8. Логика предупреждения Аварий АЭС на Smart-MES

«Есть логика намерений и логика обстоятельств, и логика обстоятельств сильнее логики намерений» – И.В. Сталин [50]. Но есть ещё и логика предупреждения этих обстоятельств.

Производственная деятельность на электростанциях использует логику намерений, а аварии на этих же электростанциях происходят в соответствии с логикой обстоятельств. Но раз логика обстоятельств сильнее логики намерений, то аварию, если ей в силу обстоятельств суждено быть, уже не остановить. И в настоящее время все средства на электростанциях ориентированы только на снижение последствий уже свершившейся аварии. Но возникает вопрос: Зачем же вообще допускать эту аварию, когда есть логика предупреждения обстоятельств, т.е. аварий?

Кстати, все предсказатели и экстрасенсы давно уже используют логику предупреждения обстоятельств. Здесь учитываются и построения планет, и знаки Зодиака, и народные приметы. Но если предсказать природную аварию довольно сложно, то предсказать современную промышленную аварию – просто элементарно. Почему же на электростанциях, которые относятся к категории опасных, особенно атомные электростанции, не используется логика предупреждения обстоятельств, а именно аварий? Да потому что, никто не знает, как это делать. А ведь у нас давно уже есть готовые решения.

Рассмотрим простенький пример. Есть три дискретных параметра «A,B,C», которые обязательно в строгом порядке следует включать и выключать, а нарушение этого порядка обуславливает аварийную ситуацию. На электростанциях сосредоточены десятки тысяч подобных дискретных параметров, и уловить одно, тем более - несколько самопроизвольных некорректных срабатываний, на первый взгляд, очень сложный вопрос, который до сих пор крупными отраслевыми институтами не решён. В данном случае, различные ухищрения в виде дублирования, не решают проблемы по быстрому выявлению этого самопроизвольного, а значит, некорректного срабатывания. Но именно от своевременного обнаружения и зависит сам факт предупреждения аварийной ситуации, ну и, следовательно, аварии.

В данном случае предлагается очень простая теория. Для обнаружения самопроизвольного срабатывания совсем не нужно анализировать весь технологический срез, т.е. взаимное состояние всех параметров. Вполне достаточно анализировать состояние только смежных параметров. Если данное состояние корректно, то всё нормально, а в противном случае, это является самопроизвольным срабатыванием, а значит, является аварийной ситуацией. В данном случае подразумевается, что есть строгий и чёткий регламент запуска и остановки, как отдельных участков электростанции, так и электростанции в целом. И он на самом деле есть.

А сейчас, вернёмся к нашему примеру и условимся обозначать: a,b,c – выключено (начальное состояние); A,B,C – включено (конечное состояние). И опишем в скобках состояния смежных параметров при последовательном включении «a,b,c» для определения их корректности: A(b); B(A,c); С(B). Все очень просто! Теперь при выключении: А,B,C – включено (начальное состояние); a,b,c – выключено (конечное состояние). И опишем в скобках состояния смежных параметров при последовательном выключении «A,B,C» в обратном порядке для определения их корректности: c(B); b(A,c); a(b).

Здесь наблюдается интересный факт, что состояния смежных параметров абсолютно одинаковые при различных направлениях изменения конкретного дискретного параметра. А сейчас сымитируем самопроизвольное изменение параметра «В» при всех включённых и при всех выключенных параметрах. Состояния смежных параметров в данном случае в обоих вариантах будут следующие: b(A,C); B(a,c). Как мы видим, в обоих случаях отсутствует совпадение с корректным состоянием смежных параметров, которые соответствуют: b(A,c); B(A,c). Вот и выявлена аварийная ситуация, а значит и предупреждена авария!

Совместно с дискретными параметрами обязательно присутствуют и аналоговые параметры с нижними и верхними уставками. В случае выявления некорректной ситуации оператору на БЩУ (блочный щит управления) выдаётся совет или указание к действию, или даже может быть автоматически произведено управляющее воздействие для сохранения прежней ситуации. Всё это легко описывается на мета языке в текстовых проектах задач системы Smart-MES.

Таким образом, здесь сосредоточены две задачи: как моментально среди сотни тысяч потенциальных возмущений на энергоблоке моментально выявить именно некорректное возмущение и как обучить Систему осуществлять все эти действия по распознаванию аварийной ситуации. Ведь в данном случае реализации, которые используются в АСУТП, не подходят. Здесь должен быть использован принцип нейродинамического программирования распознавания динамического образа [51].

Анализ на корректность возмущений упрощённо выглядит следующим образом. Есть предыдущий технологический срез и текущий, в котором выявляются возмущения или изменения. При наличии данного изменения оно проверяется на корректность, например, следующим уже ранее сказанным методом.

