Vlhkostný monitorovací systém HUMON

Určenie

Vlhkostný monitorovací systém HUMON je určený na zber, spracovanie, archivovanie a vyhodnocovanie analógových signálov z vlhkostných snímačov v jadrovej elektrárni, ktoré merajú vlhkosť vzduchu na príslušnom odbernom mieste. Umožňujú dispečerovi monitorovať úroveň vlhkosti v danej zóne a v prípade úniku vody približne lokalizovať miesto úniku.

Vyhotovenie

Vlhkostný systém pozostáva z technologického stojana, riadiaceho stojana a vyhodnocovacieho počítača. V technologickom stojane sú snímače vlhkosti, vývevy a ventily. V riadiacom stojane je koncentrátor dát (HM_AMU), predzosilňovače analógových signálov a blok prívodu (HM_BP).

Popis činnosti

Meranie vlhkosti a tok údajov

Vzduch z odberných miest prúdi cez prívodné rúrky a prepínacie ventily k vlhkostným snímačom. Snímače sú pripojené na predzosilňovače, ktoré vygenerujú analógové napätia závislé od vlhkosti. Analógové napätia sú privedené do koncentrátora dát (HM_AMU), kde sa pomocou A/Č prevodníkov konvertujú na číslicové údaje spracované procesorom. Procesor údaje ukladá do pamäti a podľa požiadaviek ich pomocou sériového rozhrania RS422 vysiela do vyhodnocovacieho počítača kde sú tieto údaje priebežne spracovávané a zobrazované.

Prepínanie trás

Počet odberných miest možno zvýšiť pripojením dvoch trás (trubiek) k jednému snímaču. Umožňujú to prepínacie ventily, ktoré v pravideľných intervaloch trasy prepínajú. Navyše je ku všetkým snímačom cez testovacie ventily privedený suchý vzduch zo sušiča, čo umožňuje automatické testovanie funkčnosti systému.

Základná konfigurácia trás:

počet snímačov počet priamych trás počet prepínaných trás celkový počet trás interval prepínania trás počet vývev

15 10 10 20 30 sekúnd 2

Koncentrátor dát HM_AMU

Koncentrátor dát riadi činnosť celého systém. Obsahuje procesor, pamäť programu, pamäť dát, analógové vstupy s prevodníkmi, binárne vstupy, binárne výstupy, sériové rozhranie.
Činnosť celého koncentrátora riadi procesor. Procesor vykonáva program uložený v pamäti PROM resp. SRAM a namerané dáta ukladá do pamäti DRAM. Procesor tiež ovláda zbernicu, ku ktorej sú pripojené periférne zariadenia:

• analógové vstupy (meranie el. napätia z predzosilňovačov)
• binárne výstupy (ovládanie ventilov, blok prívodu)
• binárne vstupy (blok prívodu- kontrola)

Dohliadací obvod zabezpečuje štart procesora po zapnutí napájanie resp. reštart pri chybovom stave. Sériové rozhranie zabezpečuje komunikáciu procesora s vyhodnocovacím počítačom.
Mechanicky je koncentrátor riešený ako 19''rošt veľkosti 3U, v ktorom sa nachádza matičná doska s konektormi. Do konektorov sa zasúvajú moduly, formátu EUROCARD:

• 1 x HM_COM (procesor)
• 2 x HM_AIN (analógové vstupy)
• 2 x HM_BO (binárne výstupy)
• 1 x HM_BIO (binárne vstupy a výstupy)
• 1 x HM_RS (sériové rozhranie)
• 1 x Spínaný zdroj HITRON 5V/20A, +/-15V/4A
• 1 x Spínaný zdroj HITRON 24V/4A

Vstupno-výstupné parametre koncentrátora dát HM_AMU

Analógové vstupy:

Počet Vstupný rozsah Napäťová odolnosť

24 (2x12) 0-2.5V +/- 60V

Binárne výstupy :

Počet Typ Výstup. prúd Výstup. napätie

64 Otvorený kolektor max. 0.5A (zopnutý stav) max. 50V (vypnutý stav)

Binárne vstupy/výstupy :

Počet Vstupné napätie Výstup. prúd

8 TTL max. 0.5A (zopnutý stav)

Komunikačný port RS422 :

Počet Typ Vstupy Výstupy Dĺžka kábla

2 TTL Galvanicky oddelený log.0 = ( -10V až -0.5V) log.1 = (+0.5V až +10V) log.0 = ( -5V až -3.5V) log.1 = (+3.5V až +5V) max. 1200m

Komunikačný port RS232 :

Počet Typ Vstupy Výstupy Dĺžka kábla

1 TTL Galvanicky neoddelený log.0 = (+3V až +15V) log.1 = (-15V až -3V) log.0 = (+ 6V až +10) log.1 = (-10V až -6V) max. 15m

Programové vybavenie

Koncepčne je programové vybavenie realizované formou autonómnych navzájom komunikujúcich modulov pracujúcich pod grafickým užívateľským rozhraním. Moduly realizujú kompletné činnosti programového vybavenia v oblasti styku s databázami systému, parametrizácie činnosti systému a zberu a spracovania meraných dát. Konfigurácia a vnútorné väzby modulov programového vybavenia sú definované konfiguračnou databázou programového vybavenia. Táto je spravovaná špeciálnym konfiguračným programom. Podobne modulárne je riešená aj vnútorná štruktúra hlavného modulu programového vybavenia reprezentujúceho konfiguráciu meraných signálov systému. Táto je definovaná konfiguračnou databázou systému spravovanou samotným užívateľským programom. Archivácia nameraných hodnôt je riešená špeciálnou archívnou databázou systému spravovanou modulmi programového vybavenia. Programové vybavenie pracuje pod operačným systémom WINDOWS 2000 CZ. Ako databázový server je použitý SQL SYBASE ANYWHERE. Programové vybavenie komunikuje s databázami pomocou SQL jazyka cez rozhranie ODBC, ktoré je súčasťou SQL SYBASE ANYWHERE.

