42
СТА 3/2013
СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯКОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
www.cta.ru
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В 2008 году ФГУП «ПО «Маяк» сталоплощадкой для разработки и первоговнедрения автоматизированной систе-мой непрерывного мониторинга ядер-но и радиационно опасных объектов игрузов (АСМЯРОГ). АСМЯРОГ разра-ботана в соответствии с «Программойразвития отраслевой автоматизирован-ной системы непрерывного комплекс-ного мониторинга ядерно и радиацион-но опасных объектов и грузов до 2010года и на перспективу до 2015 года» ивпоследствии должна охватить всеядерно и радиационно опасные объ-екты Госкорпорации «Росатом» с цент-ром во ФГУП «Ситуационно-кризис-ный центр Росатома».
Целями создания системы являются:1)предупреждение и локализация угроз,
снижение рисков нанесения вредажизни и здоровью персонала предпри-ятия, населения прилегающих районоврасположения ядерно и радиационноопасных объектов предприятия за счётпредупреждения и снижения послед-ствий аварий и инцидентов;
2)снижение экологических рисков дляокружающей среды за счёт своевре-менного выявления потенциальныхисточников загрязнения и их локали-зации.АСМЯРОГ предназначена для обес-
печения комплексного оперативного мо-ниторинга состояния ядерной, радиа-ционной, экологической, пожарной без-опасности, энергообеспечения отрасли,
радиационного и метеорологическогоконтроля санитарно-защитных зон и зоннаблюдения, а также передачи оператив-ных данных в отраслевой центр АСМЯ-РОГ ФГУП «СКЦ Росатома» по защи-щённому каналу связи.
СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Архитектура системы имеет иерархи-ческую структуру:1)верхний уровень – общий для всего
объекта мониторинга;2)нижний уровень – комплекс типовых
программно-технических средств.
Типовая архитектура системы пред-ставлена на рис. 1.
В состав системы входят:1)типовой центр комплексного мони-
торинга и оперативного управленияобъектового уровня (ЦКМ);
2)типовые центры комплексного мо-ниторинга и оперативного управле-ния уровней подразделений и заводов(ЦКЗ);
3)типовые контроллеры сбора пара-метров безопасности (КСПБ) с ин-формационных и контрольныхподсистем объектового уровня инепосредственно с датчиков техно-
Сергей Маркин, Илья Падилько, Артём Наумчак, Евгений Левин
В статье описаны основные характеристики автоматизированной системы непрерывногомониторинга ядерно и радиационно опасных объектов и грузов (АСМЯРОГ), котораясоздавалась на ФГУП «ПО «Маяк» с 2008 по 2012 год и продолжает развиваться.Представлены основные функции, состав комплекса технических средств, составпрограммного обеспечения и основные результаты внедрения.
Автоматизированная системанепрерывного мониторингаядерно и радиационноопасных объектов и грузов
ФГУП «СКЦ РОСАТОМА»
Защищённый канал передачи информации
Комплексная базаданных предприятия
Системыи средства
телекоммуникаций
…
Центр комплексногомониторингаи оперативногоуправленияуровня подразделения
Центр комплексногомониторингаи оперативногоуправленияуровня подразделения
Контроллерсбора параметров
безопасности
Локальнаябаза данных
Средстваввода/вывода
Контроллерсбора параметров
безопасности
Центр комплексного мониторингаи оперативного управления
объектового уровня
Локальнаябаза данных
Средстваввода/вывода
Рис. 1. Типовая архитектура системы АСМЯРОГ
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы
43
СТА 3/2013 www.cta.ru
логических установок, аппаратови т.п.;
4)системы и средства телекоммуника-ций, сбора, передачи данных и опове-щения.
Центр комплексногомониторинга
В состав ЦКМ входят вычислитель-ный узел (ВУ) и автоматизированныерабочие места (АРМ).
ВУ ЦКМ выполняет функции накоп-ления, хранения, статистической обра-ботки массивов данных, резервного ко-пирования и передачу данных во ФГУП«СКЦ Росатома». ВУ является модуль-но компонуемым и конструктивно за-конченным устройством.
