Геловани В.А. и др. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений в нештатных ситуациях

Подождите немного. Документ загружается.

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 251

Результат работы системы с этими моделями предъявляется лицам

оперативного персонала через блоки:

• выявления аномалий и классификация аномалий;

• диагностирования причин возникновения аномалий;

• поиска управляющих решений;

• прогнозирования событий и направлений развития аномалий;

• фафической поддержки принимаемых решений;

• контроля правильности действий оперативного персонала;

• помощи в режимах пуска/останова.

Вышерассмотренная композиция функциональных блоков СПО ба-

зируется на следующих информационных компонентах:

• оперативных базах данных;

• неоперативных базах данных;

• оперативных базах знаний;

• неоперативных базах знаний;

• фафических базах данных;

• оперативных архивах;

• базах данных по отказам оборудования;

• базах данных прогноза.

Функции, поддерживающие вышеперечисленные блоки, включают

в себя:

• функции выявления аномалий, классификации аномалий;

• функции диагностирования причин возьшкновения аномалий;

• функции контроля параметров технологического процесса;

• функции поиска управляющих решений;

• функции контроля правильности действий оперативного персонала

и помощи в режимах пуска/останова;

• функции прогнозирования событий;

• функции сжатия данных технологической информации,

• функции графической поддержки принимаемых решений.

Отдельной компонентой функциональной структуры СПО идет блок,

именуемый обеспечение живучести системы. Данная функция позволяет

организовать безаварийное функционирование СПО и его программно-

технического комплекса.

Предложенная функциональная структура СПО позволила включить

в себя поддержку всех функций лиц оперативного персонала в соответ-

ствии с руководящими материалами надзорных органов и требованиями

конкретного Заказчика.

252 Глава 6.

Технология разработки диагностических систем

6.2.5.6.

Архитектура процессов поддержки оператора

Архитектура средств поддержки принятия решений базируется на сле-

дующих вычислительных процессах работы с базами данных и знаний,

построенных СПРИНТ-РВ на базе следующих алгоритмов:

Алгоритм сбора информации о протекании режима и состоянии

наи-

более важных параметров для последующего анализа и разработки мер

по предотвращению нарушений

Любое состояние объекта управления характеризуется следующими

множествами переменных:

• аналоговыми значениями;

• дискретными значениями;

• вычисляемыми значениями,

• значениями времени проведения измерений.

Аналоговые значения несут в себе информацию о таких переменных,

как температуры, давления, расходы, перепады и т. п. Дискретные —

информацию о переменных вида: включено, отключено, открыто, закры-

то,

промежуточное положение и т. п. Вычисляемые значения содержат

информацию, которая по каким либо причинам не может быть измерена

и определяется путем проведения специальных вычислений по формулам.

Каждое из вычисленных значений информации этого типа имеет опреде-

ленный для каждого объекта физический смысл. Время определяет связь

между всеми значениями переменных состояния объекта управления.

Частота сбора и проведения расчетов по вышеописанным множе-

ствам переменных определяется динамикой поведения объекта контроля

и управления. Например, для объектов энергетики (АЭС) измерения

могут проводиться раз в две или четыре секунды.

Алгоритм сбора информации представляет собой следующую после-

довательность шагов:

ШАГ 1. Диалоговая настройка на множество датчиков, изА1еряющих

аналоговые значения параметров.

ШАГ 2. Диалоговая настройка на множество датчиков, измеряющих

дискретные значения параметров.

ШАГ 3. Диалоговая настройка на множество вычисляемых параме-

тров.

ШАГ 4. Диалоговая настройка на частоту опроса измеряемых пара-

метров и частоту вычислений вычисляемых параметров.

ШАГ 5. Включение процедуры синтеза структуры баз данных изме-

ряемых, вычисляемых параметров и параметров времени.

ШАГ 6. Включение процедуры функции опроса аналоговых значе-

ний параметров.

ШАГ 7. Если опрошены все аналоговые параметры, то переход

к шагу 8, иначе к шагу 6.

ШАГ 8. Включение процедуры опроса дискретных значений пара-

метров.

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 253

ШАГ 9. Если опрошены все дискретные параметры, то переход

к шагу 10, иначе к шагу 8.

ШАГ 10. Включение процедуры коммутатора вычисляемых параме-

тров.

ШАГ 11. Если вычислены все вычисляемые параметры, то переход

к алгоритму фиксации информации, иначе к шагу 10.

