Открыть сервис
Главная → Блог → Бетельгейзе-5

Бетельгейзе-5

Бетельгейзе-5 — это советская и российская автоматизированная система управления (АСУ) технологическими процессами (АСУ ТП), предназначенная для управления энергоблоками атомных электростанций (АЭС) с реакторами типа ВВЭР-1000. Разработана в 1980-х годах в Научно-исследовательском институте атомного энергомашиностроения (НИИАЭМ, г. Москва) и выпускалась серийно до середины 2000-х годов. Система обеспечивает сбор, обработку, отображение и регистрацию параметров работы реакторной установки, а также выдачу управляющих сигналов на исполнительные механизмы. «Бетельгейзе-5» является одной из ключевых разработок в области автоматизации атомной энергетики СССР и постсоветского пространства, эксплуатируется на большинстве энергоблоков с ВВЭР-1000, построенных по советским проектам.

История создания

Предпосылки разработки

В 1970-х годах на советских АЭС с реакторами ВВЭР-440 и РБМК-1000 использовались устаревшие аналоговые системы управления, которые не обеспечивали необходимой точности, быстродействия и надёжности при возрастающей сложности технологических процессов. Ввод в эксплуатацию более мощных блоков с ВВЭР-1000 (электрической мощностью 1000 МВт) потребовал создания принципиально новой цифровой системы управления, способной обрабатывать тысячи аналоговых и дискретных сигналов в реальном времени.

Разработка и внедрение

Разработка «Бетельгейзе-5» началась в 1980 году в НИИАЭМ под руководством главного конструктора В. А. Смирнова. Проект базировался на элементной базе серии «Электроника-60» и микропроцессорных комплектах КР580ИК80 (советский аналог Intel 8080). Первый опытный образец системы был установлен на 5-м энергоблоке Запорожской АЭС (Украинская ССР) в 1984 году. После успешных испытаний в 1986 году система была принята в промышленную эксплуатацию и рекомендована к серийному выпуску.

Серийное производство «Бетельгейзе-5» осуществляло ПО «Электронмаш» (г. Кишинёв, Молдавская ССР) и завод «Электропульт» (г. Санкт-Петербург). К 1991 году системами «Бетельгейзе-5» были оснащены 12 энергоблоков АЭС, включая Балаковскую, Калининскую, Ростовскую, Хмельницкую и Южно-Украинскую АЭС. После распада СССР выпуск продолжался до 2005 года, когда началась замена на более современные системы (например, «Титан-2» и «Квинта»).

Архитектура и устройство

Общая структура

«Бетельгейзе-5» представляет собой децентрализованную иерархическую систему с распределёнными функциями. В её состав входят три основных уровня:

  1. Нижний уровень (полевой) — датчики (температуры, давления, уровня, нейтронного потока) и исполнительные механизмы (клапаны, задвижки, насосы). Сигналы от датчиков поступают на устройства сбора данных.
  2. Средний уровень (контроллерный) — шкафы с микропроцессорными контроллерами, которые выполняют первичную обработку, логическое управление и формирование управляющих сигналов. Контроллеры объединены в локальные вычислительные сети (ЛВС) по стандарту RS-485.
  3. Верхний уровень (операторный) — автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов, диспетчеров и технологов. Включает в себя графические дисплеи, клавиатуры, принтеры и мнемосхемы.

Состав оборудования

Система «Бетельгейзе-5» состоит из следующих основных компонентов:

  • Шкафы управления (ШУ) — стойки с модулями ввода/вывода, процессорами и блоками питания. Каждый шкаф обслуживает определённую технологическую зону (например, реакторное отделение, парогенераторную установку, турбину).
  • Контроллеры «Электроника-60М» — 16-разрядные микропроцессорные устройства с тактовой частотой 2 МГц и оперативной памятью 64 КБ. Программирование велось на языке ассемблера.
  • Устройства связи с объектом (УСО) — модули аналого-цифровых преобразователей (АЦП) на 12 разрядов, дискретных входов/выходов и интерфейсов.
  • АРМ оператора — на базе персональных компьютеров IBM PC/AT (после 1990 года) или специализированных терминалов «Электроника-85». Программное обеспечение АРМ — операционная система реального времени RT-11 (советский клон).

