JPS6342156B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はプラント例えば原子力発電所の工学的
安全施設及び給・復水系などの主要待機系におい
て、電動弁状態監視の他、待機状態監視の一要素
である待機系電動弁の待機状態の良否をも監視で
きるようにした電動弁監視装置に関するものであ
る。 原子力発電プラント等の大規模プラントにおい
ては、主要機器の故障や停止に対応するため、発
電所の給・復水系のような主要な機器については
必ず、予備機器が用意されている。また、事故発
生を考慮して原子力発電所では工学的安全施設が
設けられ、これらの安全施設はいつでも動作でき
るよう、常に待機状態としてある。 ところで、この予備機器や工学的安全施設につ
いては、いざ起動と云う時に役立つよう、待機状
態中であつても常に監視をしておく必要がある。
このため、近時の原子力発電所では従来の運転員
による監視に加え、待機状態監視のための装置を
導入する傾向が強くなつている。 ところで、原子力発電所等の工学的安全施設及
び給・復水系の待機状態監視では待機系統を構成
するポンプの電源、論理回路電源などの健全性と
ともに、弁の開閉状態や系統起動時に自動開閉す
る電動弁の電源監視も行なう必要がある。 そして、一般的には、上記電動弁の電源監視の
為には、不足電圧検出リレーを設けるか或いは前
記リレーがある場合にはその接点を待機状態監視
装置に入力し、判定するという方法がとられる。 しかしながら、前記のような不足電圧検出によ
る監視方法では主要待機系の監視対象となる電動
弁はその数も多く、従つて、前記不足電圧検出リ
レーの設置数やその接点入力のための状態監視装
置までのケーブル布設などが多大なものとなり、
コストアツプを招くとともに工事の手間も大変と
なる欠点を有している。 すなわち、弁１個の状態を監視する場合、その
弁の開状態を検出するリミツトスイツチ及び閉状
態を検出するリミツトスイツチと、電源の不足電
圧検出リレーの３つの検出センサを必要とし、こ
れらの配線用にケーブルも３系統分、必要とな
る。 一方、待機状態監視装置に着目してみると、プ
ラントの監視対象とする主要な電動弁の駆動電源
を、電源として共用し、前記電動弁が“開”とな
つた時動作する補助リレー及び前記電動弁が
“閉”となつた時動作する補助リレーを各電動弁
毎に設けてこれら２つの補助リレーの各接点より
各々の補助リレーの動作状態を示すプロセス入力
信号を得、これら各プロセス入力信号より当該電
動弁の開閉状態を判定して表示する機能を有して
いる。 そして、各プロセス入力信号は前記電動弁の状
態の他、電動弁の駆動電源の状態も反映すること
から、これら各プロセス入力信号を利用すること
で電動弁の電源喪失を監視することが可能である
と考えられる。 そこで本発明はかかる点に着目して成されたも
のであり、待機状態監視の一要素である電動弁開
閉状態の監視に用いられている前記２つの補助リ
レー接点より得られるプロセス入力信号の状態に
より電源監視を行なうことによつて、新たな電源
監視用リレーの追加やケーブルの布設をせずに済
み、従つて低コストで電動弁電源の監視をも行な
えるようにした電動弁監視装置を提供することを
目的とする。 上記目的を達成するため、本発明は、プラント
の監視対象とする主要な電動弁の状態を監視をす
る装置において、電動弁の駆動電源を、自身の電
源として共用し、前記電動弁が“開”となつた時
動作する第１の補助リレー及び前記電動弁が
“閉”となつた時動作する第２の補助リレーを各
電動弁毎に設けるとともにこれら２つの補助リレ
ーの各接点より各々の補助リレーの動作状態を示
すプロセス入力信号を得、これら各プロセス入力
信号に基づき各電動弁の開閉状態を判定する機能