Алгоритм на выходе имеет все множество параметров, характеризу-

ющих протекание режима и изменение наиболее важных параметров

Алгоритм контроля состояния энергоблока, оборудования, параметров

рабочей среды

Алгоритм контроля состояния энергоблока, оборудования, параме-

тров рабочей среды в СПО (рис. 6.14), который обеспечивает прием

и обработку информации от штатных информационных систем СВРК

и УРАН, функционирующих в настоящее время на энергоблоках Кали-

нинской и Нововоронежской АЭС.

АЛГОРИТМ КОНТРОЛЯ состояния ЭНЕРГОБЛОКА. ОБОРУДОВАНИЯ.

ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

БД предйстории

поведения объв1ггв

-^^^ (архив)

БД алгоритма

контроля

Контроль за

развитием

аварийных

процессов

Контроль

балансных

1 соотношений

Контроль за

готовностью

технологии к

выполнению

перехода с

режима на

режим

Конфоль

работы

технологи-

ческой

сипчалиэации

Контроль

попрядка

переключений

оборудования

Контроль

работы

защш и

блокировок

Рис.

6.14

Структура данного алгоритма представляет собой композицию сле-

дующих шагов:

ШАГ 1. Контроль текущих значений, отклонений параметров от те-

кущих значений;

ШАГ 2. Контроль событий, логической связи событий.

ШАГ 3. Контроль балансных соотношений.

254 Глава 6.

Технология разработки диагностических систем

ШАГ 4. Контроль работы технологической сигнализации.

ШАГ 5. Контроль работы защит и блокировок

ШАГ 6. Контроль за развитием аварийных процессов.

ШАГ 7. Контроль за готовностью технологии к выполнению пере-

хода с режима на режим.

ШАГ 8. Контроль порядка переключения оборудования.

Принцип работы настоящего алгоритма заключается в организации

квазипараллельной обработки баз данных, поступающих со штатных

информационных систем УРАНА, АСУТ и СВР К, а также обработки

предыстории поведения энергоблока (оперативных архивов).

Для поддержки функционирования вышерассмотрениого алгоритма

используются следующие структуры данных:

Структура базы данных границ контроля.

Структура базы данных событий.

Структура базы данных балансных соотношений.

Структура базы данных защит и блокировок.

Структура базы данных алгоритма контроля.

Приведенный алгоритм позволяет сформировать все необходимые

для поддержки принятия оперативных решений исходные разделы баз

данных.

3. Алгоритм контроля пределов и условий безопасной эксплуатации

энергоблока

Одной из задач СПО является задача, связанная с анализом текущего

состояния энергоблока, текущего режима, расчетом пределов и условий

безопасной эксплуатации и своевременным предупреждением лиц опера-

тивного персонала о наличии сигналов, идентифицирующих нарушения

тех или иных пределов и условий безопасной эксплуатации. Выходные

данные такой задачи необходимы не только для представления на БШ;У,

но и используются в других задачах СПО.

Структурная схема алгоритма определяет следующую последователь-

ность шагов:

ШАГ 1. Определение режима работы энергоблока. Он производит

расчет мощности энергоблока и на базе данных штатной схемы измерений

формирует базу данных режима.

ШАГ 2. Определение предельных параметров режима. Эти предель-

ные параметры берутся из неоперативных баз данных (из регламента)

или могут быть рассчитаны по формулам, заданным при настройке этого

шага.

ШАГ 3. Формирование базы данных предельных параметров режима.

ШАГ 4. Определение условий безопасной эксплуатации. В данном

алгоритме под условиями безопасной эксплуатации подразумевается ло-

гическая связка фактов из базы знаний. Каждый факт является отноше-

нием между текущим значением параметров режима работы и предельных

параметров режима.

6 2.

Разработка спринт-технологии построения СППР

РВ 255

ШАГ 5. Формирование базы данных условий безопасной эксплуата-

ции.

ШАГ 6. Определение текущих параметров режима.

ШАГ 7 Определение событий. Под событиями понимается истин-

ность факта, входящего в условия безопасной эксплуатации. Таким обра-

зом, на выходе данного блока создается база данных событий.

ШАГ 8. Определение аномальных состояний, времени и места их

возникновения. Под аномальными состояниями понимаются логические

связки условий безопасной эксплуатации с указанием времени и места их

возникновения. На выходе блока формируется база данных сообщений

о нарушениях пределов и условий безопасной эксплуатации.

Работа этого алгоритма осуществляется циклически, при каждом

опросе штатной схемы измерений.

