JPH011009A - プラント運転支援装置の状況把握処理機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子力発電プラント、火力発電プラント等のプ
ラントに用いられるプラント運転支援装置の状況把握処
理機構に関する。

〔従来の技術〕

従来プラント運転支援装置の一例として、第１図のよう
に制御機構１、プロセス量入力処理機構２、異常領域候
補抽出処理機構８、異常領域候補検証処理機構９、対策
決定処理機構１０、異常領域候補抽出知識メモリ２０、
異常領域候補検証知識メモリ２１　、対策決定処理知識
メモリ２２、ワーキングメモリ１ノ、表示装置ノ２、応
答入力装置１３、データバス１４からなっている。さら
に第１図の状況把握処理機溝２３（図の破線で囲っｆｃ
部分）とは異り、第４図の１０５のように構成されてい
る。

すなわち、状況把握処理機構１０５はΔｔ毎に全プロセ
ス変数に後の処理に必要ムデータ処理を指示するデータ
処理部１０１と、そのデータ処理のための知識を格納す
るメモリ１０３と、データ処理結果からプラントが正常
か異常かを判定する異常検出部１０２と、その異常検出
のための知識を格納するメモリ１０４からなっている。

以上述べた従来の装置にあっては全プラント変数は異常
診断上同一レベルで重要と考えていた。

゛　〔発明が解決しようとする問題点〕従来は全プラン
ト変数を同一重要度で考え診断しているため、状況把握
処理機構１０５及びこの後の異常領域候補抽出処理機構
８、異常領域検証処理機構９、対策決定処理機構１０を
含めた運転支援装置として必要な計算時間が多くなり、
サンプリング時間Δｔに入りきらない場合がある。また
サンプリング時間Δｔを大きくすると早期異常検出を失
する恐れがある。

そこで、本発明はサンプリング時間間隔を短くでき、診
断開始のトリガを早期にできるプラント運転支援装置の
状況把握処理機構を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、入力したプロセス変
数の中で、プラントトリップに直接関係していて、これ
を避けるために緊急の運転操作を必疎とする異常事象を
端的に反映しているＡ　７’　ａセス変数と、プラント
トリップに直接関係していないＢプロセス変数とを選ぶ
プロセス変数選択部分よびプロセス変数選択知識を格納
したメモリと、前記プロセス変数のデータを収集するサ
ンプリング時間Δｔ毎に、前記Ａプロセス変数のデータ
処理を指示するデータ処理部およびＡプロセス変数デー
タ処理部にｋを格納したメモリと、前記Ａプロセス変数
が正常か異常か又はサンプリング時間Δｔ後異常になる
か否かを判定する異常検出部およびＡプロセス異常検出
知識を格納したメモリと、 前記異常又は異常予想時及びΔｔＸＮ（Ｎは１より大き
い整数）時間毎に前記Ｂプロセス変数に後の処理に必要
なデータ処理を指示するデータ処理部およびＢ７°０セ
ス変致データ処理知識を格納したメモリと、 前記Ｂ７’ロセス変数のデータ処理結果からＢプロセス
変数が正常か異常かを判定する異常検出部およびＢプロ
セス変数異常検出知識を格納したメモリとからなるもの
である。

〔作用〕

前記のように構成することにより、収集したプロセス変
数が分類され、プラントトリップに直接関係していてこ
れを避けるために緊急の運転操作を必要とする異常事象
に関係するものと、緊急の運転操作を要しない異常事象
に関係するものに分けられる。そして前者をペースにサ
ンプリング時間Δｔ毎に異常判定が行なわれ、この異常
検出時及びＮＸΔｔ毎に後者のデータも用いて異常の検
出が行われる。従って、サンプリング時間間隔を従来よ
シ短くでき、診断開始トリガを早期にできる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の状況把握処理機構２３を用いたプラン
ト運転支援装置の例を示している。状況把握処理機構２
３は、プロセス変数選択部３、Ａプロセス変数データ処
理部４（図ではＡ変数データ処理部４としである）、Ａ
変数異常検出部５、Ｂ変数データおよびそれぞれの処理
に必要な知識を格納したプロセス変数選択知識メモリ１
５、Ａ変数データ処理知識メモリ１６、Ａ変数異常検出
知識メモリ１７、Ｂ変数データ処理知識メモリ１８、Ｂ
変数異常検出知識メモリ１９とから構成されている。

