JPH0631783B2 - 原子炉制御装置 - Google Patents
原子炉制御装置Info
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- JPH0631783B2 JPH0631783B2 JP62048942A JP4894287A JPH0631783B2 JP H0631783 B2 JPH0631783 B2 JP H0631783B2 JP 62048942 A JP62048942 A JP 62048942A JP 4894287 A JP4894287 A JP 4894287A JP H0631783 B2 JPH0631783 B2 JP H0631783B2
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- Japan
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- analog
- output
- analog output
- reactor
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
- Control By Computers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数チャンネルに多重化された原子炉保護
装置のアナログ出力にもとづいて行ったプロセス演算結
果に従って、操作端に作動を制御する原子炉制御装置に
関する。
装置のアナログ出力にもとづいて行ったプロセス演算結
果に従って、操作端に作動を制御する原子炉制御装置に
関する。
第４図は例えば特開昭57−27330号公報および特開昭57
−13503号公報に記載の技術を組合わせた原子炉制御装
置を示すブロック接続図であり、図において、１，２，
３，４は原子炉の保護をする信号を出力する原子炉保護
装置（以下、保護系という）であり、チャンネルＩ，I
I，III，IVの４組で多重化されている。５は各保護系１
〜４からの信号を選択する信号選択器、６はアナログ／
デイジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）、７は
Ａ／Ｄ変換器６のデイジタル出力にもとづきプロセス制
御を実行する炉側マイクロプロセッサ（以下、炉側CPU
という）、８はデイジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ
／Ａ変換器という）、９は信号選択器５，Ａ／Ｄ変換器
６，炉側CPU７およびＤ／Ａ変換器８からなるデイジタ
ル制御装置（以下、制御系という）、１０はバルブであ
る電流／空気圧変換器などの操作端である。
−13503号公報に記載の技術を組合わせた原子炉制御装
置を示すブロック接続図であり、図において、１，２，
３，４は原子炉の保護をする信号を出力する原子炉保護
装置（以下、保護系という）であり、チャンネルＩ，I
I，III，IVの４組で多重化されている。５は各保護系１
〜４からの信号を選択する信号選択器、６はアナログ／
デイジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）、７は
Ａ／Ｄ変換器６のデイジタル出力にもとづきプロセス制
御を実行する炉側マイクロプロセッサ（以下、炉側CPU
という）、８はデイジタル／アナログ変換器（以下、Ｄ
／Ａ変換器という）、９は信号選択器５，Ａ／Ｄ変換器
６，炉側CPU７およびＤ／Ａ変換器８からなるデイジタ
ル制御装置（以下、制御系という）、１０はバルブであ
る電流／空気圧変換器などの操作端である。
次に動作について説明する。
原子炉制御装置では、冷却水などの温度，圧力，流量な
どの検出出力を、計測精度、経済性の観点から、保護系
１〜４と制御系９で共用するのが一般的である。この場
合、上記検出出力は保護系１〜４に入力された後、電気
的隔離装置1a〜4aによりそれぞれ隔離されて制御系９へ
伝送される。また、安全確保のため、保護系１〜４がＩ
〜IVチャンネルに多重化され、これらの出力のうち１つ
を選択して制御系９に出力している。従来、この出力の
選択は、プラント運転員がプロセス状態を監視し、どの
チャンネルが適切であるか判断して、手動スイッチで行
っている。
どの検出出力を、計測精度、経済性の観点から、保護系
１〜４と制御系９で共用するのが一般的である。この場
合、上記検出出力は保護系１〜４に入力された後、電気
的隔離装置1a〜4aによりそれぞれ隔離されて制御系９へ
伝送される。また、安全確保のため、保護系１〜４がＩ
〜IVチャンネルに多重化され、これらの出力のうち１つ
を選択して制御系９に出力している。従来、この出力の
選択は、プラント運転員がプロセス状態を監視し、どの
チャンネルが適切であるか判断して、手動スイッチで行
っている。