База данных алгоритма включает в себя:

• базу даннььх режима работы;

• базу данных предельных параметров режима;

• базу условий безопасной эксплуатации;

• базу текущих параметров режима;

• базу аномальных состояний, времени и места их возникновения;

• базу сообщений о нарушениях пределов и условий безопасной экс-

плуатации.

Реализация данного алгоритма позволяет своевременно определять

нарушения пределов и условий безопасной эксплуатации и использовать

эту информацию при образном представлении состояния энергоблока.

Образы формируются в виде графических зависимостей «параметр от па-

раметра» с нанесенными границами предельных параметров режима, гра-

ницами условий безопасной эксплуатации и маркерным отображением

текущего состояния объекта.

4. Алгоритм поддержки операций по изменению уставок, разрешенных

регламентом и инструкциями по эксплуатации

Данный алгоритм позволяет администратору баз данных и знаний

СПО СПРИНТ-РВ вносить изменения в оперативную базу данных. Право

на внесение таких изменений определено в эксплуатационном регламенте

СПО.

Структура данного алгоритма представляет собой композицию сле-

дующих шагов:

ШАГ ]. Организация диалога, осуществляющий функцию взаимо-

действия СПО с пользователем. В рамках функционирования этого про-

цесса пользователь получает возможность входа в алгоритм изменения

уставок.

ШАГ 2. Проверка сведений о факте изменения, времени изменения

и лице, изменяющем уставки, степени важности технологии, проверка

права данного пользователя на возможность внесения изменений. Кроме

256 Глава 6.

Технология

разработки диагностических систем

этого в процессе фиксируется время проведения изменения, характери-

стики лица, изменяющего уставки и вид технологии (УСБ, СНЭ и т. п.).

В случае незнания пользователем ключей доступа, а также вида техно-

логии алгоритм функционирования данного ггроцесса отвергнет попытку

внесения изменений и перейдет к ШАГУ 1.

ШАГ 3. Задание уставок, подлежащих изменению, осуществляет

функцию приема имени уставки, нового значения уставки.

ШАГ 4. Контроль уставок, разрешенных к изменению, осуществляет

функцию проверки уставок на предмет разрешения их изменения Сведе-

ния о разрешении их изменения находятся в неоперативных базах знания

в разделах технологического регламента и в инструкциях по эксплуатации

конкретных технологических систем.

ШАГ 5. Контроль разрешения, осуществляющий разрешение на про-

ведение изменения уставок или отвергающий проведение такого измене-

ния (переход на ШАГ 1).

ШАГ 6. Реализация изменения уставок, осуществляющий коррек-

цию значения соответствующей уставки в оперативной базе данных.

UIAr 7. Фиксация факта, времени изменения, лица изменивше-

го уставки, осуществляет функцию запоминания в базе данных факты

проведения изменения уставок.

ШАГ 8. Фиксация отказа в изменении уставок и причин, вызвав-

ших такой отказ, осуществляет запоминание в базе данных отказов,

соответствующих характеристик попытки доступа к изменению уставок.

Для функционирования данного алгоритма используется следующая

информация.

Оперативные базы данных. Они представляют собой следующую

логическую композицию разделов данных:

• совокупность штатных измеряемых аналоговых параметров, храня-

щихся в системе УРАН и АСУТ;

• совокупность штатных измеряемых дискретных параметров, храня-

щихся в системе УРАН и АСУТ;

• совокупность штатных измеряемых дискретных, инициативных па-

раметров, хранящихся в системе УРАН и АСУТ;

• совокупность штатных измеряемых и расчетных параметров СВРК;

• совокупность штатных измеряемых параметров, характеризующих

состояние блокировок и защит;

• совокупность штатных уставок.

Содержимое оперативных баз данных циклически обновляется путем

организации связи со средствами УРАН и СВРК.

Настоящая структура является открытой и может быть дополне-

на любыми другими файлами, поддерживающими вновь возникающие

функции СПО.

Неоперативные базы данных. Они представляют собой компози-

цию следующих разделов данных:

• справочная информация по конкретной арматуре, размещенной

в технологической схеме конкретного энергоблока;

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 257

• справочная информация по конкретным насосам, размеш;енным

в технологической схеме конкретного энергоблока;

• справочная информация по конкретным КИП и автоматике, разме-

щенным в технологической схеме конкретного энергоблока;

• справочная информация по конкретным материалам, включая их

ресурсные характеристики, используемым в технологической схеме

конкретного энергоблока;

• справочная информация по реакторной установке, используемой

в технологической схеме конкретного энергоблока;

• справочная информация по турбинной установке, используемой

в технологической схеме конкретного энергоблока;

• справочная информация по электрической части, используемой

в технологической схеме конкретного энергоблока;

• справочная информация по химводоочистке, используемой в техно-

логической схеме конкретного энергоблока;

• справочная информация по ОПБ;

• справочная информация по ПБЯ.