Состав основных техническихсредств ВУ ЦКМ:1) конструктив шкафа со встроенной
системой вентиляции фирм Rittal иSchroff;
2) два двухпроцессорных сервера серииProliant DL380 G5 фирмы Hewlett-Pa-ckard;
3) источники бесперебойного питанияфирм MGE и APC;
4) два 8-портовых управляемых Ether-net-коммутатора серии EDS-408 фир-мы Moxa;
5) KVM-консоль серии SMK-580Rфирмы ACME Portable Corp.Качественные характеристики ВУ
ЦКМ:1) возможность подключения к
встроенной локальной консоли KVMдо восьми серверов ;
2) поддержание работоспособности уст-ройства не менее 10 минут и сохран-ность информации при потере пита-ния;
3) активная вентиляция шкафа;4) возможность быстрого доступа к обо-
рудованию через переднюю или зад-нюю дверь;
5) резервированный комплекс техниче-ских средств;
6) степень защиты от проникновениятвёрдых тел IP40 по ГОСТ 14254 80;
7) соответствие классу безопасности 4Нпо ОПБ 88/97;
8) по способу защиты человека от пора-жения электрическим током соответ-ствие требованиям класса 1 согласноГОСТ 12.2.007.0-75;
9) соответствие II группе исполненияустройств по устойчивости к электро-магнитным помехам по ГОСТ Р50746-2000 и критерию А качествафункционирования.Внешний вид ВУ ЦКМ представлен
на рис. 2.
Автоматизированноерабочее место
АРМ ЦКМ предназначено для ото-бражения и сигнализации о состоя-нии параметров безопасности (ПБ)охваченных системой ядерно и радиа-ционно опасных производств пред-приятия. Основными функциями АРМЦКМ и ЦКЗ являются:1) оперативное отображение ПБ;2)своевременное предупреждение де-
журного персонала о выходе ПБ зарегламентные или аварий-ные границы;
3)ручной ввод информа-ции;
4)просмотр архивных дан-ных;
5)подготовка и вывод отчё-тов тревог.Состав основных техниче-
ских средств АРМ ЦКМ иЦКЗ:1) источник бесперебойного пи-
тания фирмы MGE;2) рабочая станция серии V582
производства ЗАО «Уральскийзавод вычислительной техники»;
3) монитор фирмы NEC;
4) принтер фирмы Hewlett-Packard.Внешний вид АРМ ЦКМ и ЦКЗ
представлен на рис. 3.
Контроллер сборапараметров безопасности
Все КСПБ в АСМЯРОГ отвечают заполучение информации от объектовмониторинга. КСПБ имеют информа-ционную связь с ЦКМ посредством об-щей шины обмена данными, котораяреализована на базе вычислительнойсети предприятия (ВСП) и локальныхвычислительных сетей (ЛВС) подразде-лений в виде изолированной инфра-структуры обмена данными.
КСПБ применяется в составе АСМЯ-РОГ для1) обеспечения функций опроса подси-
стем контроля состояния безопасно-сти ядерно и радиационно опасныхобъектов;
2) ведения базы данных о состоянии ПБконтрольных технологических си-стем;
3) регистрации изменения состоянияПБ контрольных технологическихсистем;
4) отображения информации о состоя-нии ПБ;
5)приёма информации о состоянии ПБот технологических систем в видедвоичных сигналов постоянного токанапряжением +24 В;
6)приёма информации о состоянии ПБв виде данных от подсистем контроляпо локальный вычислительной сети;
7)формирования выходного сигнала обаварийном состоянии ПБ.В зависимости от степени распреде-
лённости системы на нижнем уровне
Рис. 2. Внешний вид ВУ ЦКМ АСМЯРОГ
Рис. 3. Внешний вид АРМ ЦКМ
и ЦКЗ АСМЯРОГ
АСМЯРОГ возможно применениеКСПБ в нескольких исполнениях:1)КСПБ-01, который выполнен на ба-
зе напольной электротехническойстойки с устройством отображения,хранения и обработки информации;
2)КСПБ-02, который выполнен набазе настенного электротехниче-ского шкафа без устройства отобра-жения, хранения и обработки ин-формации.В структуре АСМЯРОГ помимо пере-
численных функций КСПБ-01 выпол-няет функцию передачи информации осостоянии ПБ, данных об изменении ихсостояния на вычислительный узел ти-пового центра комплексного монито-ринга и оперативного управления объ-ектового уровня. КСПБ-02 выполняетфункцию передачи информации наконтроллер сбора параметров безопас-ности КСПБ-01.
