JP2007041982A - プラント警報システムおよびプラント警報方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 制御装置の異常・故障時のプラントへの影響に応じた情報を提供できる、制御装置異常に対応したプラント警報システムを得る。
【解決手段】 プラント警報システムは、プラントの状態を表わすプラント状態信号に基づいてプラントを制御する制御装置１と、プラント状態信号に基づいてプラントの異常を示すプラント警報を発するプラント警報手段１０と、制御装置自体の異常を示す制御装置異常情報を収集して制御装置警報信号を出力する制御装置異常情報処理手段２ａ、２ｂと、制御装置警報信号に基づいて、プラント警報とは異なる種類の制御装置警報を発する制御装置警報手段８と、を有する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、原子力発電所などのプラントにおける異常を運転員などに知らせるための警報システムおよび警報方法に係り、特に、プラントの異常と制御装置自体の異常とを区別して警報を発する警報システムおよび警報方法に関する。

原子力発電所の警報システムにおいては、プラントの異常状態や、ポンプトリップ等の補機異常状態、制御装置故障（異常）の情報などは、主に中央制御室のベンチボード型制御盤の上部に並べられた警報窓のランプ点灯と警報音を用いて、運転員に伝達される（たとえば特許文献１参照）。ただし、ベンチボード型制御盤の警報窓の設置するスペースには限界があり、要因を集約して１つの警報窓に表示する場合もある。なお、以下、「異常」は、狭義の「異常」のほかに「故障」を含むものとする。

また、ディジタル化された制御装置は、制御装置内の異常状態を自己診断する機能を有したものが多く、故障内容を信号として出力可能である。さらに原子力発電所に使用されるディジタル制御装置は冗長化することにより、装置単一の故障がプラントの安定運転に影響を与えない構成としている。
特開２０００−１３１４８８号公報

上述した原子力発電所の警報システムにおいて、近年ディジタル化制御装置が導入されるに当たって自己診断機能により異常情報（警報出力要因）は増加したが、警報窓数の制限により、制御装置の異常状態は、２，３個の警報窓に集約されている。

上述したとおり、ディジタル制御装置は冗長化設計によってプラント運転にまったく影響を与えない制御装置異常の場合でも、プラントの異常状態と同じ形状、音で警報が発報されるため、社会的責任を担う原子力発電所の運転員に対して警報発報時の初動作対応の負担を軽減することが課題であった。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、制御装置の異常時のプラントへの影響に応じた情報伝達手段を提供することのできる、制御装置異常に対応したプラント警報システムおよびプラント警報方法を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るプラント警報システムは、プラントの状態を表わすプラント状態信号に基づいてそのプラントを制御する制御装置と、前記プラント状態信号に基づいてそのプラントの異常を示すプラント警報を発するプラント警報手段と、前記制御装置自体の異常を示す制御装置異常情報を収集して制御装置警報信号を出力する制御装置異常情報処理手段と、前記制御装置警報信号に基づいて、前記プラント警報とは異なる種類の制御装置警報を発する制御装置警報手段と、を有すること、を特徴とする。

また、本発明に係るプラント警報方法は、プラントの状態を表わすプラント状態信号に基づいて、制御装置により制御されているプラントに異常がある場合に警報を発するプラント警報方法において、前記プラント状態信号に基づいて、そのプラントの異常を示すプラント警報を発し、前記制御装置自体の異常を示す制御装置異常情報を収集して制御装置警報信号を出力し、前記制御装置警報信号に基づいて、前記制御装置自体の異常が前記プラントの運転へ与える影響がない場合に、プラントの異常を示すプラント警報とは異なる種類の制御装置警報を発すること、を特徴とする。

本発明によれば、制御装置の異常時のプラントへの影響に応じて情報を提供できる、プラント警報システムおよびプラント警報方法を得ることができる。

以下、本発明に係る制御装置の異常に対応した警報システムの実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
まず、図１及び図２を用いて第１の実施形態を説明する。原子力発電所のポンプや弁などで構成される系統を制御するために、ディジタル化された系統制御装置１が配置されている。また、中央制御室にベンチボード型制御盤１１が配置され、この制御盤１１の上部に、警報窓および盤内のアラームを発するスピーカなどからなるプラント警報装置１０が配置されている。

異常情報処理装置２は、系統制御装置１から伝送手段３を経由して出力される警報要因（プラントや系統の異常、制御装置の異常など）を集約し、プラント警報信号９を出力してプラント警報装置１０を発動するための処理を行なう。集約・表示を行なう制御装置保守ツール７は、系統制御装置１や異常情報処理装置２などの制御装置が装置内や周辺機器を自己診断した結果による装置の異常情報や異常状態等の詳細異常情報５の集約・表示を行なう。制御装置保守ツール７または異常情報処理装置２からの制御装置警報信号６によってランプ点灯およびアラーム音発生させる制御システム用警報装置８が配置されている。