及び前記各電動弁毎に設けられる２つの補助リレ
ーのプロセス入力信号がともに不動作を示す時当
該電動弁の電源喪失と判定する機能を有する判定
手段を設けて構成する。 このような構成によれば、プラントの監視対象
とする主要な電動弁の駆動電源を、電源として共
用し、前記電動弁が“開”となつた時動作する補
助リレー及び前記電動弁が“閉”となつた時動作
する補助リレーの各々プロセス入力信号を利用し
ており、これらがともに補助リレー不動作を示す
とき、このような状態は電源喪失以外あり得ない
ので、電源喪失と判定することができる。 このように本発明は待機状態監視の一要素であ
る電動弁開閉状態の監視に用いられている前記２
つの補助リレー接点より得られるプロセス入力信
号の状態により電源監視を行なう機能を設けたこ
とによつて、新たな電源監視用リレーの追加やケ
ーブルの布設をせずに低コストで電動弁電源の監
視をも行なえるようにした電動弁監視装置を提供
することができる。 以下、本発明の実施例について詳しく説明す
る。 ここで本発明では、弁の開閉状態を検出する２
個のリミツトスイツチの接点開・閉検出機構を利
用する。すなわち、弁の開閉状態を判定するため
に、２個のリミツトスイツチの接点開・閉状態に
応じて動作する２個の補助リレーを用いるので、
そのリレーの信号をとりこみ、この２個の補助リ
レーの論理値（オン／オフ）の組合せから電動弁
電源の状態も推定しようとするものである。通
常、上記２個の補助リレーの論理値は弁の状態と
下記のような関係にある。

【表】 実際にはこの組合せ以外に２個の補助リレー論
理値がともに“０”“０”のケースがある。この
ケースは２個の補助リレーがともに無励磁すなわ
ち補助リレー自身の電源が喪失したケースである
が、これまでは故障又は異常状態とされて、電動
弁の状態監視として直接利用していない。そこで
本発明では、この２個の補助リレーの電源とし
て、本来監視すべき電動弁の駆動電源から分岐さ
せ、２個の補助リレー論理値がともに“０”“０”
のケースをもつて電動弁の電源異常を検出させよ
うとするものである。このようにするならば、電
動弁の電源異常に対し、独立に不足電圧検リレー
を設ける必要がない。 第１図にこのような原理を利用した本発明の構
成を示す。図において、１は電動弁の“開”表示
を行なう表示ランプ、２は“閉”表示を行なう表
示ランプであり、これら表示ランプ１、表示ラン
プ２はそれぞれ電動弁の開度位置により動作する
リミツト・スイツチ３，４の動作により点灯及び
消灯する。５は電動弁駆動モータであり、前記弁
開閉表示用の表示ランプ１，２の電源はこの電動
弁駆動モータ５の電源６よりトランス７を介して
変圧して供給する。前記電動弁駆動モータ５の動
作及びそれに伴なうリミツト・スイツチ３，４の
動作に従い弁開閉表示用の表示ランプ１，２は点
灯、消灯するが、それに対応して動作する様にト
ランス７を介して電動弁駆動モータ５の電源と共
用するようにした補助リレー８，９がこれら弁開
閉表示用の表示ランプ１，２にそれぞれ並列に設
けられ、その接点１０，１１を動作させる。接点
１０，１１は電動弁の状態を示すプロセス入力１
２としてプロセス情報を一括して与えるためのプ
ロセス入力装置１３に集められたのち、プロセス
入力１２をもとに状態監視を行ないつつ所定の制
御を行なうための状態監視装置１４に入力され
る。状態監視装置１４はプロセス入力１２から現
在の弁の開閉状態を判定する判定機能１５と予め
接点１０，１１の組み合わせの状態によつて決め
られた弁の開閉状態と電源喪失の状態を記憶する
記憶機能１６と判定機能１５出力と記憶機能１６
の出力を比較判定する比較機能１７と一連の機能
を制御する制御機能１８及び結果を表示する表示
装置１９からなる計算機システムである。 次に上記構成の本発明の作用について説明す