これに対して、保守性向上等の目的で、保護系１〜４の
点検中は、その出力をブロックする保護系のバイパス運
転が許容されるようになると、上記手動スイッチによる
出力の選択では、原子炉の安全性を確保する点で問題が
あり、このため自動的に保護系１〜４がバイパスされて
いるチャンネルを除去する必要が生じる。従って上記の
ような信号選択器５が付加され、これにより上記出力の
自動選択を行なっている。
点検中は、その出力をブロックする保護系のバイパス運
転が許容されるようになると、上記手動スイッチによる
出力の選択では、原子炉の安全性を確保する点で問題が
あり、このため自動的に保護系１〜４がバイパスされて
いるチャンネルを除去する必要が生じる。従って上記の
ような信号選択器５が付加され、これにより上記出力の
自動選択を行なっている。
一方、保護系１〜４はソフトウエアの信頼性に鑑みてア
ナログ回路で構成され、制御系９は制御性，保守性に鑑
みてデイジタル回路で構成される。そして、この制御系
９の信号選択器５はアナログ信号を入力として、上記Ｉ
〜IVチャンネルのうちのいずれかを選択したうえで、ア
ナログ信号をＡ／Ｄ変換器６に入力する。このＡ／Ｄ変
換器６ではそのアナログ信号をデイジタル信号に変換し
た後、CPU７でPID（比例積分微分）制御等のプロセス制
御演算を実行し、再びＤ／Ａ変換器８でアナログ信号と
した後、バルブ等の操作端１０に入力する。
ナログ回路で構成され、制御系９は制御性，保守性に鑑
みてデイジタル回路で構成される。そして、この制御系
９の信号選択器５はアナログ信号を入力として、上記Ｉ
〜IVチャンネルのうちのいずれかを選択したうえで、ア
ナログ信号をＡ／Ｄ変換器６に入力する。このＡ／Ｄ変
換器６ではそのアナログ信号をデイジタル信号に変換し
た後、CPU７でPID（比例積分微分）制御等のプロセス制
御演算を実行し、再びＤ／Ａ変換器８でアナログ信号と
した後、バルブ等の操作端１０に入力する。
従来の原子炉制御装置は以上のように構成されているの
で、制御系９の入力部にＡ／Ｄ変換器６以外に信号選択
器５を設ける必要があり、その制御系９の構成が複雑に
なるほか、信号入力経路が複雑になり、動作の信頼性が
低下するなどの問題点があった。
で、制御系９の入力部にＡ／Ｄ変換器６以外に信号選択
器５を設ける必要があり、その制御系９の構成が複雑に
なるほか、信号入力経路が複雑になり、動作の信頼性が
低下するなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、信号選択器への信号入力に対する信頼度
の向上および装置実装の簡素化を図るとともに、信号選
択動作の健全性チェックをも可能にする原子炉制御装置
を得ることを目的とする。
たものであり、信号選択器への信号入力に対する信頼度
の向上および装置実装の簡素化を図るとともに、信号選
択動作の健全性チェックをも可能にする原子炉制御装置
を得ることを目的とする。
この発明に係る原子炉制御装置は、複数チャンネルに多
重化された原子炉保護装置のアナログ出力を信号選択器
より選択するものにおいて、そのアナログ出力をアナロ
グ出力切換器により選択的に出力するとともに、このア
ナログ出力切換器に対しテスト信号を入力し、このテス
ト信号と、このテスト信号にもとづく上記アナログ出力
切換器の出力信号とをチェック用マイクロプロセッサに
て比較し、この比較結果に従って上記アナログ出力切換
器の健全性をチェックするようにしたものである。
重化された原子炉保護装置のアナログ出力を信号選択器
より選択するものにおいて、そのアナログ出力をアナロ
グ出力切換器により選択的に出力するとともに、このア
ナログ出力切換器に対しテスト信号を入力し、このテス
ト信号と、このテスト信号にもとづく上記アナログ出力
切換器の出力信号とをチェック用マイクロプロセッサに
て比較し、この比較結果に従って上記アナログ出力切換
器の健全性をチェックするようにしたものである。
この発明におけるアナログ出力切換器は、原子炉保護装
置の出力の１つをチェック用マイクロプロセッサにより
一定の信号選択プログラムに従って選択し、さらにこの
チェック用マイクロプロセッサはテスト信号を上記アナ
ログ出力切換器に入力して、その入出力信号を比較し、
そのアナログ出力切換器の健全性を自動的にチェック
し、信頼性の高い制御出力を操作端に供給するように作
用する。
置の出力の１つをチェック用マイクロプロセッサにより
一定の信号選択プログラムに従って選択し、さらにこの
チェック用マイクロプロセッサはテスト信号を上記アナ
ログ出力切換器に入力して、その入出力信号を比較し、
そのアナログ出力切換器の健全性を自動的にチェック
し、信頼性の高い制御出力を操作端に供給するように作
用する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１〜４は保護系、９Ａは制御系、１１は信
号選択器、７は炉側CPU、８はＤ／Ａ変換器である。ま