前記ＡおよびＢ変数データ処理部４，６は、対象変数の
変化の傾き、特定時間区間データの平均値、分散スペク
トル等の計算を行う。また前記ＡおよびＢ変数異常検出
部５，７は、対象変数と冗長な変数又は設定値との比較
、前記傾きや平均分散、スペクトル等をしきい値と比較
し、しきい値より大きいことで異常を検出するとともに
Ａ、Ｂ変数で処理内容に差はない。

以上述べ九状況把握処理様構２３以外の構成は、従来装
置と同様に構成されておシ、以下各構成の機能について
説明する。

制御機構１は第３図の処理すなわち、プロセス変数の入
力飽理ＳＩＯ，状況把握処理Ｓ１１、異常領域候補の抽
出Ｓ１２、異常領域候補の検証Ｓ１３．運転ガイドの決
定８１４を順次円滑に制御するため、各処理機構の処理
完了信号を受は取り、次の処理の起動を発する。即ち、
処理と処理の間には必らず制御機構１が関与する。

ゾロセス斂入力処理機構２はプラントに設置されている
検出器を介して圧力、流量、弁開度等のプロセス量を入
力し、その値をデータバス１４を介してワーキングメモ
リ１１に格納し、処理完了信号を制御機’ｆｓｌ　Ｊに
返す。

異常領域候補抽出処理機構８は制御機構１により起動す
ると、異常領域候補抽出知識メモＩ７２０に格納されて
いる知識を用い、状況把握処理結果をデータとしていわ
ゆるデータ駆動現推論により推定されるいくつかの異常
領域を抽出する。すなわち状況把握処理結果が給水流量
減少ならば給水流量センサ、制御系、弁駆動部、弁本体
等の異常部を抽出する。この結果をデータバス１４を介
してワーキングメモリ１１に格納し、処理完了信号を制
御機構１に返す。

異常領域候補検証処！！ｌ！機溝９は制御機＋１３１に
より起動し、異常領域候補抽出処理機構８で抽出された
異常領域候補の各々につき、検証知識メモリ２１に格納
されている知識を用い、プロセス鍛の入力値と状況把握
結果をデータとして各候補が異常原因となっているかど
うかを検証する。異常が検証された領域に対し運転ガイ
ドの候補を抽出しデータバス１４を介してワーキングメ
モリ１１に格納し処理完了信号を制御機構１に返す。

対策決定処理機構１０は制御機構１に起動されると、対
策決定処理知識メモリ２２に格納された知識を用い、検
証処理で抽出された異常領域の運転ガイドに関する候補
のうちどの運転ガイドが最適であるかを決定する。この
結果をデータバス１４を介してワーキングメモリ１１に
格納して処理完了信号を制御機構１に返す。

異常領域候補抽出知識メモリ２０は正常状態よりも「低
」、「高」、「増」、「減」など異常を生じていること
を示すプロセス量の状況に対し、その原因となる異常領
域がどの部分か又はどの機器かを示すものでありプロダ
クション・バールやフレーム形式で表現して格納してい
る。

異常領域候補検証知識メモリ２１は異常領域毎に次の項
目を含む知識が７レームやオブジェクトの形式で格納さ
れている。

■　その領域が異常であることを検証するのに必要なプ
ロセス世、シきい値 ■　異常のる１かもしさを判断するための論理式■　そ
の領域が異常の場合に採るべき運転ガイドの候補 対策決定処理知識メモリ２２は検証処理で抽出された保
守法の候補各々に対して次の項目を含む知識がフレーム
やオブジェクトの形式で格納されている。

■　その運転ガイドを採用するか否かを決定するための
条件 ■　採用された複数の運転ガイドの順序付けをするため
の条件 ワーキングメモリＩＩは各処理の結果を一時的に蓄える
０表示装置１２は異常領域候補及びその検証結果、運転
ガイド更に本システムがユーザに発する質問等を表示す
る。応答入力装置１３は本システムが発した質問に対し
ユーザが応答データを入力する。

