DE19716928A1 - Verfahren zum Verarbeiten von Prozeßsignalen einer Kraftwerksanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verarbeitung von Prozeßsignalen einer Kraftwerksanlage, insbesondere einer Kernkraftwerksanlage, die mehrere untereinander wechselwir­ kende Anlagenteile umfaßt.

In einer Leitwarte zur Steuerung einer Kraftwerksanlage fal­ len ständig große Mengen verschiedener Meßwerte und Meldesi­ gnale (Meßdaten) an, die in ihrer Gesamtheit den Anlagen- oder Betriebszustand beschreiben. Das Bedienpersonal der Kraftwerksanlage steht vor der Aufgabe, die für den Betriebs­ zustand jeweils relevanten Meßdaten zu identifizieren und ihre Werte in bezug auf den Zustand der Anlage zu verfolgen, zu analysieren und zu interpretieren sowie gegebenenfalls re­ sultierende Handlungen auszuführen. Dabei wird das Bedienper­ sonal üblicherweise von in der Leittechnik vorgesehenen In­ formationsfilter unterstützt, die archivierte oder auch aus­ schließlich für den aktuellen Anlagenzustand relevante Meßda­ ten zu einer Anzeige bringen. Die überwiegende Menge der ins­ gesamt erfaßten Meßdaten wird üblicherweise lediglich elek­ tronisch protokolliert.

Vorrangiges Ziel bei einer Analyse oder Interpretation da­ durch entstandener Meßdatenprotokolle, insbesondere bei einer Systemdiagnose, ist die Ermittlung der Ursache für eine gene­ rierte Meldung. Insbesondere bei der Störungsanalyse muß vom Bedienpersonal geklärt werden, aufgrund welchen Fehlers ein Störungssignal auftrat. Dazu ist es notwendig, daß eine Si­ gnalrückverfolgung, die üblicherweise elektronisch in einem Prozeßführungssystem zu der zugrundeliegenden Störungsmeldung führt, durchgeführt werden muß. Zum Beheben der Störung muß das Bedienpersonal aufgrund der Betriebserfahrung über aus­ reichende Kenntnisse über die Folgen der Störungsmeldung so­ wie über die zu ergreifenden Maßnahmen verfügen. Dies ge­ schieht üblicherweise, indem das Bedienpersonal manuell in einem Betriebshandbuch die relevanten Kapitel nachschlägt und dort die entsprechenden Betriebsanweisungen entnimmt.

Bei einer derartigen manuellen Suche in dem Betriebshandbuch treten meist aufgrund des großen Umfangs und der großen in­ haltlichen Komplexität solcher Bedienungsanleitungen erhebli­ che Probleme auf, die in hohem Maße von den Erfahrungen des Bedienpersonals abhängen. Diese Suche ist somit mit einem ho­ hen Aufwand und zudem mit hohen Anforderungen an das Bedien­ personal hinsichtlich eines enormen Zeitdrucks verbunden, da häufig kurzfristig Entscheidungen zur Einleitung von Gegen­ maßnahmen getroffen werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verarbeiten von Prozeßsignalen einer Kraftwerksanlage an­ zugeben, das eine schnelle und zuverlässige Analyse von Stö­ rungsmeldungen erlaubt. Dies soll so schnell geschehen, daß geeignete Gegenmaßnahmen im Bedarfsfall rechtzeitig ergriffen werden können, so daß ein Stillstand der Kraftwerksanlage und/oder Fehlerfortplanzungen vermieden oder minimiert wer­ den.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zum Verarbeiten von Pro­ zeßsignalen einer Kraftwerksanlage erfindungsgemäß gelöst, indem die Prozeßsignale mit einem diese charakterisierenden Datenmodell verknüpft werden, wobei in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Anlage und/oder dem Datenmodell ein Ver­ weis auf eine korrespondierende Information zu dem Anlagenzu­ stand in einem Speichermodul automatisch erzeugt wird und die Information ausgegeben wird.

