Специалистов по технологии производств интересуют вопросы автоматизированного управления технологическими процессами, особенно в ядерном топливном цикле (ЯТЦ), где большинство компонентов, используемых при производстве топлива, обладают повышенной активностью. Фтор, фтористый водород, гексафторид урана, да и сам уран и плутоний, которые содержатся в ядерном топливе, — всё это токсичные и очень активные вещества, поэтому желательно избавить человека от присутствия на таком производстве. Давайте сразу уточним терминологию: автоматической называется система, работающая полностью без человека, а автоматизированной — та, в работу которой требуется минимальное вмешательство человека. Создание «безлюдного», полностью автоматизированного производства — одна из самых актуальных задач автоматизации, и не только в ЯТЦ.
Пока таких производств в мире очень немного. Была одна разработка — в Англии строили кирпичный завод. Было заявлено, что это полностью «безлюдная» технология, но при ближайшем рассмотрении оказалось, что это не совсем так: можно было говорить лишь об автоматизированной системе управления.
Решение задачи создания автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) началось достаточно давно: еще в 1975 году в нашем университете образовалась группа, которая занималась разработкой АСУ ТП сублиматного производства, то есть производства ЯТЦ по получению гексафторида урана. Эта работа включала разработку алгоритмов прямого цифрового управления основными аппаратами технологии. Затем были работы по цифровым системам управления на производствах фтористого водорода, фтора и радиохимическом производстве по переработке облученного ядерного топлива.
В 1977—1978 годах мы запустили первый цифровой управляющий алгоритм на вычислительной машине М‑6000. Оперативная память той машины была 32 килобайта (сравните с сегодняшним стандартом — 8−16 гигабайт!), дисковое пространство — всего 1 мегабайт, а весила она порядка 1,5 тонн. Для того чтобы эта машина работала, необходим был машзал площадью более 100 м² с системами кондиционирования и пожаротушения. Понятное дело, возможности сегодняшнего ноутбука в тысячи раз больше, чем были у той машины. Тем не менее М‑6000 управляла технологическими процессами: на ней был реализован алгоритм управления тремя узлами сублиматного производства, состоящими из трех-четырех аппаратов каждый. М‑6000 управляла этими процессами на протяжении 20 лет, прежде чем ее заменили более современные средства.
С точки зрения теории, еще до начала массового производства цифровых управляющих машин, «автоматчики» уже разработали множество различных алгоритмов и способов обработки цифровой информации, которые успешно используются и сегодня. При этом каждый технологический процесс, каждый аппарат обладает индивидуальными свойствами и требует индивидуального подхода, индивидуальных алгоритмов управления. У каждого, как мы выражаемся, технологического объекта управления свои характеристики: материальный баланс, скорости реакций, цели и задачи управления; если их не учитывать, то система управления работать не будет. Допустим, есть пламенный реактор по производству гексафторида урана, инерционность которого — максимум минута; и есть печь по производству фтористого водорода, инерционность которой — полтора часа; соответственно, алгоритмы систем управления совершенно различны.
Сегодня мы продолжаем заниматься автоматизацией производств ЯТЦ: несмотря на то что АСУ ТП производства гексафторида урана — одна из самых передовых в атомной отрасли, ее совершенствование остается актуальной задачей. Одна из проблем — дороговизна прямых средств измерения концентрации компонентов. Например, для измерения концентрации компонентов в технологическом газе сублиматного производства используется масс-спектрометр стоимостью не один миллион рублей. Поэтому приходится использовать косвенные методы, чтобы измерить характеристики потоков, основу которых составляют фтор, фтористый водород, гексафторид урана и другие активные вещества. Например, мы научились измерять концентрацию фтористого водорода в электролизере по производству фтора, используя простые измерения: ток, напряжение и температуру.
Я думаю, что в деле создания общеотраслевой цифровой стратегии Росатом на правильном пути. Единственное замечание: я считаю, не надо ограничиваться одним решением — например, использовать только аппаратуру марки Siemens. Siemens имеет свои ограничения. Например, возникла проблема внедрения новых, усовершенствованных алгоритмов в контроллеры — потому что Siemens использует закрытую систему. Более рационально использование открытых цифровых систем, которые способны развиваться, настраиваться и совершенствоваться.