る。 電動弁に備えつけられたリミツト・スイツチ
３，４は電動弁の“開”及び“閉”状態に応じて
一般的に第２図の様な接点状況となる。 即ち、リミツト・スイツチ３は第２図ａに示す
ように弁が開き始めた時点から接点閉となり弁全
開まで“閉”である。 一方、リミツト・スイツチ４は第２図ｂに示す
ように弁全閉から全開直前まで接点閉の状態とな
る。 従つて、リミツト・スイツチ３，４の動作に対
応した弁開閉表示用の表示ランプ１（通常、赤色
を用いる）、２（通常、緑色）は、弁全閉状態の
とき、閉表示用の表示ランプ２（緑色）のみ点
灯、弁が中間開度状態のときは表示ランプ１（赤
色）、２（緑色）の両ランプが点灯、弁全開状態
のときは表示ランプ１（赤色）のみ点灯といつた
状態になる。 補助リレー８，９の動作は上記リミツト・スイ
ツチ３，４、弁開閉表示用の表示ランプ１，２と
対応しており、補助リレー８はリミツト・スイツ
チ３の接点が“閉”の時励磁状態となり、“開”
の時無励磁状態となる。補助リレー９についても
同様で、リミツト・スイツチ４の接点が“閉”の
時、励磁状態となり、“閉”の時無励磁状態とな
る。また、補助リレー８，９の接点１０，１１は
補助リレーの励磁、無励磁に応じて、それぞれ接
点閉、開となる。（ａ接点の場合）。 従つて、リミツト・スイツチ３が“閉”の時接
点１０は“閉”となり、“開”の場合に接点１０
は“開”となる。補助リレー接点１１についても
同様で、リミツト・スイツチ４が閉の時、接点１
１が“閉”、“開”の時接点１１が開となる。即
ち、電動弁全閉の場合には、リミツト・スイツチ
３が“開”、リミツト・スイツチ４が“閉”であ
り、接点１０，１１はそれぞれ“開”、“閉”の状
態となる。 また、電動弁が中間開度の場合、リミツト・ス
イツチ３，４は共に“閉”であり接点１０，１１
も“閉”となる。更に電動弁全開の場合にはリミ
ツト・スイツチ３は“閉”のまま、リミツト・ス
イツチ４が“開”となるので、接点１０，１１は
それぞれ“閉”、“開”となる。 以上の弁の開閉状態とリミツト・スイツチ３，
４、補助リレー８，９、接点１０，１１の関係を
まとめると下表の様になる。（但し一般的な場合）

【表】 ところで、本発明の特徴となる電動弁の電源喪
失監視は上記の接点状態の組み合わせを基に判定
機能１５にて以下の様に行なう。 即ち、電動弁の駆動電源が喪失した場合、補助
リレーの電源は、弁駆動電源をトランス７を介し
て得るようにしているため、電動弁と同様に喪失
し、電動弁の実際の開度にかかわりなく補助リレ
ー８，９は無励磁となり、それに伴つて接点１
０，１１はともに開状態となる。 接点１０，１１の両方が“開”となる状態は前
記表−１に示した弁の全ての開度状態にあてはま
らないから、これを第３図に示す様な論理回路を
通すことにより電動弁の駆動電源喪失として判断
することができる。 即ち、第３図において３１は前記接点１０の閉
路時に得られる接点閉出力（論理レベルは接点１
０が閉の時“１”、開の時“０”）、３２は前記接
点１１の閉路時に得られる接点閉出力（論理レベ
ルは接点１１が閉の時“１”、開の時“０”）、３
３，３４，３５，３６は２入力の論理積をとる第
１のアンド回路、３７，３８，３９，４０は入力
の否定出力を発生するノツト回路であり、前記接
点閉出力３１，３２の論理積をアンド回路３３で
とり、その出力を中間開度判定出力４１とし、ま
た前記接点閉出力３１のノツト回路３７を通した
出力と前記接点閉出力３２の論理積をアンド回路
３４でとり、その出力を全閉判定出力４２とし、
また前記接点閉出力３２のノツト回路３８を通し
た出力と前記接点閉出力３１との論理積をアンド
回路３５でとり、その出力を全開判定出力４３と
し、また前記接点閉出力３１のノツト回路３９を
通した出力と前記接点閉出力３２のノツト回路４