КСПБ построены на базе комплексатехнических средств промышленнойавтоматизации фирмы MOXA. В каче-стве устройства связи с объектом (УСО)применена модульно компонуемая си-стема ввода/вывода с возможностьюрасширения серии ioLogik 4000. В базо-вом исполнении УСО КСПБ способнообрабатывать до восьми дискретныхсигналов уровня 24 В постоянного токаи имеет 4 дискретных канала управле-ния нагрузкой до 2 А. По требованиямзаказчика возможна установка до 32 мо-дулей УСО, на базе которых реализуетсяввод/вывод:
1)до 512 дискретных сигналов (24 В по-стоянного тока, 110 В, 240 В перемен-ного тока);
2)до 124 аналоговых сигналов (от 4 до20 мА, от 0 до 10 В, терморезистор,термопара).Подключение внешних сигналов осу-
ществляется непосредственно к моду-лям ввода/вывода.
В КСПБ предусмотрена возможностьполучения данных от сторонних техно-логических систем и систем управле-ния базами данных по сетевому интер-фейсу.
Технические характеристики КСПБСостав основных технических
средств КСПБ-01:1)конструктив шкафа фирм Rittal и
Schroff;2)модульная система ввода/вывода сиг-
налов серии ioLogik 4000;3)панельный компьютер модели TPC-
1570H фирмы Advantech;4)8-портовый управляемый Ethernet-
коммутатор серии EDS-408;5)источник бесперебойного питания
фирмы MGE.Качественные характеристики КСПБ:
1)соответствие степени защиты IP40 отпроникновения твёрдых тел по ГОСТ14254 80;
2)соответствие классу безопасности 4Нпо ОПБ 88/97;
3)по способу защиты человека от пора-жения электрическим током соответ-ствие требованиям класса 1 согласноГОСТ 12.2.007.0-75;
4)соответствие II группе исполненияустройств по устойчивости к электро-магнитным помехам по ГОСТ Р50746-2000 и критерию А качествафункционирования.Внешний вид КСПБ-01 представлен
на рис. 4.
СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Программное обеспечение (ПО) си-стемы условно делится на системное иприкладное.
Системное ПО – это комплекс про-грамм, предназначенных для органи-зации вычислительного процесса и ре-шения общих задач обработки инфор-мации.
Прикладное ПО – это совокупностьпрограмм, разработанных при созданиисистемы для реализации её конкретныхфункций.
В состав системного ПО ВУ ЦКМвходят:
1)операционная система (ОС) MSWindows Server 2003 R2 Standard Edi-tion (сертифицированная по требо-ваниям безопасности информацииФедеральной службы по техниче-скому и экспортному контролю –ФСТЭК);
2)система управления базами данных(СУБД) ЛИНТЕР версии 6.0 (серти-фицированная по требованиям без-опасности информации ФСТЭК);
3)интегрированный пограничныйшлюз безопасности MS ISA Server2006 Standard Edition (сертифициро-ванный по требованиям безопасно-сти информации ФСТЭК);
4)антивирусное ПО.В состав системного ПО КСПБ вхо-
дят:1)ОС MS Windows XP Professional SP3
(сертифицированная по требованиямбезопасности информации);
2)СУБД ЛИНТЕР версии 6.0 (сертифи-цированная по требованиям безопас-ности информации);
3)антивирусное ПО.В состав системного ПО АРМ входят:
1)ОС MS Windows XP Professional SP3(сертифицированная по требованиямбезопасности информации);
2)подключаемый модуль Silverlight;3)антивирусное ПО.
СУБД ЛИНТЕР – это комплекс про-грамм, обеспечивающих поддержку ре-ляционной модели данных производ-ства ЗАО НПП «РЕЛЭКС».
Microsoft Silverlight – это подключае-мый программный модуль, используе-мый в браузере Internet Explorer для рас-ширения возможностей отображенияWeb-приложений. Silverlight разработандля создания сложных сценариев вос-произведения мультимедиа и созданиянасыщенных интерактивных Интер-нет-приложений.
База данных (БД) – это файлы хране-ния данных, имеющие специальныйформат и находящиеся под управлени-ем СУБД ЛИНТЕР. К БД также отно-сятся триггеры, хранимые процедуры ипредставления – объекты, необходи-мые для обработки данных, хранящих-ся в файлах БД. Базы данных относятсяк прикладному ПО.
Интерфейс системы реализован с ис-пользованием возможностей Net Fra-mework, Silverlight, Microsoft IIS (Inter-net Information Service). Он предусмат-ривает работу пользователя в Web-ин-терфейсе в диалоговом режиме с ис-пользованием экранов, клавиатуры,44
СТА 3/2013
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы
www.cta.ru
Рис. 4. Внешний вид КСПБ-01 АСМЯРОГ
ручного манипулятора мышь и/илисенсорного экрана.