た、信号選択器１１は第２図に示すような回路構成とな
っている。すなわち、１２は保護系１〜４のアナログ出
力を取り込むとともに、そのアナログ出力および後述の
テスト信号のいずれかを選択して出力するアナログ出力
切換器、１３はＡ／Ｄ変換器、１５は上記テスト信号を
発生し、後述のようにアナログ出力切換器１２の健全性
をチェックするチェック用マイクロプロセッサ（以下、
チェック用CPUという）、１４はテスト信号をアナログ
化するＤ／Ａ変換器、１６は内部バス、１７は炉側CPU
７との間でデータの交換をするための２ポートメモリ、
１８はシステムバスである。
図において、１〜４は保護系、９Ａは制御系、１１は信
号選択器、７は炉側CPU、８はＤ／Ａ変換器である。ま
た、信号選択器１１は第２図に示すような回路構成とな
っている。すなわち、１２は保護系１〜４のアナログ出
力を取り込むとともに、そのアナログ出力および後述の
テスト信号のいずれかを選択して出力するアナログ出力
切換器、１３はＡ／Ｄ変換器、１５は上記テスト信号を
発生し、後述のようにアナログ出力切換器１２の健全性
をチェックするチェック用マイクロプロセッサ（以下、
チェック用CPUという）、１４はテスト信号をアナログ
化するＤ／Ａ変換器、１６は内部バス、１７は炉側CPU
７との間でデータの交換をするための２ポートメモリ、
１８はシステムバスである。
次に動作について説明する。
まず、保護系１〜４のアナログ出力に対し、アナログ出
力切換器１２は、常時は図示のスイッチ切換位置にあっ
て、各アナログ出力を各Ａ／Ｄ変換器１３に入力する。
このとき、４つのアナログ出力はチェック用CPU１５に
よって時分割でスキャンされ、デイジタル変換した出力
がチェック用CPU１５の内部メモリに蓄えられる。この
チェック用CPU１５は、第３図に示すような予め設計さ
れた上記アナログ出力の信号選択プログラムを内蔵し、
４つの信号のうち例えば２番目にレベルが高いセカンド
ハイエスト信号を選択して、これをデイジタル信号で２
ポートメモリ１７にストアする。炉側CPU７はシステム
バス１８を通してアナログ出力をリードするが、このと
きリードされるデータは上記選択したセカンドハイエス
ト信号である。
力切換器１２は、常時は図示のスイッチ切換位置にあっ
て、各アナログ出力を各Ａ／Ｄ変換器１３に入力する。
このとき、４つのアナログ出力はチェック用CPU１５に
よって時分割でスキャンされ、デイジタル変換した出力
がチェック用CPU１５の内部メモリに蓄えられる。この
チェック用CPU１５は、第３図に示すような予め設計さ
れた上記アナログ出力の信号選択プログラムを内蔵し、
４つの信号のうち例えば２番目にレベルが高いセカンド
ハイエスト信号を選択して、これをデイジタル信号で２
ポートメモリ１７にストアする。炉側CPU７はシステム
バス１８を通してアナログ出力をリードするが、このと
きリードされるデータは上記選択したセカンドハイエス
ト信号である。
一方、アナログ出力切換器１２のテスト時には、これの
スイッチ切換位置が第２図に示す点線側に切り換えら
れ、テスト信号がチェック用CPU１５より出力される。
このテスト信号はＤ／Ａ変換器１出力にてアナログ信号
に変換されて、上記アナログ出力切換回路１２に入力さ
れる。そこでチェック用CPU１５は出力したテスト信号
と、Ａ／Ｄ変換器13を介して得たアナログ出力切換回路
１２の出力信号とを比較し、その誤差の大きさに従って
そのアナログ出力切換回路１２およびＡ／Ｄ変換器１３
の健全性をチェックする。
スイッチ切換位置が第２図に示す点線側に切り換えら
れ、テスト信号がチェック用CPU１５より出力される。
このテスト信号はＤ／Ａ変換器１出力にてアナログ信号
に変換されて、上記アナログ出力切換回路１２に入力さ
れる。そこでチェック用CPU１５は出力したテスト信号
と、Ａ／Ｄ変換器13を介して得たアナログ出力切換回路
１２の出力信号とを比較し、その誤差の大きさに従って
そのアナログ出力切換回路１２およびＡ／Ｄ変換器１３
の健全性をチェックする。
なお、チェック用CPU１５自身は、図示しないウオッチ
ドッグタイマや模擬演算プログラムにより、それ自身の
健全性をチェックしている。
ドッグタイマや模擬演算プログラムにより、それ自身の
健全性をチェックしている。
また、このテストには数１０msecの実行時間を要し、こ
の間、プロセス制御のための入力信号としては、つまり
操作端１０の制御入力としては、２ポートメモリ１７に
ストアされているデータを使用することになる。
の間、プロセス制御のための入力信号としては、つまり
操作端１０の制御入力としては、２ポートメモリ１７に
ストアされているデータを使用することになる。
次に、第３図に示すフロー図に従って、チェック用CPU
１５の信号選択動作を説明する。
１５の信号選択動作を説明する。
まず、保護系１〜４の各チャンネルのうち、前回のサイ
