Embedded Information System : Hardware Controller Implementation Of Candu Nuclear Power Plant Shutdown System

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Implementasi pada fungsi logik yang terhubung dengan sistem shutdown pada pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) Candu adalah fokus dari proyek ini. Aspek eksperimental dari pekerjaan ini termasuk pengembangan program pengendalian berbasis embedded dalam sistem shutdown dari PLTN Candu. Metode ini memungkinkan sistem shutdown untuk beroperasi terpisah dan independen satu dari yang lain dan dari sistem proses sebagai suatu keharusan utama untuk sistem keamanan. Tes fisik lingkungan dirancang untuk mensimulasikan pengukuran detektor fluks dalam-core (ICFD) dan ruang ion (I/C) sinyal. Fungsi dan mekanisme perjalanan waktu diuji dalam metode ini dan dibandingkan dengan peraturan. Logika Programmable dan pengendali proses yang digunakan dalam percobaan ini menyediakan Triple
Modular Redundant (TMR) arsitektur.
Untuk tujuan ini, mekanisme voting digunakan pada pelaksanaan program pengendalian pada setiap saluran independen. Sistem kontrol mampu transient dan deteksi kesalahan steady-state melalui tiga desain berlebihan pada sistem kontrol.
Berbagai kondisi embedded dan skenario yang bereksperimen terhadap desain logika menggunakan luas berbagai spesifikasi parameter untuk mengevaluasi sistem pengendalian yang dirancang. Tujuan utama dari proyek percobaan adalah untuk menganalisis karakteristik dan merespon keandalan sistem shutdown diimplementasikan pada kontroler perangkat keras dan perbandingan terhadap saat implementasi dan persyaratan peraturan.
Tricon sistem Shutdown akan mengontrol parameter reaktor dan melindungi embedded dari simulasi kecelakaan. Sebuah proses Update Sistem Informasi data dari kontrol Tricon dan perlindungan memanfaatkan sistem berkecepatan tinggi berlebihan triple Data Interface. Redundansi triple memastikan bahwa data dapat terpilih dalam sistem. Sesar Indikator Sistem monitor parameter dalam berbagai kondisi di pabrik, seperti suhu, aliran, dan tekanan, untuk mendeteksi jika mereka di bawah atau di atas set point tertentu. Jika rentang diterima dilanggar, sistem Tricon mengirimkan sinyal ke algoritma kontrol untuk mengambil tindakan yang diperlukan. Sistem Tricon juga mengirim sinyal ke indikator Fault. Sistem shutdown digital terdiri dari tiga saluran data, semua berpartisipasi dalam perhitungan metode serta suara final. Sistem Tricon menerima input analog dan digital dari sensor tekanan air, tingkat, dan temperatur di inti reaktor itu. Dalam hal ini eksperimen sebuah testbench fisik dibuat untuk mensimulasi informasi diterima dari sensor di pembangkit listrik tenaga nuklir yang sebenarnya. Hasil dihitung dan tertulis kepada tiga jalur keluaran digital, yang terhubung ke testbench fisik simulasi pompa dan katup. Logika diimplementasikan dalam controller hardware didorong dari Sistem Shutdown # 1 (SDS1) untuk pembangkit listrik tenaga nuklir CANDU. Rincian logika dan pelaksanaannya akan menyusul dalam tulisan ini.

1.2 Rumusan Masalah
Dari uraian di atas, penulis mencoba untuk mendalami Embedded Information System yang terdapat pada Candu Shutdown System.

1.3 Pembatasan Masalah
Paper ini hanya akan membahas spesifikasi sistem dari Hardware Controller Implementation Of Candu Nuclear Power Plant Shutdown System.

1.4 Tujuan Pembahasan
Pembahasan Candu Shutdown System ini bertujuan untuk:
a. Agar dapat mengetahui hardware apa saja yang terdapat dalam sistem tersebut
b. Dapat mengetahui spesifikasi sistem pada embedded information system.
c. Memenuhi tugas mata kuliah Sistem Informasi Manajemen

1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan paper ini adalah :
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Pembatasan Masalah
1.4 Tujuan Pembahasan
1.5 Sistematika Penulisan