В системе существует разграничениедоступа к отображаемым экранам и раз-решённым операциям в зависимости отполномочий пользователей. АСМЯРОГв целом аттестована на соответствиеклассу 1Г по требованиям нормативныхдокументов ФCТЭК к защите конфи-денциальной информации.
На обзорном экране текущее состоя-ние объектов мониторинга отображает-ся обобщёнными индикаторами ава-рийной обстановки. В зависимости отцвета и состояния индикатора операторАСМЯРОГ делает вывод о ситуации наобъекте мониторинга.
Экран «Текущие события» предна-значен для отображения списка послед-них событий всех ПБ выбранного объ-екта мониторинга. Каждой строке втаблице текущих событий соответству-ет цвет фона и цвет текста, которыйопределяется сочетанием состоянияобъекта мониторинга и качества ПБ.
Экран «Архив значений» предназна-чен для отображения истории измене-ния текущих значений ПБ выбранногообъекта мониторинга.
Экран «Блокировки параметров без-опасности» предназначен для отобра-жения состояния блокировок ПБ вы-бранного объекта мониторинга.
Примеры экранов интерфейса приве-дены на рис. 5–6.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ
Программно-технический комплекссистемы обеспечивает возможностьмасштабирования системы для обес-печения увеличения объёма и методовмониторинга ПБ подразделений пред-приятия и обеспечения контроля иуправления вводимых в систему допол-нительных средств отображения и опо-
вещения персонала предприятия и на-селения прилежащих территорий.
АСМЯРОГ получает данные о состо-янии ПБ предприятия от следующихлокальных систем контроля в оператив-ном режиме:1)автоматизированной системы конт-
роля радиационной обстановки, осу-ществляющей контроль радиацион-ной обстановки зоны наблюденияФГУП «ПО «Маяк»;
2)системы аварийной сигнализации овозникновении самоподдерживаю-щейся цепной реакции, осуществ-ляющей контроль параметров ядер-ной безопасности;
3)автоматизированной системы радиа-ционного контроля, осуществляю-щей контроль радиационных пара-метров;
4)автоматизированных систем управле-ния технологическими процессами;
5)системы автоматической пожарнойсигнализации;
6)системы контроля безопасностиэнергообеспечения.В системе предусмотрена возмож-
ность гибкой индивидуальной настрой-ки логики обработки сигнала об изме-нении ПБ с целью реализации обес-печения автоматического или автома-тизированного механизма передачи ин-формации, многоступенчатого квити-рования событий оперативным персо-налом и использования локальных ПБ,сведения об изменении которых не тре-буется передавать далее на верхний поиерархии уровень.
В рамках опытной эксплуатации си-стемы на семи объектах предприятиябыли собраны конструктивные предло-жения эксплуатирующих подразделе-ний по оптимизации интерфейса и до-полнительным функциям системы, втом числе по оптимизации таких опе-раций, как сортировка и фильтрация
событий, а также по контролю состоя-ния технических средств и связей меж-ду ними.
РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ
СИСТЕМЫ
Внедрение АСМЯРОГ на ФГУП «ПО«Маяк» позволило достичь следующихрезультатов:1)значительно увеличена эффектив-
ность работы магистральных линийпередачи данных ВСП за счёт внедре-ния промышленного коммуникаци-онного оборудования;
2)повышена оперативность реакцииперсонала на возникающие события;
3)снижена вероятность возникновенияаварийных событий за счёт непре-рывного мониторинга ПБ;
4)оптимизированы алгоритмы работылокальных систем безопасности;
5)повышена эффективность организа-ционно-технических механизмов вза-имодействия оперативного персона-ла подразделений предприятия;
6)создана платформа, охватывающаявсё предприятие, что позволит в даль-нейшем внедрять корпоративные си-стемы любого назначения.В настоящее время ФГУП «ПО
«Маяк» готово предложить свои услугикак в качестве интегратора АСМЯРОГпод ключ, так и по изготовлению от-дельных типовых элементов систем не-прерывного мониторинга.
На базе технологий и решений, внед-рённых при создании АСМЯРОГ,ФГУП «ПО «Маяк» планирует создатьинтегрированную комплексную систе-му контроля безопасности и охватитьею все аспекты, характеризующие без-опасное состояние предприятия (со-стояние охраны труда, выполнение тре-бований промышленной безопасностии т.п.). �
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы
45
СТА 3/2013 www.cta.ru
Рис. 5. Экран архива значений АСМЯРОГ Рис. 6. Экран блокировок АСМЯРОГ