クルでの異常チャンネル数を読出し（ステップＳＴ
１）、その異常が２チャンネル以上か否かを判定する
（ステップＳＴ２）。２チャンネル以上が異常のとき
は、正常と判定されたチャンネルの中から、セカンドハ
イエスト信号を選択するが（ステップＳＴ７）、異常が
２チャンネル以上でないときは、前回、正常と判定した
チャンネルの信号を相互比較し（ステップＳＴ３）、こ
こで同時に２チャンネルが異常か否かを判定する（ステ
ップＳＴ４）。異常であると判定した場合には、前回正
常チャンネルの平均値を算出し、この平均値とチャンネ
ルとの差を計算し、最も離れたチャンネルのみ“異常”
の判定をして除外する（ステップＳＴ５）。一方、ステ
ップＳＴ４で同時に２チャンネルが異常でないとされた
ときは、異常判定チャンネルがあるとき、そのチャンネ
ルを除外する（ステップＳＴ６）。これらのステップＳ
Ｔ５およびステップＳＴ６の処理後、ステップＳＴ７の
セカンドハイエスト信号処理する。続いて、全てのチャ
ンネルが異常であるか否かを判定し（ステップＳＴ
８）、異常でない場合には現チャンネルが正常か否かを
判定し（ステップＳＴ９）、ここで正常と判定されたと
き、現チャンネルとセカンドハイエストチャンネルのデ
ータを比較し（ステップＳＴ１０）、この差が予め定め
た判定値ε２より大か否かを判定する（ステップＳＴ１
１）。ここでその差がε２より大でない場合には、ステ
ップＳＴ８で全て異常と判定された場合と同じく、現チ
ャンネルを選択する（ステップＳＴ１２）。しかし、そ
の差がε２より大と判定された場合には、ステップＳＴ
９で現チャンネルが正常でないと判定された場合と同様
に、セカンドハイエストチャンネルを選択する（ステッ
プＳＴ１３）。この後は、前回異常判定チャンネルと正
常チャンネルとの相互比較を行ない（ステップＳＴ１
４）、すべての差が異常チャンネルの判定値ε１より大
か否かを判定し（ステップＳＴ１５）、大である場合に
はそのまま処理を終了し、大でない場合には前回異常チ
ャンネルを復帰させて（ステップＳＴ１６）、処理を終
了する。
クルでの異常チャンネル数を読出し（ステップＳＴ
１）、その異常が２チャンネル以上か否かを判定する
（ステップＳＴ２）。２チャンネル以上が異常のとき
は、正常と判定されたチャンネルの中から、セカンドハ
イエスト信号を選択するが（ステップＳＴ７）、異常が
２チャンネル以上でないときは、前回、正常と判定した
チャンネルの信号を相互比較し（ステップＳＴ３）、こ
こで同時に２チャンネルが異常か否かを判定する（ステ
ップＳＴ４）。異常であると判定した場合には、前回正
常チャンネルの平均値を算出し、この平均値とチャンネ
ルとの差を計算し、最も離れたチャンネルのみ“異常”
の判定をして除外する（ステップＳＴ５）。一方、ステ
ップＳＴ４で同時に２チャンネルが異常でないとされた
ときは、異常判定チャンネルがあるとき、そのチャンネ
ルを除外する（ステップＳＴ６）。これらのステップＳ
Ｔ５およびステップＳＴ６の処理後、ステップＳＴ７の
セカンドハイエスト信号処理する。続いて、全てのチャ
ンネルが異常であるか否かを判定し（ステップＳＴ
８）、異常でない場合には現チャンネルが正常か否かを
判定し（ステップＳＴ９）、ここで正常と判定されたと
き、現チャンネルとセカンドハイエストチャンネルのデ
ータを比較し（ステップＳＴ１０）、この差が予め定め
た判定値ε２より大か否かを判定する（ステップＳＴ１
１）。ここでその差がε２より大でない場合には、ステ
ップＳＴ８で全て異常と判定された場合と同じく、現チ
ャンネルを選択する（ステップＳＴ１２）。しかし、そ
の差がε２より大と判定された場合には、ステップＳＴ
９で現チャンネルが正常でないと判定された場合と同様
に、セカンドハイエストチャンネルを選択する（ステッ
プＳＴ１３）。この後は、前回異常判定チャンネルと正
常チャンネルとの相互比較を行ない（ステップＳＴ１
４）、すべての差が異常チャンネルの判定値ε１より大
か否かを判定し（ステップＳＴ１５）、大である場合に
はそのまま処理を終了し、大でない場合には前回異常チ
ャンネルを復帰させて（ステップＳＴ１６）、処理を終
了する。
なお、上記実施例ではアナログ出力切換器１２のほか、
これに従属接続されるＡ／Ｄ変換器１３を含む回路の健
全性をチェック用マイクロプロセッサ１５のプログラム
指令により起動できるものであり、その起動は運転員が
プラント状態を把握した後、手動で起動してもよい。
これに従属接続されるＡ／Ｄ変換器１３を含む回路の健
全性をチェック用マイクロプロセッサ１５のプログラム
指令により起動できるものであり、その起動は運転員が
プラント状態を把握した後、手動で起動してもよい。
以上のように、この発明によれば、原子炉保護装置から
のアナログ出力選択をチェック用マイクロプロセッサの
アナログ処理によって実施するものとし、かつそのアナ
ログ出力選択を行なうアナログ出力切換器を、上記チェ
ック用マイクロプロセッサから入力するテスト信号の入