０を通した出力との論理積をアンド回路３６でと
り、その出力を電源喪失判定出力４４とする。 その結果、電源喪失の場合のみ接点閉出力３
１，３２がともに接点開を示す論理レベル“０”
となるから、ノツト回路３９，４０にて反転され
て論理レベル“１”が入力されるアンド回路３６
のみが“１”出力を発生するので、これより電源
喪失を知ることができる。 このような判定機能はハードウエアとして構成
する以外にソフトウエアでも処理を行なうことが
できるから、接点１０，１１の両方が“開”の場
合は電動弁電源喪失の場合であるとして状態監視
装置１４の記憶機能１６に記憶しておき現在の接
点の状態を判定する判定機能１５によつて判定さ
れた出力と記憶機能１６の出力を比較機能１７に
より比較することによつて弁の開閉状態とともに
弁の電源喪失についても監視することが出来る様
になる。 以上の様な電動弁の監視装置によれば、待機監
視上必要な電動弁開閉状態の監視と、同時に電源
監視用リレーやケーブルの追加を全く行なうこと
なく電源喪失の監視が行なえることにより待機監
視装置としての機能を保ちながらコストダウンを
はかることができる。 このように本発明は原子力発電所などのプラン
トの監視対象とする主要な電動弁の駆動電源を電
源として共用し、前記電動弁が“開”となつた
時、動作する補助リレー及び“閉”となつた時、
動作する補助リレーを各電動弁毎に設けてこれら
２つの補助リレーの各接点より各々の補助リレー
の動作状態を示すプロセス入力信号を得、これら
各プロセス入力信号より当該電動弁の開閉状態を
判定するようにした監視装置において、前記各電
動弁毎にそれぞれ設けられる２つの補助リレーの
接点の組み合わせ論理から該２つの補助リレーが
ともに不動作の時、当該電動弁の電源喪失と判定
する機能を持たせたので、前記プロセス入力信号
を用いて各電動弁の電源喪失監視を行なうことが
できるから新たに電源監視用リレーやケーブルな
どを布設することなく電源喪失の監視を行なえ、
しかも待機監視装置としての機能を保ちながらこ
れを行なうことができる等、安価で信頼性の高い
電動弁監視装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電動弁監視装置の一実施例を
示すブロツク図、第２図はリミツト・スイツチの
動作状態の関係を説明するための図、第３図はプ
ロセス入力信号より電動弁の状態と電源喪失の判
定を行なう論理回路例を示すブロツク図である。 １……電動弁開表示用ランプ、２……電動弁閉
表示用の表示ランプ、３，４……リミツト・スイ
ツチ、５……電動弁駆動モータ、６……電源、７
……トランス、８……補助リレー（開側）、９…
…補助リレー（閉側）、１０，１１……接点、１
２……プロセス入力、１３……プロセス入力装
置、１４……状態監視装置、１５……判定機能、
１６……記憶機能、１７……比較機能、１８……
制御機能、１９……表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラントの監視対象とする主要な電動弁の状
   態を監視する装置において、電動弁の駆動電源
   を、自身の電源として共用し、前記電動弁が
   “開”となつた時動作する第１の補助リレー及び
   前記電動弁が“閉”となつた時動作する第２の補
   助リレーを各電動弁毎に設けるとともにこれら２
   つの補助リレーの各接点より各々の補助リレーの
   動作状態を示すプロセス入力信号を得、これら各
   プロセス入力信号に基づき各電動弁の開閉状態を
   判定する機能及び前記各電動弁毎に設けられる２
   つの補助リレーのプロセス入力信号がともに不動
   作を示す時当該電動弁の電源喪失と判定する機能
   を有する判定手段を設けて構成したことを特徴と
   する電動弁監視装置。