Auf diese Weise, insbesondere durch die automatisch erzeugten Verweise, ist es möglich, in dem Speichermodul enthaltene In­ formation komfortabler, sicherer und schneller aufzufinden. Insbesondere wenn die Informationen an weit auseinanderlie­ genden Stellen im Speichermodul stehen, ist die Suche schnel­ ler als bisher möglich. Bei dem Speichermodul handelt es sich insbesondere um ein maschinenlesbares Dokument, z. B. ein Betriebshandbuch, das den Anlagenprozeß betriebstechnisch und sicherheitstechnisch beschreibt. In der Kraftwerksanlage er­ faßte Meßwerte und/oder Meldesignale werden als sogenannte Prozeßsignale chronologisch, d. h. zeitfolgerichtig, in dem Speichermodul hinterlegt. Die Prozeßsignale umfassen dabei einerseits in der Art von dynamischen Komponenten Meßwerte und Meldesignale, die beispielsweise jeweils einen Meßwert zum Zeitpunkt seiner Erfassung numerisch charakterisieren. Andererseits umfassen die Prozeßsignale aber auch in der Art statischer Komponenten oder Beschreibungsdaten ein sogenann­ tes Datenmodell. Dabei sind im Datenmodell beispielsweise Randbedingungen hinterlegt, unter denen die Meßwerte gewonnen wurden. Als Randbedingungen sind insbesondere Prozeßkennzei­ chen, Begleittexte, Meßbereiche, Erfassungszyklus und/oder Verarbeitungsvorschriften von Bedeutung.

Darüber hinaus werden die Prozeßsignale mittels des Datenmo­ dells hinsichtlich ihrer betriebstechnischen und sicherheits­ technischen Funktion beschrieben. Aufgrund der Verknüpfung der Prozeßsignale mit dem jeweils zugehörigen Datenmodell ist es möglich, für ein Prozeßsignal dessen Betriebs- und Sicher­ heitsfunktionen aufzufinden, wobei ein Verweis auf eine kor­ respondierende Information des Datenmodells erzeugt wird. Die Information umfaßt beispielsweise bei einer Störungsmeldung die der Störung zugrundeliegende Ursache sowie die notwendi­ gen Maßnahmen, die zur Störungsbeseitigung eingeleitet werden müssen. Weitere Informationen sind möglich, z. B. Informatio­ nen über Wartungsintervalle, Wartungsarbeiten, aber auch Ab­ laufketten für Anfahr- und Abfahrbetrieb einzelner Komponen­ ten.

Die Information wird z. B. als Anzeige ausgegeben. Mit anderen Worten: Einzelne Prozeßsignale sowie das dazugehörige Daten­ modell können mittels im Speichermodul hinterlegter Verweise oder Verknüpfungspunkten selektiert, verfolgt und ausgegeben werden. Somit wird für das Bedienpersonal die beispielsweise auf ein Bildschirm erzeugte Information derart gefiltert, verdichtet sowie strukturiert, daß das Bedienpersonal eine Ursachenerkennung für die Störungsmeldung besonders effektiv durchführen kann. Beispielsweise können die im ganzen Be­ triebshandbuch verteilten Informationen auf einem Bildschirm in mehreren Fenstern dargestellt werden.

Um auch andere Prozeßsignale, die mit dem ausgewählten Pro­ zeßsignal besonders stark korrelieren, auffinden zu können, wird in Abhängigkeit von einer ausgegebenen Information ein Verweis auf mindestens eine weitere Information erzeugt. Da­ mit wird also quasi eine Informationskette gebildet. Dem Be­ dienpersonal wird somit in besonders einfacher Art und Weise erkennbar gemacht, welche Prozeßsignale im Zusammenhang mit der Störungsmeldung oder mit dem zu untersuchenden Prozeßsi­ gnal zu berücksichtigen sind. Mittels derartiger Verweise, z. B. Hyperlink oder Verknüpfungspunkte, wird das Bedienperso­ nal durch das Betriebshandbuch entlang der prozeßabhängigen Wechselwirkungen der Prozeßsignale navigiert.

Zweckmäßigerweise wird die Information als Bedienanweisung an eine Bedienperson ausgegeben. Durch die Bedienanweisung, die beispielsweise in einem Fenster auf einem Bildschirm oder ei­ nem Display als Anzeige ausgegeben wird, ist eine leicht be­ dienbare Mensch-Maschinen-Schnittstelle gegeben. Insbesondere bei einem Touch-Screen-Terminal wird das Bedienpersonal durch die erzeugten Verweise von einer Information zu einer näch­ sten Information besonders schnell geführt.

