Tartalom
Vezénylők az atomerőművekben
Túri Tamás MVM Paks II. Zrt.
BME NTI 2014.05.08.
• • • • • •
A Vezénylők helye az atomerőművekben Vezénylői evolúció Vezénylők tervezése Kutatás, fejlesztés a vezénylők területén Gyakorlati ergonómia Új blokkok vezénylői
BME NTI 2014.05.08.
2
Vezénylőt tervező csapat kompetenciái
Vezénylők tervezése
Funkcionális tervezés Információ gazdag kép
BME NTI 2014.05.08.
• 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 BME NTI 2014.05.08.
4
Funkcionális tervezés
A blokk folyamatirányító rendszerének funkcionális modellje
KU
IEC 61839 BME NTI 2014.05.08.
5
Az üzemeltetési célok lebontogatása (IEC 61839)
BME NTI 2014.05.08.
6
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 BME NTI 2014.05.08.
7
BME NTI 2014.05.08.
8
Funkciók elosztása ember és gép között
Iránymutatás a funkciók elosztásához
Jellemzők
• • • •
Mindenképpen automatizálandó Jobb, ha automatikus Az operátor kezébe kell adni Meg lehet osztani ember és gép között
BME NTI 2014.05.08.
9
Tartalék vezénylő
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
BME NTI 2014.05.08.
10
Az emberi teljesítmény összehasonlítása
• 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
• 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?
HRA data: 1 team’s different handling of very similar LOCAs
BME NTI 2014.05.08.
11
BME NTI 2014.05.08.
12
Fejlesztés, célkitűzés
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
•Célkitűzés •Tervezési példa •Vezénylők BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
Skill, Rule, Knowledge Modell
14
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
BME NTI 2014.05.08.
15
BME NTI 2014.05.08.
16
Olaj fúrótorony szeparátora
Egy szeparátor hagyományos megjelenítése 17
BME NTI 2014.05.08.
building block
BME NTI 2014.05.08.
18
building block Felső figyelmeztetési érték
Felső beavatkozási érték
Aktuális érték
Felső figyelmeztetési tartomány
A figyelmeztetési tartományban az aktuális érték piros lesz
Alapjel
Normál tartomány
Integrált trend
Alsó figyelmeztetési tartomány
Alsó beavatkozási érték
Alsó figyelmeztetési érték
BME NTI 2014.05.08.
19
BME NTI 2014.05.08.
20
Szeparátorok
3 fázisú szeparátor
2 fázisú szeparátor
Bölcsességek
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)
BME NTI 2014.05.08.
21
Nagy képernyők alkalmazási területe
BME NTI 2014.05.08.
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
BME NTI 2014.05.08.
23
BME NTI 2014.05.08.
22
Development simulator in 2003
BME NTI 2009.04.16
BME NTI 2014.05.08.
Development simulator in 2007
BME NTI 2014.05.08.
25
BME NTI 2014.05.08.
Development simulator September 2008
BME NTI 2014.05.08.
Technical
Emulated MBU of and QDS screens RPS at development simulator
• How will it look like?
BME NTI 2014.05.08.
Old SMS in the simulator
Different Statuses in case of a 3 step reconstruction Year 0
Year 1
Year 2
Year 3
Year 4
Year 5
Year 6
Unit1
A
B
C
D
D
D
D
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
35
SMS in the simulator
36
New SMS in the simulator Kutatás, fejlesztés a vezénylők területén
•Virtuális valóság •Kiterjesztett valóság •Cockpit
BME NTI 2014.05.08. 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 BME NTI 2014.05.08.
39
BME NTI 2014.05.08.
40
Antropometria
BME NTI 2014.05.08.
41
BME NTI 2014.05.08.
3D vizualizálási technikák, Viselhető eszközök
42
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 BME NTI 2014.05.08.
43
IFE/HAMMLAB BME NTI 2014.05.08.
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
BME NTI 2014.05.08.
45
Virtuális valóság
Decommissioning planning by VR Control room design and V&V by VR
BME NTI 2014.05.08.
Kiterjesztett valóság
• A valós környezet látványába illeszthetünk adatokat, képeket stb. • A pozíció és a tekintet irányának érzékelésével az éppen látott tárgyakról adhatunk információt • Dozimetriai viszonyok megjelenítése a helyszínen • Terepi operátorok
Collaborative virtual environments
Training by VR
BME NTI 2014.05.08.
46
BME NTI 2014.05.08.
augmented reality
BME NTI 2014.05.08.
Kiterjesztett valóság
49
Virtuális valóság és kiterjesztett valóság (VR, AR)
BME NTI 2014.05.08.
50
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
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
52
Cockpit
BME NTI 2014.05.08.