BAB II METODOLOGI
2.1 Konsep Dasar
2.2 Hardware

BAB III PEMBAHASAN
3.1 Spesifikasi Sistem
3.2 Tes yang dilakukan

BAB IV PENUTUP
4.1 Simpulan
4.2 Saran

BAB II
METODOLOGI

2.1 Konsep Dasar
Sistem shutdown 1 (SDS1) adalah independen, mampu secara penuh, system shutdown pasif. Hal ini dirancang sedemikian sehingga jika sebuah komponen dari sistem shutdown gagal, sisa sistem ini baik mampu melakukan fungsinya, atau secara otomatis diaktifkan untuk shutdown reaktor. Independensi SDS1 dengan logika keselamatan lainnya kritis di pembangkit listrik tenaga nuklir Candu seperti SDS2 dan sistem kontrol adalah persyaratan peraturan. Untuk alasan ini, hardware controller dipilih untuk implementasi sepenuhnya independen melakukan pengolahan data pada setiap saluran untuk memenuhi persyaratan peraturan ini. Set parameter simulasi oleh testbench fisik ini dirancang untuk mewakili shutdown parameter yang digunakan dalam pembangkit listrik tenaga nuklir Candu 6. Bangku tes fisik digambarkan dalam bagian berikut tulisan ini.
Perjalanan parameter disimulasikan oleh testbench fisik adalah sebagai berikut:
1. High Neutron Power
2. High Rate of Rise of Neutron Power
3. High Coolant Pressure
4. Low Coolant Pressure
5. High Building Pressure
6. Low Steam Generator Level
7. Low Pressurizer Level
8. High Moderator Temperature
9. Low Coolant Flow
10. Low Steam Generator Pressure

Setelah nilai parameter dikumpulkan untuk perjalanan di atas dikumpulkan oleh controller perangkat keras, controller membandingkan nilai-nilai untuk mengatur titik yang telah ditetapkan pada logika controller untuk setiap
tingkat kekuasaan tertentu dan menghasilkan keputusan yang tepat. Pada gilirannya, keputusan tersebut dipindahkan ke instrumen shutdown SDS1. Logika asli yang ditetapkan untuk SDS1 kompatibel dengan hardware pengendali di mereka berdua menggunakan logika Dua-Out-of-Tiga. Ada tiga jalur perjalanan yang berbeda, D, E dan F digunakan di SDS1. Setiap saluran telah sepenuhnya independen dan terpisah secara fisik pasokan listrik, perjalanan parameter sensor dan logika instrumentasi perjalanan. Saluran-saluran terpisah yang disimulasikan sebagai pasokan daya dipisahkan terhubung ke controller melalui testbench fisik. Tiga analog input saluran pengendali perangkat keras yang digunakan untuk menerima data dari semua saluran.
Logika Dua-Out-of-Tiga menyiratkan bahwa jika ada dua saluran memuaskan ada perjalanan kondisi sistem akan mengirimkan sinyal ke batang penutup untuk dibuang. Mekanisme suara diimplementasikan dalam perangkat keras pengontrol yang akan digunakan pada saat pengolahan data dalam tiga independen pelaksanaan unit.
Perintah shutdown diproduksi sebagai keluaran digital sederhana satu menempati digital saluran output controller hardware. Dalam implementasi nyata dari, SDS 1 digital output yang dihasilkan oleh controller hardware akan dikirim ke batang penutup untuk dibuang ke moderator. Logika Dua-Out-of-Tiga, tidak hanya memungkinkan untuk perbandingan sinyal untuk lebih akurat
keputusan, juga menyediakan fasilitas untuk satu saluran yang akan diuji online tanpa perjalanan reaktor. Kemampuan ini juga telah diintegrasikan ke controller hardware yang digunakan dalam proyek ini. Setiap unit pengolahan pada perangkat keras pengontrol dapat digantikan, diperbaiki atau diuji secara online. Ini berarti setiap modul prosesor dapat dihapus dari controller sedangkan data perolehan di proses dan dua lainnya prosesor akan mengambil alih dan lanjutkan dengan pengolahan tanpa gangguan terdeteksi dalam proses eksekusi data.
Untuk mensimulasikan realistis pelaksanaan perjalanan reaktor, interval waktu yang ditentukan untuk Candu 6 pembangkit listrik tenaga nuklir digunakan dalam pelaksanaan logika. Setelah 2 detik dari generasi dari perintah shutdown ke batang, batang diasumsikan sepenuhnya dimasukkan ke dalam
moderator dan parameter perjalanan yang telah ditetapkan terkait dengan kondisi shutdown menimpa input analog dari bangku tes untuk shutdown logika.

1.2. Hardware
Tricon Programmable Logic Controller (PLC) digunakan untuk mengontrol aplikasi dan shutdown di beberapa industri termasuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Controller Tricon menyediakan Triple Modular Redundant (TMR) arsitektur yang membuat PLC ini sangat kompatibel dengan shutdown system diterapkan di Candu Power embedded Nuklir. Setelah pelaksanaan program pengendalian, mekanisme voting digunakan antara semua independen
saluran. Sistem kontrol mampu transient dan deteksi error steady-state melalui
triple desain berlebihan pada sistem kontrol. PLC Tricon digunakan untuk ini
karena kesamaan dalam kontrol logika dengan yang SDS1 dari PLTN Candu eksperimentasi. PLC Tricon terhubung ke tiga perangkat analog input mewakili tiga saluran, D, E dan, F untuk SDS1. Perangkat input analog tersambung ke testbench simulasi embedded sensor dan pemancar. Rincian operasi testbench fisik dipelajari dalam bagian berikut. Sinyal saat ini diterima oleh perangkat input analog ditransmisikan ke analog input modul pada PLC Tricon dimana sinyal akan dikonversi dan diumpan ke prosesor unit.