Если мы рассмотрим направленную связанную последовательность управляющих параметров: A, B, C – то правило корректности изменения для параметра «B» будет следующим:

B=[A]&[-C],
где: A – множество смежных уже задействованных параметров,
C – множество смежных ещё не задействованных параметров.

Здесь под параметрами понимается любое возможное возмущение. Таким образом, для неработающего блока вид данного выражения будет следующим: [-A]&[-C], а для работающего – [A]&[C]. Если при данных условиях произошло изменение параметра «B», то это изменение будет воспринято как некорректное возмущение, например, самопроизвольное срабатывание автоматики или ошибка оператора.

Существующие Системы на электростанциях не позволяют автоматически следить за взаимным состоянием параметров и оценивать ситуацию на энергоблоке. Инновационная система Smart-MES может постоянно контролировать процессы, происходящие на энергоблоке, а именно, следить за правильностью и корректностью изменений аналоговых, дискретных и инициативных параметров в соответствии с состоянием энергоблока.

Данная система позволяет предупреждать Аварийные Ситуации путём своевременной выдачи указаний и советов оператору, и, в случае необходимости быстрых воздействий, допускает также предусмотреть «автоматическое управление», а также, в зависимости от состояния энергоблока, отдельных контуров и петель – производить запреты на групповую сигнализацию, менять уставки аналоговых параметров и выполнять различные расчёты.

Логический контроль состояния параметров, выдача сообщений, вычисление, выполнение процедур (постановка параметров на контроль, снятие их с контроля, назначение уставок аналоговым параметрам и т.д.) описываются с помощью специального языка. Описание подготавливается технологом для каждого параметра, подвергаемого контролю. Причём, для дискретного параметра описание составляется для обоих положений (открыто – закрыто, включено – отключено), а для аналогового – для двух контролируемых значений.

При изменении значения контролируемого параметра определяется корректность изменения данного параметра в соответствии с состоянием других параметров, и выполняются предписанные действия либо, в случае корректности изменения, никакие действия не производятся. При массовом изменении параметров осуществляется их групповая оценка.

Таким образом, можно быстро обнаружить самопроизвольное изменение параметра либо неверные действия оператора-технолога и выдать на монитор соответствующее указание или совет.

Эта система Smart-MES позволяет осуществлять постепенное наращивание и уточнение объёмов контроля, т.е. производить обучение Системы распознаванию аварийных ситуаций на работающем энергоблоке. С помощью данной системы Smart-MES возможно не только улавливать некорректные и аварийные ситуации, но и в нормальных режимах запуска и останова технологических процессов на энергоблоке выдавать советы оператору для его дальнейшего действия.

У абсолютно каждой электростанции есть определённая вероятность попасть под аварию.

Скажем, даже новый автомобиль со всеми «наворотами» не гарантирован от попадания в яму или от того, чтобы быть «поцелованным» сильным ударом сзади. В результате автомобиль превращается в груду непригодного металла. Но уже сейчас на Западе выпускают автомобили с предупреждением и такого рода аварий. А это ж всего лишь автомобиль…

Эксплуатационный персонал, выполняя свои функции по производству электроэнергии и тепла и принося менеджменту Генерирующей компании прибыль, не должен постоянно думать о возможных опасностях, поджидающих его на каждом шагу. Он должен быть уверен на 100%, что Руководство Генерирующей компании сделало всё возможное и невозможное для безопасной работы, т.к. это психологическое состояние невольно сказывается и на результатах труда.

Человек боится совершить ошибку, следовательно, снижается его инициативность. Но ведь оператор вынужден постоянно принимать решения, которые зачастую не прописаны в регламентах. А если он боится, то, как правило, принимается не оптимальное решение, а безопасное для себя, по его же субъективному мнению. Но в данном случае Генерирующие компании, естественно, теряют прибыль. А ведь это всё равно не является гарантией от возникновения аварии в любой момент.

Таким образом, Генерирующие компании теряют огромную прибыль по многим следующим факторам: постоянный перерасход топлива, возможная авария на электростанции, психология эксплуатационного персонала подсознательно не чувствует свою безопасность. Вот, если бы оператор имел бы постоянно диалог с советующей Системой, которая подсказывала бы ему на его ошибки или предлагала бы ему наиболее правильные решения, тогда и человек бы действовал инициативней, а, следовательно, и прибыльней для Генерирующей компании в целом.

И со всем этим легко справится система Smart-MES. Она обеспечит полную ликвидацию неконтролируемого перерасхода топлива, она заблаговременно предупредит о любой Аварийной Ситуации, она выдаст наилучший совет эксплуатационному персоналу.