Zber dát

Pri realizácii bol hlavný dôraz kladený na zabezpečenie efektívneho zberu nameraných dát a ich následné spracovanie, klasifikovanie a archiváciu. Program umožňuje podľa požiadaviek užívateľa okamžité nadviazanie spojenia s koncentrátorom dát s možnosťou dovyberať alebo nedovyberať dosiaľ neprebraté dáta. To minimalizuje možnú stratu dát pri vypnutí alebo poruche systému ako aj pri krátkodobom zastavení merania systému. Samotné dáta sú prenášané z koncentrátora dát v binárnej forme a odpovedajú nameranej napäťovej úrovni vstupného signálu. Prepočet nameraných hodnôt na fyzikálnu veličinu sa vykonáva na základe kalibračnej krivky každého kanálu. Krivky sú v vo forme ASCII súborov v špeciálnom adresári TMP pracovného adresára modulu a každý meraný kanál má definované meno príslušného súboru vo svojich parametroch. V systéme sú dáta reprezentované svojou meranou hodnotou, kalibrovanou hodnotou a korigovanou hodnotou. Korigovaná hodnota meranej veličiny bude využitá po doplnení systému o korekciu meranej hodnoty na vplyv technologických parametrov bloku resp. iných vonkajších vplyvov. Štandardne systém meria tzv. normálne dáta, t.j. hodnoty merané s periódou 1 minúty. Naviac je možné spustiť tzv. bypass meranie s periódou od 1 sekundy pre zber a zobrazenie aktuálnych hodnôt v prípade očakávaných prudkých zmien úrovní signálov. Takto získané dáta sa iba zobrazujú v reálnom čase. Nie sú archivované. Pre potreby zachytenia rýchlych dejov koncentrátor meria a archivuje dáta s frekvenciou 5 Hz, tzv. detailné dáta, po dobu cca. 3 hodiny. Z nich získava normálne aj bypassové hodnoty. Špeciálnym prípadom je test meracích kanálov vzduchom definovanej vlhkosti. Test sa vykonáva na zásah užívateľa. Samotný výkon testu realizuje koncentrátor dát meracej jednotky na základe vnútorného programu. Postupne zopína do trojíc kanálov suchý vzduch cez špeciálny filter tak, aby zabezpečil zmeranie korektných normálnych hodnôt. Samotný priebeh signálov počas testu trás je viditeľný v detailných dátach. Tieto sa počas testu zobrazujú v reálnom čase v špeciálnych oknách systému. Čítané sú v užívateľom definovaných dávkach z koncentrátora meracej jednotky. Užívateľ je trvale informovaný o stave priebehu testu trás. Systém archivuje dáta každého testu trás v špeciálnom archíve.

Klasifikácia dát

Systém klasifikuje stav merania na základe sledovania prekročenia statických medzných úrovní kanálov. Prekročenie medze ktoréhokoľvek kanálu má za následok vyhlásenie ALARMu systému. ALARM trvá až do poklesu úrovne nadanom kanále pod úroveň danú príslušnou medzou zmenšenú o definovanú hysterézu. Po vzniku ALARMu systém zabezpečí zber normálnych a detailných dát definovaného časového okolia ALARMu a ich archiváciu. Užívateľ je informovaný o vzniku resp. zániku ALARMu a o stave dozberu dát ALARMu.

Archivácia dát

Systém okrem dát okolia ALARMu a priebehu detailných dát testu trás archivuje normálne dáta a dáta hodinových priemerov normálnych dát. Normálne dáta udržuje v archíve v dĺžke 10 dní. Hodinové priemery nie sú v archíve časovo obmedzené.

Riadenie systému a prezentácia dát

Kontakt s užívateľom v systéme je realizovaný štandardne formou rôznych typov okien. Hlavné okno systému umožňuje prihlásenie užívateľa a nastavenie a riadenie činnosti systému. Okno je trvale zobrazené alebo minimalizované na ploche základného okna systému. Okrem hlavného okna systém umožňuje vytvárať sady dynamických a statických okien. Pod dynamickými oknami sa myslia okná na zobrazenie aktuálnych meraných dát typu :

• Normálne dáta
• Bypassové dáta
• Dáta priebehu testu trás

Každému oknu je možné definovať množinu zobrazovaných kanálov. Typ zobrazovaných dát je voliteľný pre všetky dynamické okná centrálne. Systém udržuje v pamäti posledný meraný priebeh testu trás, 10 dní normálnych dát a dostatočný časový úsek bypassových dát. Užívateľ môže centrálne, t.j. pre všetky okná spolu alebo lokálne škálovať x-ovú aj y-ovú os priebehov. Statické okná sú určené na zobrazenie archivovaných priebehov :

• Normálnych dát
• Hodinových priebehov normálnych dát
• Priebehov testu trás
• Priebehov okolia ALARMov

Ovládanie je identické s ovládaním dynamických okien.