Настоящая структура неоперативных баз данньгх является открытой.

База данных ключей доступа. Настоящая база данных представляет

собой композицию следующих разделов данных:

• имена пользователей, которым разрешен доступ к оперативной базе

данных с целью проведения операций по коррекции уставок;

• описание паролей 1-го эшелона защиты от несанкционированного

доступа;

• описание типа технологии, в рамках которой производится измене-

ние уставок (УСЕ, УСНЭ и т. п.);

• описание паролей 2-го эшелона защиты от несанкционированного

доступа.

Настоящая структура баз данных ключей доступа является закрытой

для пользователей и может быть скорректирована только администрато-

ром СПО при оформлении соответствующего разрешения за подписью

главного инженера станции.

База данных отказов. Структура баз данных отказов по изменению

уставок, разрешенных регламентом, представляет собой композицию

следующих разделов данных:

• наименование имени уставки, подлежащей изменению;

• старое значение уставки;

• новое значение уставки;

• время, когда было произведено изменение;

• пароль лица, производившего изменение;

• факт отказа в изменении;

• причина отказа в изменении;

• факт изменения;

• время отказа в проведении изменения.

258 Глава 6.

Технология разработки диагностических систем

Настоящая структура баз данных является закрытой для пользо-

вателей за исключением администратора СПО. Анализ этой структуры

позволяет отслеживать все доступы, производимые в СПО с целью кор-

рекции уставок.

Предложенный алгоритм позволяет исключить несанкционирован-

ный доступ по коррекции оперативных баз данных и организовать сле-

жение за попытками несанкционированного доступа.

5. Алгоритм регистрации и архивации информации о протекании режима

и изменении наиболее важных параметров

Данный алгоритм решает задачу фиксации информации о протека-

нии режима и изменении наиболее важных параметров состояния объекта

путем получения управления от алгоритма сбора и реализации следующей

последовательности шагов:

ШАГ I. Зафиксировать в архиве базы оперативных данных текущие

значения анало1Х)вых параметров.

ШАГ 2. Если зафиксированы все текущие значения аналоговых

параметров, то перейти к шагу 3, иначе к шагу 1.

ШАГ 3. Зафиксировать в архиве базы оперативных данных текущие

значения дискретных параметров.

ШАГ 4. Если зафиксированы все текущие значения дискретных

параметров, то перейти к шагу 5, иначе к шагу 3.

ШАГ 5. Зафиксировать в архиве базы оперативных данных вычи-

сленные значения вычисляемых данных.

ШАГ 6. Если зафиксированы все вычисленные значения вычисляе-

мых данных, то перейти к шагу 7, иначе к шагу 5.

ШАГ 7. Вычислить и зафиксировать в архиве базы оперативных

данных все события по аналоговым параметрам.

ШАГ 8. Если вычислены и зафиксированы в архиве все события

по аналоговым параметрам, то перейти к шагу 9, иначе к шагу 7.

ШАГ 9. Вычислить и зафиксировать в архиве базы оперативных

данных все события по дискретным параметрам.

ШАГ 10. Если вычислены и зафиксированы в архиве все события

по дискретным параметрам, то перейти к шагу 11, иначе к шагу 9.

ШАГ 11. Вычислить и зафиксировать в архиве базы оперативных

данных все события по вычисляемым параметрам.

ШАГ 12. Если вычислены и зафиксированы в архиве базы оператив-

ных данных все события по вычисляемым параметрам, то перейти к шагу

13,

иначе к шагу 11.

Шаг 13. Формирование запроса на запись. Выход из алгоритма.

Информация о произведенных преобразованиях зафиксируется в ар-

хиве оперативной базы данных в виде следующих блоков:

(информация о текущем значении аналогового параметра, инфор-

мация о его контролируемых границах, время);

(информация о последнем текущем значении аналогового пара-

метра, информация о его контролируемых границах, время);

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 259

(информация о текущем значении первого дискретного параметра,

информация о его штатном режимном положении, время);

(информация о текущем значении последнего дискретного пара-

метра, информация о его штатном режимном положении, время);

(информация о текущем значении первого вычисляемого параме-

тра, информация о его контролируемых границах, время);

6. (информация о текущем значении последнего вычисляемого па-

раметра, информация о его контролируемьАХ фаницах, время);

(информация о событиях, связанных с нарушением первым ана-

логовым параметром его контролируемьгх границ, время);

8. (информация о событиях, связанных с нарушением последним

аналоговым параметром его контролируемых границ, время);

9. (информация о событиях, связанных с нарушением первым дис-

кретным параметром его штатного режимного положения, время);

10.