出力を互いに比較して、その健全性をチェックするよう
に構成したので、信号選択器の信号入力経路を複雑にす
ることなく、信頼性に富みかつ安価なものにすることが
できるほか、アナログ出力の信号選択機能を炉側マイク
ロプロセッサとは別のチェック用マイクロプロセッサを
用いるため、炉側マイクロプロセッサの処理時間を短縮
できるものが得られる効果がある。
のアナログ出力選択をチェック用マイクロプロセッサの
アナログ処理によって実施するものとし、かつそのアナ
ログ出力選択を行なうアナログ出力切換器を、上記チェ
ック用マイクロプロセッサから入力するテスト信号の入
出力を互いに比較して、その健全性をチェックするよう
に構成したので、信号選択器の信号入力経路を複雑にす
ることなく、信頼性に富みかつ安価なものにすることが
できるほか、アナログ出力の信号選択機能を炉側マイク
ロプロセッサとは別のチェック用マイクロプロセッサを
用いるため、炉側マイクロプロセッサの処理時間を短縮
できるものが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による原子炉制御装置を示
すブロック接続図、第２図は信号選択器の詳細を示すブ
ロック接続図、第３図は信号選択動作を説明するための
フロー図、第４図は従来の原子炉制御装置を示すブロッ
ク接続図である。 １，２，３，４は原子炉保護装置（保護系）、７は炉側
マイクロプロセッサ、１１は信号選択器、１２はアナロ
グ出力切換器、１５はチェック用マイクロプロセッサ。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
すブロック接続図、第２図は信号選択器の詳細を示すブ
ロック接続図、第３図は信号選択動作を説明するための
フロー図、第４図は従来の原子炉制御装置を示すブロッ
ク接続図である。 １，２，３，４は原子炉保護装置（保護系）、７は炉側
マイクロプロセッサ、１１は信号選択器、１２はアナロ
グ出力切換器、１５はチェック用マイクロプロセッサ。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】複数チャンネルに多重化された原子炉保護
装置のアナログ出力のいずれかを信号選択器により選択
し、この選択したアナログ出力にもとづき炉側マイクロ
プロセッサがプロセス演算を行ない、このプロセス演算
出力により操作端の作動を制御するデイジタル原子炉制
御装置において、上記信号選択器を、上記アナログ出力
のいずれかを選択するように切り換えられるアナログ出
力切換器と、このアナログ出力切換器にテスト信号を供
給し、このテスト信号とこのテスト信号を上記アナログ
出力切換器を通して得た出力信号とを比較して、上記ア
ナログ出力切換器の健全性をチエックするチエック用マ
イクロプロセッサとから構成したことを特徴とする原子
炉制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048942A JPH0631783B2 (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 原子炉制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048942A JPH0631783B2 (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 原子炉制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63215994A JPS63215994A (ja) | 1988-09-08 |
| JPH0631783B2 true JPH0631783B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=12817330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62048942A Expired - Fee Related JPH0631783B2 (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 原子炉制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631783B2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-05 JP JP62048942A patent/JPH0631783B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63215994A (ja) | 1988-09-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |