Číslicové bezpečnostní systémy

Garant předmětu:

Martin Kropík

Přednášející:

Martin Kropík

Cvičící:

Martin Kropík

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Přednášky jsou věnovány použití počítačů v bezpečnostních systémech jaderných reaktorů, požadavkům na jejich technické a programové vybavení. Pozornost je věnována životnímu cyklu programového vybavení, požadavkům, návrhu, kódování, integraci HW/SW, verifikaci a validaci, údržbě i správě konfigurace. Rovněž jsou řešeny požadavky a omezení na použití programovacích jazyků při kódování programového vybavení. Do přednášek je zařazena i problematika využití programovatelných obvodů (CPLD, FPGA) v bezpečnostních a řídicích systémech (I&C) jaderných reaktorů. Výuka předmětu je doplněna demonstrací validace kanálů provozního měření výkonu a nezávislé výkonové ochrany na VR 1.

Požadavky:

17ZAF, 17BES

Osnova přednášek:

1. Počítače v systémech důležitých pro jadernou bezpečnost a požadavky na technické vybavení

2-3. Požadavky na programové vybavení pro bezpečnostní systémy: IEC 60880, specifikace, návrh, kódování, verifikace, integrace, validace, provoz a údržba, zajištění jakosti, správa konfigurace, testování.

4.-5. Kódování programového vybavení: metodika kódování jakostního programového vybavení, spolehlivost, robustnost, údržba a metody jejich dosažení při kódování, programovací jazyky a jejich použití.

6. Inovace bezpečnostního a řídicího systému školního reaktoru VR 1, tvorba požadavků na technické i programové vybavení, tvorba programového vybavení, zajištění jakosti.

7. Správa konfigurace dat na školním reaktoru VR 1, nastavení systému provozního měření výkonu, nezávislé výkonové ochrany, řídicího systému i rozhraní člověk stroj, použitá metodika i nástroje.

8. Exkurze na školním reaktoru VR 1; demonstrace vlastností číslicového bezpečnostního a řídicího systému.

9.-10. Validace systémů důležitých pro jadernou bezpečnost: metodika validace, simulace vstupních signálů, testování odezvy systémů na ně, dostupné technické a programové prostředky pro validaci.

11.-12. Počítačové bezpečnostní a řídicí systémy v jaderných elektrárnách: komerční počítačové bezpečnostní systémy pro jaderné elektrárny Siemens Teleperm XS a systém tvorby programového vybavení.

13. Programovatelné obvody (CPLD a FPGA) v bezpečnostních a řídicích systémech, výhody a nevýhody, návrh obvodů, jazyk VHDL, jakost, kvalifikace a testování.

Osnova cvičení:

Exkurze na školním reaktoru VR 1 (bod 8.), demonstrace validace systémů (bod 10.), diskuze nad povinnou literaturou.

Cíle studia:

Znalosti:

Problematika číslicových bezpečnostních systémů jaderných reaktorů, jejich odlišnosti ve srovnání s „pevně zadrátovanými systémy“, požadavky na technické i programové vybavení, testování systémů, správa konfigurace.

Schopnosti:

Orientace v dané problematice, uplatnění získaných znalostí v dalších předmětech z oblasti reaktorové fyziky, problematiky jaderných elektráren i operátorském kurzu v rámci dalšího vzdělávání.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Jaderné elektrárny - Systémy kontroly a řízení důležité pro bezpečnost - Softwarová hlediska počítačových systémů vykonávajících funkce kategorie A, ČSN IEC 60880 (356587), 2008.

2. Nuclear power plants - Instrumentation and control systems important to safety - Software aspects for computer-based systems performing category A functions, IEC60880, 2006.

3. Review Guidelines on Software Languages for Use in Nuclear Power Plant Safety Systems, NUREG/CR-6463, 1996.

Doporučená literatura:

4. Jaderné elektrárny - Instrumentace a řízení důležité pro bezpečnost - Softwarová hlediska pro systémy využívající počítače vykonávající funkce kategorie B nebo C, ČSN IEC 62138, 2005.

5. Nuclear power plants - Instrumentation and control important for safety - Software aspects for computer-based systems performing category B or C functions, IEC62138, 2004.

6. Standard Criteria for Digital Computers in Safety Systems of Nuclear Power Generating Stations, IEEE-7.4.3.2-2010.

Studijní pomůcky:

Laboratoř školního jaderného reaktoru VR-1, elektronická laboratoř KJR se systémem pro validaci počítačových systémů.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Jaderné inženýrství - Jaderné reaktory (volitelný předmět)