Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность реакторов и установок ЯТЦ»

Все доклады секции


РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ИДЕНТИФИКАЦИИ СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ

Денькин Р.В.

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики

В современном обществе все большую роль занимают сложные технологические системы. Подобные системы характерны для производственных и сервисных предприятий, таких как заводы, электростанции, телекоммуникационные и электрические сети и прочее. Технологические процессы, протекающие в сложных системах необходимо держать под контролем, так как выход системы из нормального режима работы или, тем более, сбой системы могут привести к серьезным экономическим, экологическим и прочим потерям.

Процесс контролируется с помощью технологических датчиков, регистрирующих те или иные его характеристики. Например, для реактора АЭС это могут быть температура и давление в контурах системы охлаждения.

Датчики, контролирующие технологический процесс, обычно находятся внутри установки и зачастую невозможно проверить их состояние без остановки системы для диагностики или ремонта.

С целью предотвращения поступления в контролирующие системы показаний с неисправных датчиков разработан метод идентификации состояния технологических датчиков по показаниям нескольких датчиков, измеряющих одну и ту же величину, либо по результатам косвенных измерений одной величины с помощью датчиков разных типов. Например, температуру хладагента можно измерять как непосредственно, так и по давлению в системе охлаждения, реактивности, массовому расходу.

Разработанный метод состоит из двух методик, одна из которых является мгновенной, то есть может давать заключение о неисправности датчиков по единичному (за один цикл измерений) набору показаний. Однако эта методика исходит из предположения о высокой надежности датчиков, и, как следствие, допускает выход из строя только одного датчика. Для случая множественного выхода датчиков из строя используется методика, основанная на собранной статистике показаний датчиков, и, как следствие, обладающая некоторой инерционностью.

Первая методика, не обладающая инерцией, устанавливает для показаний каждого из датчиков (либо вычисленной косвенно величины) критическую область значений измеряемой величины. Ширина этой критической области вычисляется с помощью модели группового измерения величины, которая представляет собой композицию случайного распределения непосредственно значений величины по разным датчикам (даже расположенные рядом идентичные датчики могут давать незначительно различающиеся показания), а также случайный процесс погрешности измерений. Положение критической области в пространстве возможных значений параметра устанавливается по наиболее близким показаниям датчиков за исключением предполагаемого неисправного (с наиболее отличающимися показаниями).

Вторая методика заключается в сравнении выборок значений, полученных за определенный момент времени с одного из датчиков, с показаниями остальных датчиков. В методике проверяется гипотеза о том, что математическое ожидание показаний одного датчика совпадает с математическим ожиданием показаний остальных датчиков с заданным уровнем значимости. Так как в данной методике используется аппарат математической статистики, методика обретает инерционность, то есть обнаружение неисправности датчика произойдет после накопления необходимого количества данных.

Применение двух разработанных методик для проверки состояния технологических датчиков позволяет не только обнаруживать их неисправности, но и предоставляет научно-обоснованный критерий для принятий мер к непосредственной проверке датчиков, использованию методик диагностики и ремонта системы, связанных с выводом установки из нормального режима работы либо ее остановки.