BAB III
PEMBAHASAN

3.1. Spesifikasi Sistem
Disimulasikan D, E dan F saluran sinyal yang diterima oleh tiga unit prosesor independen untuk memenuhi tiga redundansi yang dibutuhkan oleh SDS 1 logika. PLC Tricon digunakan sama Dua-Out-of-Tiga metode suara pada pelaksanaan data di masing-masing unit pengolahan. Itu
Metode pencocokan voting memperkenalkan kompatibilitas otomatis antara logika 1 trip SDS dan Tricon voting strategi. Gambar berikut mengilustrasikan logika dan metodologi yang digunakan dalam pengolahan Tricon hardware controller:

Akhirnya, sinyal digital yang dihasilkan sebagai hasil dari mekanisme suara dikirim keluar dari Tricon PLC secara berlebihan. Hal ini juga sesuai dengan logika SDS1 perjalanan. Ternyata perintah perjalanan akan dialihkan ke batang penutup di atas reaktor yang akan jatuh ke moderator.
Gambar berikut menunjukkan posisi ini batang relatif terhadap reaktor dan SDS2:

3.2. Tes yang dilakukan

Untuk mensimulasikan sinyal yang diterima dari pemancar pembangkit listrik nuklir, testbench fisik telah dirancang untuk menghasilkan sinyal tersebut secara realistis. Sinyal dihasilkan dalam testbench fisik dikalibrasi berada di kisaran 4mA-20mA untuk memenuhi dengan spesifikasi aktual dari sinyal yang dihasilkan oleh sensor dan pemancar yang digunakan dalam Candu nuklir pembangkit listrik.

Ada tiga set terminal sinyal yang mewakili tiga jalur dari SDS 1 logika. Masing-masing set saluran termasuk sepuluh terminal yang mewakili perjalanan sepuluh parameter yang terkait dengan SDS 1 logika. Menggunakan PLC Tricon testbench adalah dihubungkan dengan konfigurasi sinyal yang sama dan spesifikasi yang disajikan oleh Candu 6 pembangkit listrik tenaga nuklir. Sinyal yang dihasilkan oleh testbench fisik diumpankan ke analog input modul Tricon. Itu data yang diterima oleh modul diproses secara berlebihan triple dan keputusan yang dibuat adalah
tercermin grafis oleh Human Machine Interface (HMI).


BAB IV
PENUTUP

4.1 Simpulan
Berdasarkan pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa karena kesamaan dalam perancangan logika dan mekanisme pemungutan suara, sistem shutdown # 1 dari Candu 6 pembangkit listrik tenaga nuklir dapat realistis diimplementasikan dalam perangkat keras yang dipilih
controller. Selain testbench, fisik yang digunakan untuk menghasilkan sinyal masukan disimulasikan dengan controller hardware. testbench ini dirancang untuk mensimulasikan sinyal spesifikasi sebenarnya sensor pembangkit listrik dan pemancar. Dalam rangka untuk lebih meningkatkan validitas evaluasi sinyal input yang ditimpa oleh karakteristik standar shutdown sekali perintah shutdown dihasilkan. Penundaan untuk parameter perjalanan akan terpengaruh oleh perintah perjalanan diatur untuk realistis sesuai dengan yang dari CANDU 6 spesifikasi. Controller hardware yang digunakan untuk percobaan ini tepat sesuai dengan tujuan dan menghasilkan sistem shutdown akurat disimulasikan.

4.2 Saran
Terbatasnya panduan/referensi tentang Embedded Information System tertutama yang terkait dengan hardware tenaga nuklir yang berasal dari berbagai sumber seperti buku, internet, dan lain-lain, menyebabkan penulis kesulitan dalam penyusunan paper ini. Untuk itu diperlukan waktu yang lebih lama lagi untuk lebih mengerti spesifikasi sistem tersebut dan mempraktekkannya dalam sistem informasi manajemen.

DAFTAR PUSTAKA
1. Hardware Controller Implementation Of Candu Nuclear Power Plant Shutdown System, Polad Zahedi, Department of Electrical and Computer Engineering University of Western Ontario;
2. Rouben, B. (2002). Introduction to Reactor Physics, Reactor Core Physics Branch Atomic Energy of Canada Ltd., ON, Canada, 23-45
3. Glockler, O, (2002). Testing the dynamics of shutdown systems instrumentation in reactor trip measurements, Station Performance Monitoring Section, Technical Services Department Inspection Services Division, Ontario Power Generation Nuclear, ON, Canada;
4. Canadian Nuclear Safety Commission (2006). Trip Parameter Acceptance Criteria for the Safety Analysis of CANDU Nuclear Power Plants, Office of Communications and Regulatory Affairs, Canadian Nuclear Safety Commission, ON, Canada;
5. Invensys Systems, Inc. (2004), Planning and Installation for Tricon v9 Systems, Triconex Corporate, Irvine, CA