Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hardware-Software Implementation of Basic Principles Simulator of Nuclear Reactor Processes

Karla T., Tarnawski J., Duzinkiewicz K.

Acta Energetica

|

2016

|

nr 2

107--112

EN

The paper presents implementation process of basic principle simulators of a nuclear reactor processes. Simulators are based on point-models of processes: kinetics of neutrons, heat generation and exchange, poisoning and burning-up nuclear fuel. Reference simulator was developed in MATLAB/Simulink without taking into account real-time operation. Second simulator was built using the toolbox xPC with hard real-time requirements. Functional decomposition of a nuclear reactor was performed and processes with different time scales were isolated. Simulation of each separated process in Raspberry PI computer with coordination mechanism among them led to a distributed soft real-time simulator. Idea of web-based simulator is also presented. The engine of the web-based simulator can be implemented on the server while the presentation of the state of the simulator and the prescription of parameters can be performed using a web browser. This allows simultaneous access to the simulator using different devices, including mobile as tablets, laptops and mobile phones. Compliance tests of simulators with reference simulator were conducted and the results proved the correctness of implementation. A review of the properties and potential applications of the various versions of developed simulators is presented.

PL

W artykule przedstawiono możliwości i proces budowy symulatorów podstawowych zasad działania procesów reaktora jądrowego. Proces budowy i badania oparte są na modelach punktowych: kinetyki neutronów, procesów generacji i wymiany ciepła oraz procesów zatruwania i wypalania paliwa. Badano możliwości realizacji symulatorów, wykorzystując różne środowiska programowe i platformy sprzętowe. Referencyjny symulator został opracowany w środowisku MATLAB/Simulink bez uwzględnienia wymagań pracy w czasie rzeczywistym. Na jego podstawie zbudowano w środowisku xPC drugi symulator procesów reaktora, pracujący w czasie rzeczywistym przy spełnieniu twardych wymagań czasowych. Następnie dokonano dekompozycji funkcjonalnej reaktora jądrowego i wydzielono procesy o różnych skalach czasowych, a ich symulacje zostały wraz z mechanizmem synchronizacji zaimplementowane w kilku jednostkach Raspberry PI, uzyskując rozproszoną wersję symulatora. Przeprowadzono weryfikację poprawności działania symulatorów oraz opracowano interfejsy użytkownika i instrukcje obsługi. W artykule jest również rozpatrywany sieciowy symulator obsługiwany z poziomu przeglądarki internetowej. Dokonano porównania funkcjonalności, ograniczeń i potencjalnych zastosowań poszczególnych symulatorów.

2

Realizacje sprzętowo-programowe symulatorówpodstawowych zasad przebiegu procesów reaktora jądrowego

Karla T., Tarnawski J., Duzinkiewicz K.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 42

125--128

PL

Przedstawiono możliwości i proces budowy symulatorów podstawowych zasad działania procesów reaktora jądrowego w oparciu o modele punktowe: kinetyki neutronów, procesów generacji i wymiany ciepła oraz procesów zatruwania i wypalania paliwa. Referencyjny symulator został opracowany w środowisku MATLAB/Simulink. Na jego podstawie zbudowano w środowisku xPC drugi symulator pracujący w czasie rzeczywistym. Po dekompozycji funkcjonalnej reaktora jądrowego wydzielono procesy o różnych skalach czasowych i zaimplementowano wraz z mechanizmem synchronizacji w jednostkach Raspberry PI uzyskując rozproszoną wersję symulatora. W artykule rozpatrywany jest również sieciowy symulator obsługiwany z poziomu przeglądarki internetowej. Przeprowadzono weryfikację poprawności działania symulatorów. Dokonano porównania funkcjonalności i możliwych zastosowań symulatorów.

EN

The paper presents implementation process of basic principle simulators of a nuclear reactor processes. Simulators are based on point-models of processes: kinetics of neutrons, heat generation and exchange, poisoning and burning-up nuclear fuel. Reference simulator was developed in MATLAB / Simulink without taking into account real-time operation. Second simulator was built using the toolbox xPC with hard real-time requirements. Functional decomposition of a nuclear reactor was performed and processes with different time scales were isolated. Simulation of each separated process in Raspberry PI computer with coordination mechanism among them led to a distributed soft real-time simulator. Idea of web-based simulator is also presented. The engine of the web-based simulator can be implemented on the server while the presentation of the state of the simulator and the prescription of parameters can be performed using a web browser. This allows simultaneous access to the simulator using different devices, including mobile as tablets, laptops and mobile phones. Compliance tests of simulators with reference simulator were conducted and the results proved the correctness of implementation. A review of the properties and potential applications of the various versions of developed simulators is presented.