前記異常領域候補抽出知識メモリ２０、異常領域候補検
証知識メモリ２１、対策決定処理知識メモリ２２は、例
えばｍ主給水制御系統にあっては具体的な知識内容とし
ては次のようになっている。すなわちメモリ２０は、主
給水流ｔは主蒸気流量よりも定格流量のａ％以上低く、
かつ蒸気発生器水位が設定値よりｂ％以上低い場合、主
給水制御器又は制御弁又は主給水ポンプ制御器又は主給
水ポンプ又は給水配管を異常候補とする。

またメモリ２１は主給水制御弁リフトがリフト設定値（
制御器出力）よりも０％以上低いなら変数Ｕ１をＴｒｕ
ｅとする。

ブースタリレー出力圧力は設定値よりｄｅる以上低い場
合変数Ｕ２をＴｒｕｅとする。

ＵｌとＵ２がともにＴｒｕｅなら確信度をＸとする。

ＵｌのみがＴｒｕｅなら確信度をｙとする。

保守法１　リフト動作を監視する。

保守法２　空気系を切替える。

さらにメモリ２２は確信度がｙ以下の場合にｒよリフト
動作を監視する。

確信度がｙより大きい場合には空気系を切替える。

一方、状況把握処理機構２３は第２図に示すフローチャ
ートに従って制御される。すなわちプロセス散入力処理
機構２によって収集されたプロセス変数を、プラントト
リップに直接関係していて、これを避けるために緊急の
運転操作を必要とする異常事象を端的に反映しているプ
ロセス変数（以下Ａ変数と称す）とこのＡ変数以外の収
集されたプロセス変数（以下Ｂ変数と称す）に分ける（
Ｓｌ）。

次にＡ変数に適当なデータ処理操作（Ｓ２）を行ない、
この結果を用いてＡ変数に基づく異常検出を行う（Ｓ３
）。異常ならＢｆ数に適当なデータ処理を行ない（Ｓｌ
）、この結果からＢ変数に基づく異常検出を行う（Ｓ５
）。この場合は正常／異常を問わず、Ａ変数異常又はＢ
変数異常から推定される異常領域の候補を抽出するため
次の異常領域候補抽出処理機溝８に進める。以上にサン
プリング時間Δｔ毎に行なう。

へ菱数が正常と判断される場合（Ｓ３）でもデータサン
プリング時間ΔｔのＮ回目毎に（Ｓ６）、Ｂ変数に適当
なデータ処理を行ない（Ｓ７）、この結果からＢ変数に
基づく異常検出を行なう（Ｓ８）。

異常が検出されれば次の異常領域候補抽出処理機構８に
進めるが、正常ならプロセス被入力処理機構２にもどす
。

Ａ変数が正常と判断され、かつΔｔの８回めに相当しな
い時刻にはプロセス被入力処理機構２にもどす。

以上のようにΔｔｉにＡ変数に基づく異常検出を行ない
、異常ならＢ変数でも異常検出を行なう、Δｔの８回め
毎にはＡ変数が正常でもＢ変数の異常検出を行なう。

前記プロセス変数選択部３およびプロセス変数選択知識
メモリ１５は、例えば ＰＷＲ主給水制御系統においては、具体的に次のように
してプロセス変数が選択される。すなわち、Ａ変数は主
給水流量、蒸気発生器水位、弁リフト、制御器出力主蒸
気流度、タービン初段圧力等であり、Ｂ変数はＩ／Ｐ変
換器出力圧、パイロットポジショナ出力圧、ブースタリ
レー出力圧等である。そしてＡ変数を用いたデータ処理
としてタービン初段圧力より蒸気発生器水位設定値を計
算する。

またＡ変数の異常検出は次のようになる。すなわち、 主給水流量が主蒸気流量よりもその定格流量のｅ％以上
低い場合を主給水流量異常である。

蒸気発生器水位がその設定値よりもｆ％以上低いと蒸気
発生器水位異常である。

そして、制御弁リフトと制御器出力の偏差を計算する。

弁リフトが制御器出力よりｇ％フルスクール以上低い時
を異常とする。

Ｂ変数を用いたデータ処理として パイロットポ・ゾショナ出口圧力よりブースタリレー出
力圧力推定値を計算する。

Ｂ変数の異常検出として ブースタ出力圧がその推定値よりｈ％フルスケール以上
低い時を異常とする。

この後の処理はメモリ２０　、２１　、２２に従う。

そしてＡ変数とＢ変数を具体的に分けるには、Ａ変数は
保護系に用いている信号、例えば中性子系、冷却材温度
、加圧器圧力、給水流祉、狭域ＳＧ水位等あるいはアラ
ームに用いている信号例えば加圧器基準水位、ＳＧ基準
水位等、制御器出力信号によシ行う。