Damit auch während des Betriebes der Anlage, z. B. Prozeßsi­ gnaländerungen oder Änderungen im Datenmodell, berücksichtigt werden können, wird bei der Erstellung der Information diese mittels einer vorgebbaren Spezifikation auf Veränderungen ge­ prüft, wobei diese Veränderungen protokolliert werden. D.h., Informationen werden nur dann generiert, wenn sichergestellt ist, daß die zu untersuchenden Prozeßsignale sowie die zu­ grundeliegenden Datenmodelle mit der aktuellen Spezifikation der Anlage übereinstimmen. Im anderen Fall werden die Abwei­ chungen von der Spezifikation in Form eines Fehlerprotokolls ausgegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß durch die Verknüpfung der Prozeßsignale mit den diese charakterisierenden Datenmodellen sowie der automati­ schen Erzeugung des Verweises auf eine korrespondierende In­ formation in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Anla­ ge ein schneller und besonders sicherer Zugriff auf die dem Prozeßsignal zugrundeliegenden Informationen gewährleistet ist. Insbesondere durch die Führung des Bedienpersonal mit­ tels Verweise in dem Betriebshandbuch sowie der direkten An­ bindung der Prozeßsignale an das Speichermodul ist auch unter einen enormen Zeitdruck eine schnelle und zuverlässige Analy­ se von Störungen ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich­ nung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Funktionsschema mit zur Durchfüh­ rung eines Verfahrens zum Verarbeiten von Prozeßsignalen ei­ ner Kraftwerksanlage vorgesehen Komponenten.

Als Kraftwerksanlage ist in der Figur schematisch eine Kern­ kraftanlage 1 (nachfolgend als Anlage 1 bezeichnet) mit einem Reaktorgebäude 2 dargestellt. Eine derartige Kernkraftanlage ist beispielsweise in der DE 43 21 229 AI beschrieben.

In der Anlage 1 erfaßte Prozeßsignale werden einem Prozeßin­ formationssystem 10 zugeführt. Das Prozeßinformationssystem 10 ist im Ausführungsbeispiel eine leittechnische Einrich­ tung, z. B. ein Automatisierungssystem, ein Prozeßführungssy­ stem, eine Datenverarbeitungseinheit oder ein Personalcompu­ ter.

Das Prozeßinformationssystem 10 umfaßt ein Speichermodul oder eine Datenquelle 12, die als Datenbasis für ein den Prozeßsi­ gnalen PS zugrundeliegenden Datenmodell D dient. Die Daten­ quelle 12 kann dabei beispielsweise ein Datenmodellrechner oder eine relationale Datenbank sein. Ein Datenmodellrechner generiert selbsttätig ein aktuelles Datenmodell D, wohingegen eine relationale Datenbank in ihr beispielsweise in Form von Tabellen hinterlegte Datenmodelle D verwaltet. Darüber hinaus umfaßt das Datenmodell D Informationen, die die betriebstech­ nischen und sicherheitstechnischen Funktionen des entspre­ chenden Prozeßsignals PS beschreiben.

Das Prozeßinformationssystem 10 umfaßt ferner ein Spezifika­ tionsmodul 14. In dem Spezifikationsmodul 14 werden bei­ spielsweise Veränderungen des den Prozeßsignalen PS zugrunde­ liegenden Datenmodells D hinterlegt. Darüber hinaus sind in dem Spezifikationsmodul 14 Kriterien K für den Aufbau der In­ formationen I hinterlegt, die als Bedienanweisungen an eine Bedienperson ausgegeben werden. Als Kriterium K für den Auf­ bau der Information I wird beispielsweise das Layout, die Schriftgröße oder Schrifttyp hinterlegt. Zur Ausgabe der In­ formation I umfaßt das Prozeßinformationssystem 10 ein Struk­ turanalysemodul 16 und ein Anzeigemodul 18, z. B. einen Bild­ schirm.

Im Betrieb der Anlage 1 werden dort erfaßte Prozeßsignale PS der Datenquelle 12 zugeführt. In der Datenquelle 12 werden die Prozeßsignale PS mit dem zugehörigen Datenmodell D ver­ knüpft und anschließend dem Strukturanalysemodul 16 zuge­ führt. In dem Strukturanalysemodul 16 wird das mit dem Daten­ modell D verknüpfte Prozeßsignal PS mit den Kriterien K des Spezifikationsmoduls 14 verglichen. Bei Abweichung des Daten­ modells D von den Kriterien K wird das Bedienpersonal in ge­ eigneter Weise, z. B. mittels eines Fehlerprotokolls auf einen Drucker 20 über die Abweichungen informiert.

Bei einer Veränderung des Datenmodells D generiert das Struk­ turanalysemodul 16 automatisch die das Datenmodell D enthal­ tene Information I auf dem Anzeigemodul 18 neu. Dabei wird mittels des Strukturanalysemodul 16 auch der Aufbau der aus­ zugebenden Information I überprüft. D.h., daß bei der Gene­ rierung der Information I z. B. deren Layout als Bedienanwei­ sung an eine Bedienperson geprüft wird. Als weitere Kriterien K zur Prüfung der Information I dienen beispielsweise ein Schriftkopf 22, ein Textfeld 24 für die Ausgabe des Prozeßsi­ gnales PS sowie weitere Textfelder 26, 28, 30, 32 für die Ausgabe z. B. der Folgen und Maßnahmen einer dem Prozeßsignal PS zugrundeliegenden Störungsmeldung. In Abhängigkeit von den anwenderspezifischen Anforderungen können weitere Kriterien K vorgegeben werden, wie z. B. Schriftgröße, Farbe etc.