(информация о событиях, связанных с нарушением последним

дискретным параметром его штатного режимного положения, время);

11.

(информация о событиях, связанных с нарушением первым вы-

числяемым параметром его контролируемых границ, время);

12.

(информация о событиях, связанных с нарушением последним

вычисляемым параметром его контролируемых границ, время).

Кроме этого здесь же формируются «пустые» файлы хранения ин-

формации, которые будут порождены последующей задачей — задачей

обработки информации. Структура этой информации имеет вид:

(ситуация

—

диагноз — прогноз влияния — «совет»),

(сшуация

—

диагноз — прогноз влияния

—

«совет»).

Вся вышерассмотренная информация при фиксации ее в архиве

рассматривается как некоторая сфуктура данных — кадр, привязанный

к каждому циклу измерений.

6. Алгоритм хранения информации о протекании режима и изменении

наиболее важных параметров (чернь(й ящик)

Данный алгоритм поддерживает сфуктуру хранения, представляю-

щую собой кольцевой файл. Указатель текущего положения этого файла

всегда указывает на начало нового кадра информации, который будет

получен на новом цикле опроса состояния объекта конфоля и управле-

ния. В случае переполнения кольцевого файла архива вновь приходящая

информация

—

новый кадр, затирает самую старую информацию. Иными

словами, запись информации производится в рамках заданного кольца

и глубина хранения данных определяется размерами этого кольца.

Работа алгоритма состоит из следующей последовательности шагов:

ШАГ 1. Если запрос на запись, то перейти на шаг 2, иначе перейти

на шаг 5.

ШАГ 2. Определить адрес начала кадра новой информации и запи-

сать кадр.

ШАГ 3. Установить указатель на начало нового кадра информации.

ШАГ 4. Перейти на шаг 1.

260 Глава 6.

Технология разработки диагностических систем

ШАГ 5. Если есть запрос на чтение, то перейти на шаг 6, иначе

перейти на шаг 9.

ШАГ 6. Определить адрес начального и конечного адресов кадров

чтения.

ШАГ 7. Прочитать информацию в рабочую область.

ШАГ 8. Перейти на шаг 5.

ШАГ 9. Выход из алгоритма.

Алгоритм обеспечивает как фиксацию архивной информации в среде

хранения, так и чтение этой информации в рабочую область алгоритмами

обработки и визуализации сценария развития переходного процесса,

характеризующего протекание режима.

7. Алгоритм обработки информации о протекании режима и изменении

наиболее важных параметров

Данный алгоритм поддерживает реализацию нижеописанных вычи-

слительных процессов.

Будем различать следующие процессы — шаги алгоритма:

ШАГ 1. Процесс анализа аномальных и аварийных состояний,

ШАГ 2. Процесс выявления аномальных и аварийных ситуаций;

ШАГ 3. Процесс диагностирования аномальных и аварийных ситу-

аций;

ШАГ 4. Процесс прогнозирования влияния аномальных и аварий-

ных ситуаций на технологический процесс;

ШАГ 5. Процесс выработки управляющих рекомендаций — «сове-

тов» лицам, принимающим решения.

ШАГ 6. Выход из алгоритма.

Рассмотренная последовательность шагов порождает фиксацию в ар-

хиве следующей информации:

(ситуация

—

диагноз

—

прогноз влияния — «совет»),

(ситуация

—

диагноз — прогноз влияния

—

«совет»).

Эта информация «привязывается» по времени к соответствующему

ей кадру данных, иными словами, получается полный агрегат данных,

характеризующий состояние процесса контроля и управления в каждый

цикл измерений.

8. Алгоритм визуализации и представления сценария развития аварийной

ситуации

Данный алгоритм позволяет в режиме диалога настраиваться на ис-

ходные данные, характеризующие изменение состояния аварийного про-

цесса, и производить визуальное представление этих данных на экране

цветного монитора оператора на БЩУ.

Выводимые на экран данные могут быть представлены в следующем

виде:

• графики типа «параметр от времени»;

• фафики типа «параметр от параметра»;