Программное обеспечение

Программное обеспечение «Бетельгейзе-5» делится на системное и прикладное. Системное ПО (монитор реального времени) обеспечивает синхронизацию процессов, управление памятью и обмен данными по сети. Прикладное ПО включает:

  • модули сбора и первичной обработки сигналов;
  • алгоритмы технологической защиты и блокировок;
  • программы автоматического регулирования (ПИД-регуляторы);
  • подсистему отображения мнемосхем и трендов;
  • архиватор аварийных событий.

Функциональные возможности

Сбор и обработка данных

Система способна одновременно обрабатывать до 4096 аналоговых сигналов и 8192 дискретных сигналов. Частота опроса датчиков — от 0,1 до 10 Гц в зависимости от важности параметра. Погрешность измерений — не более 0,5% от диапазона.

Управление и регулирование

«Бетельгейзе-5» реализует функции автоматического и дистанционного управления исполнительными механизмами. В её задачи входит:

  • поддержание заданного уровня мощности реактора;
  • регулирование давления и температуры в первом контуре;
  • управление системой аварийного охлаждения активной зоны;
  • контроль герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ).

Сигнализация и защита

Система формирует предупредительные и аварийные сигналы при выходе параметров за допустимые пределы. В случае критических отклонений (например, снижение расхода теплоносителя) автоматически запускаются алгоритмы аварийной защиты, включая сброс стержней управления в активную зону реактора.

Применение

Атомные электростанции

«Бетельгейзе-5» эксплуатировалась на следующих АЭС (по состоянию на 2025 год):

  • Балаковская АЭС (Россия) — блоки № 1–4;
  • Калининская АЭС (Россия) — блоки № 1–4;
  • Ростовская АЭС (Россия) — блоки № 1–2;
  • Запорожская АЭС (Украина) — блоки № 5–6 (с 2022 года станция находится под контролем России);
  • Хмельницкая АЭС (Украина) — блоки № 1–2;
  • Южно-Украинская АЭС (Украина) — блоки № 1–3;
  • Темелинская АЭС (Чехия) — блоки № 1–2 (модификация «Бетельгейзе-5М»);
  • АЭС «Козлодуй» (Болгария) — блоки № 5–6.

Модернизации

В 2000-х годах началась поэтапная замена «Бетельгейзе-5» на более современные системы, такие как «Титан-2» (разработка АО «РАСУ») и «Квинта» (разработка АО «ВНИИАЭС»). Однако на многих блоках, особенно в России и на Украине, система продолжает эксплуатироваться с частичной модернизацией (замена контроллеров на промышленные компьютеры, обновление ПО).

Критика и ограничения

Несмотря на высокую надёжность для своего времени, «Бетельгейзе-5» имеет ряд недостатков:

  • Устаревшая элементная база — микропроцессоры «Электроника-60М» имеют низкую производительность и малый объём памяти, что ограничивает возможности расширения функционала.
  • Сложность программирования — использование ассемблера и отсутствие современных средств отладки затрудняло внесение изменений и обновление ПО.
  • Недостаточная защита от кибератак — система не предусматривала шифрования данных и аутентификации пользователей, что стало критичным после 2000-х годов.
  • Зависимость от импортных комплектующих — после распада СССР производство некоторых микросхем и разъёмов прекратилось, что привело к дефициту запчастей.

Интересные факты

  • Название «Бетельгейзе» происходит от имени звезды Бетельгейзе (α Ориона), что символизирует «яркость» и «мощь» системы.
  • Система «Бетельгейзе-5» стала первой в СССР цифровой АСУ ТП для АЭС, полностью заменившей аналоговые регуляторы.
  • В 1996 году на Калининской АЭС была проведена успешная модернизация «Бетельгейзе-5» с заменой контроллеров на зарубежные аналоги (Siemens SIMATIC S7), что позволило продлить срок службы системы на 15 лет.
  • По состоянию на 2025 год, «Бетельгейзе-5» продолжает эксплуатироваться на 8 энергоблоках АЭС в России и за рубежом, несмотря на официальное прекращение серийного выпуска.

Источники

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →

Похожие материалы