Ｂ変数はＡ変数以外の例えば操作端に直結していない制
御器出力信号、広域ＳＧ水位等により行う。

前記サンプリング時間Δｔの設定はノ為−ド的に行なう
。プロセス入力はこれに基づく割込み処理により内部の
ソフト処理に優先して行なう、但しＡ変数で異常が検出
された場合のみ内部処理を優先し、もしＪｔを超える処
理時間が必要となった場合には割込み処理を阻止する。

ここで、Ｂ変数の異常検出をＮやＪｔとする理由につい
て説明する。

Ａ変数（Δｔ時）で異常が生じた場合には、必らずＢ変
数のチエツクを行う。この時処理時間がＪｔを越える場
合はこれを許容する。しかし、Ａ変数（Δｔ時）で異常
が検出されずＢ変数（ＮＸｊｔ時）に異常が発生しＪｔ
をオーバした場合にはこれを許容しない、故に後者の場
合は前者でカッ々−できると考えられる。

つま＃）Ｂ変数はプラントトリップに直接関与していな
い変数及び緊急の対策を要しない異常事象に関係する変
数と定義しており、Ａ変数に比べＢ変数の異常検出の遅
れは許容されうると考えＮ＝１．２・・・の１より大き
い整数を用いるからである。

なお、Ａ変数異常時にＢ変数を必らず検討していること
及びＡ変数正常時にＢ変数は常に検討されないというわ
けでは力いこと、更にこの場合例え未検討でもすぐ異常
事態に結びつくわけではなく、異常事態が進展すると必
らずＡ変数異常となって検出されるためである。このよ
うなことがらム変数正常時にΔｔオーバの非許容は何ら
不都合はない。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、常時監視するプロセス変数
を少なくすることによりサンプリング時１に間隔を従来
より小さくでき、また緊急な処置を要するプラント異常
を早く検出することにより診断開始のトリガを早期に発
生できるプラント運転支援装置の状況把握処理機構を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による状況把握処理機構を備えたプラン
ト運転支援装置の一例を示すブロック図、第２図は第１
図の状況把握処理機構の動作を説明するためのフローチ
ャート、第３図は第１図のプラント運転支援装置の動作
を説明するための図、第４図は従来の状況把握処理機構
のブロック図である。 ３・・・プロセス変数選択部、４・・・Ａ変数データ処
理部、５・・・Ａ変数異常検出部、６・・・Ｂ変数デー
タ処理部、７・・・Ｂ変数異常検出部、１５・・・プロ
セス変数選択知識メモリ、１６・・・Ａ変数データ処理
知識メモリ、１７・−Ａ変数異常検出知識メモリ、１８
・・・Ｂ変数データ処理知識メモリ、１９・・・Ｂ変数
異常検出知識メモリ。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦○　　　　　
ぐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力したプロセス変数の中で、プラントトリップに直接
   関係していて、これを避けるために緊急の運転操作を必
   要とする異常事象を端的に反映しているＡプロセス変数
   と、プラントトリップに直接関係していないＢプロセス
   変数とを選ぶプロセス変数選択部およびプロセス変数選
   択知識を格納したメモリと、 前記プロセス変数のデータを収集するサンプリング時間
   Δ＿ｔ毎に、前記Ａプロセス変数のデータ処理を指示す
   るデータ処理部およびＡプロセス変数データ処理知識を
   格納したメモリと、 前記Ａプロセス変数が正常か異常か又はサンプリング時
   間Δ＿ｔ後異常になるか否かを判定する異常検出部およ
   びＡプロセス異常検出知識を格納したメモリと、 前記異常又は異常予想時及びΔ＿ｔ×Ｎ（Ｎは１より大
   きい整数）時間毎に前記Ｂプロセス変数に後の処理に必
   要なデータ処理を指示するデータ処理部およびＢプロセ
   ス変数データ処理知識を格納したメモリと、 前記Ｂプロセス変数のデータ処理結果からＢプロセス変
   数が正常か異常かを判定する異常検出部およびＢプロセ
   ス変数異常検出知識を格納したメモリとからなるプラン
   ト運転支援装置の状況把握処理機構。