Vezénylőt közvetlen a fejre
53
EPR
EPR
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
55
BME NTI 2014.05.08.
54
Rossz példák
Gyakorlati ergonómia
BME NTI 2014.05.08.
Rossz példák
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
58
Rossz példák
DARLINGTON
59
BME NTI 2014.05.08.
60
Rossz példák
Tervezési példa Gázfogadó állomás felújítás előtti állapotban 18 db 70” hátulról világított megjelenítő
BME NTI 2014.05.08.
61
Tervezési példa
BME NTI 2014.05.08.
62
Tervezési példa Ergonómia tervező javaslata
Csere egy az egyben típusú „ötletek”
BME NTI 2008.04.27
BME NTI 2014.05.08.
63
BME NTI 2014.05.08.
64
Tervezési példa
Tervezési példa
1. lépés
2. lépés
BME NTI 2014.05.08.
65
BME NTI 2014.05.08.
66
67
BME NTI 2014.05.08.
68
Ergonómia
BME NTI 2014.05.08.
Ergonómia
• • • • • • •
A környezet és az ember kölcsönhatása
Jó közérzet Kényelem Hatékonyság Motiváció Stressz mentesség Koncentráció Harmóniában a technológiával
BME NTI 2014.05.08.
• • • • • • • • • • •
69
Bútorok
Hőmérséklet Páratartalom Nyomás Levegő mozgás Fény, színárnyalatok, kontraszt Zaj, hang Térérzet Mozgás igény Egyszerűség, átláthatóság Információ biztosítás (figyelemfelkeltés, emészthető mennyiség,…) Stb.
BME NTI 2014.05.08.
70
Mikroklíma
Asztal
Tárgyaló
Szék Egyebek BME NTI 2014.05.08.
71
BME NTI 2014.05.08.
72
Operátori asztal
Operátori munkahely
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
Látószögek
BME NTI 2014.05.08.
74
Központi (alarm) hangszóró
75
BME NTI 2014.05.08.
76
Irányított hangszóró és nagy frekvenciás világítás
BME NTI 2014.05.08.
77
Motorosan állítható magasságú asztal
BME NTI 2014.05.08.
78
PC-k eltávolítása
Motorosan állíthat pozíciójú monitorok
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
BME NTI 2014.05.08.
79
BME NTI 2014.05.08.
Az operátori munkaállomáshoz fejlesztett billentyűzet
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
EOW-X2
BME NTI 2014.05.08.
BME – Jelenlegi reaktorvezénylő alaprajza
82
Vezénylő lehetőség – 1(2)
83
BME NTI 2014.05.08.
84
Vezénylő lehetőség– 2(2)
Új blokkok vezénylői
BME NTI 2014.05.08.
85
Általános
BME NTI 2014.05.08.
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
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
Flamanville simulator
Wetinghouse
BME NTI 2014.05.08.
Olkiluoto Simulator
89
BME NTI 2014.05.08.
Idaho Falls National Laboratory
2011, July
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
92
Idaho Falls
BME NTI 2014.05.08.
Vniias, Poligon 2013
93
Vniias, Poligon 2013
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
94
Vniias, Poligon 2013
95
BME NTI 2014.05.08.
96
Vniias, Poligon 2013
BME NTI 2014.05.08.
Vniias, Poligon 2013
97
Vniias, Poligon 2013
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
98
Vniias, Poligon 2013
99
BME NTI 2014.05.08.
100
Orosz fejlesztés 1/4
Vniias, Poligon 2013
BME NTI 2014.05.08.
101
Orosz fejlesztésfejlesztett 2/4 Az operátori munkaállomáshoz billentyűzet
Sivokon V.P., JSC “SNIIP”, Rosatom Corp. Konoplev N.P. , AKME-Engineering Moscow-Vienna, May 2013
BME NTI 2014.05.08.
Sivokon V.P., JSC “SNIIP”, Rosatom Corp. Konoplev N.P. , AKME-Engineering Moscow-Vienna, May 2013
BME NTI 2014.05.08.
Orosz fejlesztésfejlesztett 3/4 Az operátori munkaállomáshoz billentyűzet
Sivokon V.P., JSC “SNIIP”, Rosatom Corp. Konoplev N.P. , AKME-Engineering Moscow-Vienna, May 2013
BME NTI 2014.05.08.
Orosz fejlesztésfejlesztett 3/4 Az operátori munkaállomáshoz billentyűzet
Sivokon V.P., JSC “SNIIP”, Rosatom Corp. Konoplev N.P. , AKME-Engineering Moscow-Vienna, May 2013
BME NTI 2014.05.08.
BME NTI 2014.05.08.
Dolgozó operátor
Tianwan
BME NTI 2014.05.08.
Novovoronyezsi látványterv
107
BME NTI 2014.05.08.
106