3

Hierarchiczny system sterowania siecią wodociągową z zastosowaniem radiowej infrastruktury komunikacyjnej

Karla T., Tarnawski J., Duzinkiewicz K.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 47

79--82

PL

W artykule przedstawiono proces budowy hierarchicznego systemu sterowania ilością i jakością wody w sieci dystrybucji wody pitnej miasta Chojnice. Do badań wykorzystano model szkieletowy opracowany w środowisku Epanet. Dokonano dekompozycji, zaproponowano strukturę systemu regulacji, w warstwie bezpośredniej sprawdzono różne rodzaje regulacji: zdarzeniowo-regułowe, PID oraz MPC. Zaproponowano bezprzewodowe metody komunikacji pomiędzy punktami monitorowania i sterowania. Dokonano badań symulacyjnych poprawności działania zaproponowanego systemu sterowania.

EN

Drinking Water Distribution Systems (DWSW) are most important sectors of infrastructure, both for individuals and industry. In both cases it is necessary to provide a suitable amount of water at all times during a day. In the case of individual customers it is very important to ensure good quality of the water supply, since in many cases it is directly consumed by customers. The DWDS from the perspective of control engineer is a multi-dimensional, nonstationary object with variable delays and uncertainty. So it is a very complex object, and geographically distributed. The article presents the process of building a hierarchical control of quantity and quality of water in the DWDS of the city Chojnice. In purpose of application of decentralized control DWDS was decomposed and subsystems were created. Different types of regulation: event-driven-rulebased, PID and MPC were tested. Coordination among subsystems was necessary to obtain sufficient quality of control. Wireless communication between monitoring and control points is introduced. Simulation studies were preformed to confirm proper operation of the proposed control system.

4

Adaptacyjny dobór kroku obliczeń dla symulatora czasu rzeczywistego o miękkich wymaganiach czasowych

Tarnawski J., Karla T., Rutkowski T. A., Puchalski B., Duzinkiewicz K.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 47

187--190

PL

Symulacje czasu rzeczywistego mają duże walory praktyczne i dydaktyczne w zastosowaniach automatyki. Praca z symulatorem czasu rzeczywistego pozwala na poznanie i doświadczenie dynamiki symulowanego obiektu, wprowadzanie sterowań oraz decyzji operatorskich w warunkach czasowych odpowiadających rzeczywistemu obiektowi. Realizacja symulatorów czasu rzeczywistego wymaga zakończenia obliczeń numerycznych jednego kroku symulatora w czasie krótszym niż założona długość kroku symulacji. Jest to wyzwanie zwłaszcza dla małych kroków symulacji. Innego typu problemem jest realizacja symulatora czasu rzeczywistego o wymaganiach miękkich (tj. z możliwymi incydentalnymi naruszeniami ograniczeń na czas obliczeń numerycznych) w środowisku obliczeniowym nie będącym systemem czasu rzeczywistego. Wobec powyższych wymagań i ograniczeń konieczne jest rozwiązanie zawierające kompromis pomiędzy nadążaniem za czasem symulacji kosztem wydłużania kroku symulacji co może powodować pogorszenie wyników symulacji. W artykule rozpatrywane jest zagadnienie adaptacyjnego doboru kroku symulacji zastosowane dla symulatora procesów reaktora jądrowego.

EN

Real time simulation is a very useful tool in the workshop of modern engineer because of its didactical and practical benefits. Working in real time with simulation models can lead to better understanding of the process through examination of its dynamics. Another very important benefit of real time simulation is a fact that operators decision are taken into account in the same time scale as the real system would work. Sometimes the hard real time regime is not obtainable in specified computational environment, for instance in client server architecture due to time delays and large amount of queries. In this case soft real time approach can be applied. In the paper authors present and validate a novel approach of soft real time solver that is able to adapt its time step to actual computational effort of the system. Approach presented in the paper is based on the idea of following after the real time when the computed time step is larger than a priori known global time step of the simulation. Presented work proves that this adaptive time step can improve system response compared to typical soft real time regime solver. This approach is validated with nuclear reactor model that requires significant computational effort because it has extremely fast dynamics.