁGI TECHNOLÓGIAI AUTOMATIKUS TÁVMŰKÖD- AUTOMATIKUS INFORMÁCIÓ DIAGNOSZTIKA VÉDELEM VÉDELEM VEZÉRLÉS TETÉS SZABÁLYOZÁS SZOLGÁLTATÁS P1 PRIORITÁS KÉPZŐ Pn... PRIORITÁS KÉPZŐ V1 VÉGREHAJTÓ SZERV Vn... VÉGREHAJTÓ SZERV 13 14 Atomerőművek vezénylői Az irányítástechnikai technológia Pultok közvetlen munkahelyek a gyakori műveletek, beavatkozások történek innen a megjelenítések, karakter méretek kisebbek, a pultokon nincsenek sémaképek Panelek 3-4 méterre vannak az operátortól ritka műveletek kezelő szervei sémaképek, áttekintő képek nagyobb karakterek és megjelenítések 15 Információ megjelenítés Analóg mutatós műszerek, regisztrálók és jelző lámpák, esőlemezes kijelzők (elektromechanika dominanciája) Numerikus kijelzők, LED-es mutatóműszerek, néhány CRT vagy LCD kijelző, archívum Blokkszámítógépek, feldolgozott adatmegjelenítés, digitális operátori munkaállomások, archívum, tanácsadó rendszerek SCADA és DCS rendszerek, digitális folyamatirányítás, digitális védelmek 16
Beavatkozó eszközök Az irányítástechnikai technológia Egyedi kapcsolók, nyomógombok, mátrix rendszerű beavatkozók, lehívók Smart beavatkozó eszközök, billentyűzet, egér, érintő képernyő, fényceruza Adatgyűjtés, feldolgozás Egyes mérések szerint az operátor idejének 50%-át fordítja arra, hogy a megfelelő információt összegyűjtse és a felhasználásnak megfelelő formába rendezze Az automatizáltság korlátai Az irányítástechnikai technológia fejlettsége Humán megfontolás: az operátor figyelmét fenn kell tartani 17 18 Alapvető elvárásaink Az Ember-Gép kapcsolat Az operátor mindenkor pontosan ismerje a technológia állapotát Az üzemi események gyorsan és egyszerűen legyenek azonosíthatók Semmilyen üzemállapotban ne legyen kezelhetetlen információ dömping A vezénylő képének konzisztensnek kell lenni, hogy csökkentse a félreértések és félrekezelések valószínűségét. Funkcionalitás és a feladatok megosztása Team információ (Panelek, nagy képernyők) Egyéni munkahely (Pultok, munkaállomások) Statikus állapotok és gyors dinamikák kezelése Emberi tényezők és ergonómia Az ember szerepe, elvárások vele szemben, automatizáltság szintje Kommunikációs elvárások, kultúra, a számítógép kommunikálást akadályozó tulajdonsága 19 20
Az Ember-Gép kapcsolat Jelzések, jelző rendszerek Az öreg blokkokon általánosan használt rendszer orientált sémák és megjelenítések inkább a karbantartást támogatják, mint a folyamattal és a funkciók állapotával foglalkozó operátort A feladatorientált megjelenítések az operátori munkahelyekhez illeszkednek, mert az operátor végrehajtói munkáját támogatják A folyamat orientált képek és megjelenítések a team munkához adnak támogatást, tipikusan a nagy képernyőkre valók 21 Problémák A rekonstrukciók miatt egy vezénylőn belül eltérő jelzőrendszerek Információ áradat egyes eseményeknél Szimultán események azonosítása problematikus A nyugtázások sok időt elvisznek 22 Jelzéskezelés Jelzések, jelző rendszerek Elvek Sötét vezénylő Olvashatóság Konzisztens alarm nyugtázási/törlési logika Konzisztens színezés és hang jelzések Jelzési hierarchia Szűrés és alarm elnyomás 24
Ha sok a végrehajtó szerv Ha sok a végrehajtó szerv 25 26 Ha sok a végrehajtó szerv DCS és smart beavatkozás Több száz képernyő megfelelő kezeléséhez hierarchikus rend és tartalom szenzitív menük tartoznak 27 28
EPR I&C 6/7 Baleset elhárítás irányító helyei A CBF nyomán kiadott Nemzeti Akcióterv szerint két egymással egyenértékű, egymástól elegendő távolságban levő, földrengésálló VVP szükséges A baleset elhárítás telephelyhez rendelt, így az irányító helyeknek az új blokkokat is ki kell szolgálni Módosítani kell az üzemelő környezetellenőrzés rendszerét Helyet kell biztosítani az új blokkokat kiszolgáló műszaki támogató központnak Baleset elhárítás központjai (vázlat) Vezénylői evolúció Közvetlen a terepen vagy a gépen Sémafal Sémafal + pult Video megjelenítők Cockpit Video falak Közeli nagy képernyők
Hajómotor-vezérlés - irányítás a helyszínen Sémafal kezdemény 33 34 Sémafal Sémafal The control room of the coal-fired Battersea Power Station in south London, built in the 1930s, was decommissioned in 1983. But it's still one of the city's famous landmarks, thanks in part to its appearance in the Beatles' 1965 movie, Help! and on the cover of Pink Floyd's 1977 album Animals 35 36
Sémafal+pult Sémafal+pult 12th June 1952: An employee seated in the control room of Grangemouth Oil Refinery, Stirlingshire. 37 38 Sémafal+pult Lehet ezt szépen is csinálni Kelenföld thermal power station, Budapest, Hungary. Built in 1914. 39 40
Lehet ezt szépen is csinálni Szmolenszk BME NTI 2008.04.27 41 42 BIBLIS 43 44
Repülés irányítás Apollo program Huston, 1969 július 21 45 46 Apollo program Huston, 1969 július 21 Apollo program Huston, 1969 július 21 47 48
Űrkutatás Barco példa This overall view of the Shuttle (White) Flight Control Room (WFCR) in Johnson Space Center's Mission Control Center (MCC) was photographed during STS-114 simulation activities. 4 March 2005 49 50 Wow effect Wow effect 51 52
Hatalmas képek Közeli nagy képernyők 53 54 SPPA T3000 Siemens Energy Sector 55