Für den Fall, daß keine Änderungen im Datenmodell D durchge­ führt werden, wird die im Datenmodell D enthaltene Informa­ tion I direkt mittels der Datenquelle 12 auf dem Anzeigemodul 18 ausgegeben. Somit ist ein Durchlaufen des Strukturanalyse­ moduls 16 vermieden. Dies wiederum führt zu einer noch schnelleren Ausgabe der Information I.

In Abhängigkeit von durch den Anlagenprozeß gegebenen Wech­ selbeziehungen der Prozeßsignale PS sind in den auszugebenden Informationen I Hyperlinks oder Verweise V1 bis V6 automa­ tisch verfügbar. Dabei können die Verweise V1 bis V6 einer­ seits bei der Erstellung der Informationen I definiert vorge­ geben werden. Andererseits können die Verweise V1 bis V6 bei einer direkten Anbindung an den Anlagenprozeß auch automa­ tisch gesetzt werden.

Durch die Verfügbarkeit derartiger Verweise V1 bis V6 in der Information I wird das Bedienpersonal durch Anklicken dieser Verweise V1 bis V6 automatisch zu weiteren Informationen I, die z. B. in Wechselwirkung mit der auszugebenden Information I stehen, geführt. Bevor die Information I auf dem Anzeigemo­ dul 18 ausgegeben wird, werden analog zu der Prüfung Layouts der Information I auch die automatisch erzeugten Verweise V1 bis V6 in dem Strukturanalysemodul 16 mittels der entspre­ chenden Kriterien K des Spezifikationsmoduls 14 auf Richtig­ keit geprüft.

Die Ausgabe der Information I auf dem Anzeigemodul 18 wird z. B. in Art oder Darstellung eines elektronischen Betriebs­ handbuches als ein Fenster F ausgegeben. Durch ein derartig aufgebaut es elektronisches Betriebshandbuches ist es dem Be­ dienpersonal ermöglicht, insbesondere im Störungsfall schnellstmöglich mittels der Verweise V1 bis V6 nacheinander die in Wechselwirkung stehenden Informationen I auf zurufen und in Fenstern F anzuzeigen. Dabei können mehrere Fenster F auf dem Anzeigenmodul 18 gleichzeitig geöffnet werden.

Alternativ oder zusätzlich kann die Information I ebenfalls auf einen Drucker 20 ausgegeben werden. Ferner ist es mög­ lich, zur späteren Analyse des Störfalles oder zur Untersu­ chung von bestimmten Betriebszuständen die angewählten Infor­ mationen I in einem Archiv 34, z. B. auf einer CD-ROM oder ei­ nem magnetooptischen Datenträger, zu hinterlegen. Bedingt durch die zunehmende Komplexität der Anlage 1 sowie des Auto­ matisierungssystems oder dessen Prozeßinformationssystems 10 ist es notwendig, das andere Datenverarbeitungseinheiten 36, z. B. ein PC, eine Workstation oder ein Server beispielsweise über eine Netzdatenanbindung Zugriff auf die Information I des Prozeßinformationssystems 10 haben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß bedingt durch das automatische Setzen von Ver­ weisen in einer in Abhängigkeit von einem Anlagenzustand er­ zeugten und ausgegebenen Information das Bedienpersonal schnellstmöglich und zuverlässig zu weiteren Informationen geführt wird. Insbesondere in Störfallsituationen, in denen ein schnelles und sicheres Handeln des Bedienpersonals erfor­ derlich ist, wird die Bedienperson durch ein derartiges, oben beschriebenes elektronischen Benutzerhandbuch entlastet.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verarbeiten von Prozeßsignalen (PS) einer Kraftwerksanlage (1), wobei die Prozeßsignale (PS) mit einem diese charakterisierenden Datenmodell (D) verknüpft werden, wobei in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Anlage (1) und/oder dem Datenmodell (D) ein Verweis (V1-V6) auf eine korrespondierende Information des Datenmodells zu dem Anla­ genzustand in einem Speichermodul automatisch erzeugt wird und die Information (I) ausgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Abhängigkeit von einer ausgegebenen Information (I) ein Verweis (V1-V6) auf minde­ stens eine weitere Information (I) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Information (I) als Bedienanweisung an eine Bedienperson ausgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei der Erstellung der Information (I) diese mittels einer vorgebbaren Spezifikation auf Veränderungen geprüft und diese Veränderungen protokol­ liert wird.