この実施の形態において、系統制御装置１はＩ系系統制御装置１ａとII系系統制御装置１ｂとの二つがあって、それぞれがバックアップし合う冗長化された制御装置である。また、補機やセンサと対応した入出力装置４はシングルである場合を仮定する。仮にII系の制御装置１ｂだけが故障した（異常になった）場合を想定すると、この場合被制御対象である系統の運転にはなんら影響は無い。

本発明による制御装置異常に対応した警報システムの実施形態においては、II系の制御装置１ｂの異常情報は、Ｉ系の制御装置１ａの異常情報と同様に異常情報処理装置２に送られ、異常情報処理装置２は、図２に示すアルゴリズムに従う。すなわち、系統制御装置１の片方の制御装置が故障した（異常になった）場合にはプラント警報装置１０にはプラント警報信号９を出力せずに、制御装置保守ツール７に制御装置警報信号６を出力する。

図２に示すアルゴリズムでは、異常（故障）情報処理装置２は、Ｉ系の制御装置１ａの異常（故障）の信号と、II系の制御装置１ｂの異常（故障）の信号とのＯＲ論理２０により制御システム用警報装置８を動作させる。また、Ｉ系の制御装置１ａの異常（故障）の信号と、II系の制御装置１ｂの異常（故障）の信号とのＡＮＤ論理２１によりプラント警報装置１０を動作させる。また、入出力装置故障の場合は単独でもプラント警報装置１０を動作させる。

さらに、Ｉ系の制御装置１ａの異常（故障）、II系の制御装置１ｂの異常（故障）、入出力装置故障の場合はそれぞれ単独で、制御装置保守ツール７での故障詳細表示などがなされる。さらに、Ｉ系の制御装置１ａの異常（故障）の信号と、II系の制御装置１ｂの異常（故障）の信号とのＡＮＤ論理２３により、制御装置保守ツール７経由でもプラント警報装置１０を動作させる。

このように、本実施形態では、従来の制御機能や表示機能が全て停止するか否かの判別に加え、機能が全て停止しない異常においては、制御対象や表示出力に対して部分的や一時的な誤信号出力や不動作となるか否かによって判別し、プラント警報装置１０の２、３個程度の警報窓、または制御装置保守ツール７に出力する。さらに、プラント警報装置１０に出力されない異常信号は集約して直接制御システム用警報装置８に出力する。

制御装置保守ツール７は異常情報処理装置２からの制御装置警報信号６を受け取り、制御システム用警報装置８のランプやアラームを発動させる。また、制御装置保守ツール７には系統制御装置１や異常情報処理装置２から異常内容や異常部位等を示す詳細異常情報５が入力されるため、異常情報処理装置２からの警報信号６と詳細異常情報５とを関連付けてディスプレイ上に表示する。

次にシングルの部分である入出力装置４周辺における故障（異常）が発生した場合には、従来システム、並びに、本実施形態による制御装置異常に対応した警報システムともに、プラント警報装置１０に出力する。たとえば、故障した入出力装置に対応したポンプの制御ができなくなった場合には、運転員は予備のポンプに運転を切り替える等の操作が必要となる。

なお、原子力発電所においては、系統制御装置１や異常情報処理装置２には、信頼性の高い装置を使用することが多いのに比べ、制御装置保守ツール７は一般産業品を使用する場合が多い。上記の異常が発生した場合、万が一、制御装置保守ツール７が正常に動作しなかった場合には運転員や保修員にその状態が伝わらず、異常復旧がなされず、系統制御装置１は異常前の状態に比べ、システムとして信頼度が低下した状態が継続することになる。そのため、制御装置保守ツール７の状態の如何に関わらず、制御システム用警報装置８が駆動するよう、異常情報処理装置２からも直接制御システム用警報装置８に制御装置警報信号６を出力する構成とする。

本実施の形態によれば、プラント（系統）の運転に影響の無いように冗長化構成された制御システムにおいて、冗長化された制御装置での異常が発生した場合などには、プラント警報装置を発動させることが無く制御システム用警報装置のみの発動であるので、運転員は警報装置の発報方法の相違により、プラントに影響のある異常情報であるか否かを容易に判断でき、運転員の負担を軽減することができる。

また、異常情報処理装置２が制御システム用警報装置８に直接発報することにより、制御装置保守ツール７を設置しなくても本警報システムが成立する。したがって、高機能を有した保守ツールを持たない制御装置においても運転員の負担を軽減できる本警報システムが実現できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明に係る制御装置異常に対応した警報システムの第２の実施形態を図３および図４を用いて説明する。なお第１の実施形態と同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本第２の実施形態では、異常（故障）情報処理装置１２が判定ロジックなどを有しない、ランプ点灯と警報音のみの処理を行なう装置である。

本第２の実施形態は、系統制御装置１と、プラント警報装置１０と、プラント警報装置を発動するための処理を行なう従来型故障情報処理装置１２と、系統制御装置１の異常情報や異常状態等の詳細異常情報５の集約・表示を行なう制御装置保守ツール７と、制御装置保守ツール７からの警報信号６によって発動する制御システム用警報装置８から構成されている。

このように構成された本実施の形態において、第１の実施形態と同様、系統制御装置１のうち、II系の制御装置が故障した場合を想定すると、詳細異常情報５は制御用保守ツール７に伝送され、警報要因信号１３は従来型故障情報処理装置１２に出力される。制御装置保守ツール７は、詳細異常情報５に基づいて、予め組み込まれたアルゴリズムによって、本異常が制御対象系統に影響の無いかどうかを判断する。制御対象系統に影響の無い異常の場合、制御装置保守ツール７は、警報抑制信号１４をスイッチ３０へ出力することによって、従来型異常情報処理装置１２への警報要因信号１３の入力を抑制し、プラント警報装置を作動させないようにする。一方、これと同時に制御システム用警報装置８を発動する。

本実施の形態によれば、異常情報処理装置が判定ロジックなどを有しない、ランプ点灯と警報音のみの処理を行なう装置であっても、冗長化された制御装置での異常が発生した場合などには、プラント警報装置を発動させることが無く制御システム用警報装置のみの発動であるので、運転員は警報装置の発報方法の相違により、プラントに影響のある異常情報であるか否かを容易に判断でき、運転員の負担を軽減することができる。

本発明に係わる第１実施形態の警報システム構成図。 本発明に係わる第１実施形態のアルゴリズムを示すブロック図。 本発明に係わる第２実施形態の警報システム構成図。

符号の説明

１…系統制御装置
１ａ…Ｉ系系統制御装置
１ｂ…II系系統制御装置
２…異常（故障）情報処理装置
２ａ…Ｉ系異常（故障）情報処理装置
２ｂ…II系異常（故障）情報処理装置
３…伝送手段
４…入出力手段
５…詳細異常（故障）情報
６…制御装置警報信号
７…制御装置保守ツール
８…制御システム用警報装置
９…プラント警報信号
１０…プラント警報装置
１１…制御盤
１２…異常（故障）情報処理装置
１３…警報要因信号
１４…警報抑制信号
２０…ＯＲ論理
２１…ＡＮＤ論理
２３…ＯＲ論理
３０…スイッチ

Claims (7)

1. プラントの状態を表わすプラント状態信号に基づいてそのプラントを制御する制御装置と、
   前記プラント状態信号に基づいてそのプラントの異常を示すプラント警報を発するプラント警報手段と、
   前記制御装置自体の異常を示す制御装置異常情報を収集して制御装置警報信号を出力する制御装置異常情報処理手段と、
   前記制御装置警報信号に基づいて、前記プラント警報とは異なる種類の制御装置警報を発する制御装置警報手段と、
   を有すること、を特徴とするプラント警報システム。
2. 前記制御装置異常情報処理手段は、前記制御装置自体の異常が前記プラントの運転へ与える影響を評価し、この評価の結果に応じて、前記プラント警報信号を前記プラント警報手段に送ることと、前記制御装置警報を前記制御装置警報手段に送ることの、どちらを行なうか、または両方を行なうかを判断すること、を特徴とする請求項１に記載のプラント警報システム。
3. 前記制御装置警報手段は、前記制御装置異常情報処理手段で収集された前記制御装置の異常情報と前記プラント警報信号とを関連付けて表示するものであること、を特徴とする請求項１に記載のプラント警報システム。
4. 前記プラント警報手段は、前記制御装置異常情報に基づいて、プラント警報手段がプラント警報を発するのを抑制するプラント警報抑制信号を発するプラント警報抑制手段を有すること、を特徴とする請求項１に記載のプラント警報システム。
5. 前記プラント警報および制御装置警報は、それぞれに異なるアラーム音を含むこと、を特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のプラント警報システム。
6. 前記プラント警報および制御装置警報は、それぞれに異なる警報表示を含むこと、を特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のプラント警報システム。
7. プラントの状態を表わすプラント状態信号に基づいて、制御装置により制御されているプラントに異常がある場合に警報を発するプラント警報方法において、
   前記制御装置自体の異常を示す制御装置異常情報を収集して制御装置警報信号を出力し、
   前記制御装置警報信号に基づいて、前記制御装置自体の異常が前記プラントの運転へ与える影響がない場合に、プラントの異常を示すプラント警報とは異なる種類の制御装置警報を発すること、
   を特徴とするプラント警報方法。

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