JP2002139591A - 原子炉手動操作装置 - Google Patents
原子炉手動操作装置Info
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Abstract
トウェア処理を含むシステムへのリプレースを合理的に
実現する。 【解決手段】制御棒を電磁弁駆動による水圧で制御する
沸騰水型原子炉において、手動で与えられる操作情報に
基く駆動シーケンスのタイミングからシーケンスパター
ンを生成する2重化された演算部をもつ操作制御手段4
1、該シーケンスパターンに基いて操作対象制御棒毎の
命令ワードを作成するとともに、該命令ワードの各々を
2重化された演算部で相互に交信して、予め決められた
時間ずれ内での論理積を求め、一致した場合に択一した
命令ワードをシリアルに伝送する伝送制御手段42と、
該命令ワードを受信してプロトコル変換し、下流の複数
の伝送分岐部に制御指令として伝送する伝送装置32、
該伝送分岐部から分岐して1本毎の制御棒駆動装置を駆
動する電磁弁駆動回路31を備えている。
Description
作装置の信頼性向上とリプレース方式に関する。
の水圧駆動制御を行う原子炉手動操作装置及び位置指示
装置にコントローラを適用し、ソフトウェア処理により
機能を実現するシステムが提案されている。例えば、Adv
anced RMCS and RPIS(ICON,71997th International
Conference on Nuclear Engineering,Tokyo,Japan,Apr
il 19−23,1999)である。また、ソフトウェア処理を前
提とした制御棒操作コントーラと位置監視コントローラ
を具備する制御棒位置監視装置におけるサーベランス機
能については、特開平10−319171に提案されている。
R)の既設プラントにおいては、制御棒の駆動方式は水
圧駆動が適用されている。したがって、制御棒の水圧駆
動制御を行う原子炉手動操作装置及び位置指示装置にコ
ントローラを適用し、ソフトウェア処理により機能を実
現するシステムは、既設プラントを前提としている。し
かし、上記した従来技術では、ソフトウェア処理により
機能を実現するシステムを、原子力プラントに導入する
際の具体的な考慮がなされていない。
に、現在稼動している従来型のシステムは、その機能を
実現するために専用の電子回路、すなわちハードウエア
のみで構成されている。しかし、従来型のハードウエア
からソフトウェア処理を前提とした制御棒制御監視装置
への合理的なリプレースについては、充分な検討がされ
ていない。
鑑み、従来型のシステムからソフトウェア処理により機
能を実現するシステムへのリプレースを容易にする原子
炉手動操作装置を提供することにある。また、自動/手
動切り替えに応じた制御棒の制御が行なえる原子炉制御
装置を提供することにある。
明は、原子炉制御棒の操作装置のソフトウエア化に際し
て、2重系の範囲を抑制してコンパクト化を図ると共
に、制御棒駆動装置の機械系との取合い部は従来のまま
にして部分的なリプレースを可能にしている。
2重化演算部で処理(決定)する操作制御手段と、該2
重化されたデータを別の2重化演算部で受信し互いに交
信して所定時間内での論理積を実行し、該論理積が成立
するときに該データを択一して送信する伝送制御手段
と、該データを受信してプロトコル変換してシリアルの
伝送指令を生成し、下流の複数の伝送分岐部にシリアル
に伝送する伝送手段と、前記分岐部から分岐して制御棒
を駆動する制御棒駆動手段を有している。
ビット、制御棒のアドレス、電磁弁の励磁命令を含んで
制御棒毎に弁別されるので、前記制御棒駆動手段、すな
わち制御棒駆動機構のインターフエースを従来と同様に
できる効果がある。
構成となる。位置入力装置は位置検出機構からの制御棒
位置を入力し、各位置入力装置を分岐部を経由して接続
した位置伝送手段は位置信号をさらに上流に送信し、演
算部で互いに交信することにより分配され、2重系の位
置監視装置でソフトウエア処理した制御棒位置の一方を
表示している。ここでも、位置検出装置、すなわち位置
検出機構のインターフエースは従来と同様である。
記制御棒制御装置は前記2重化されたマイコンの演算部
を持つ制御盤によって一新するとともに、前記制御棒駆
動装置の制御盤中で前記プロトコル変換を行なう伝送装
置のみを部分的に更新していることを特徴とする。ま
た、制御棒位置監視システムも同様で、制御棒監視装置
の盤は一新し、位置入力装置の盤は位置伝送装置のみが
更新されている。
する。各図を通して、同一の構成要素には同一の符号を
付している。
動操作装置のシステム構成を示す。原子炉1内には原子
炉出力に対応した数の制御棒2が、例えば1100MW
e級の原子力プラントでは185本が設置され、原子炉
の出力制御に用いられる。
棒1本毎に対応したカードとしての電磁弁駆動回路31
のトランジスタ接点により、制御棒駆動機構21に取り
付けられた4つの方向制御電磁弁の開閉を制御する。制
御棒2は水圧に応じてノッチ(機械的にロックされる制
御棒の移動単位)または連続での挿入、あるいは引抜が
行われる。
設置された表示・操作装置72及びスイッチ・ランプ回
路73を用いて行われる。例えば、タッチオペレーショ
ン機能を有する表示・操作装置72には、全炉心の制御
棒選択スイッチが表示され、タッチ操作により操作対象
の1本が選択される。その後、ハードスイッチとしての
スイッチ・ランプ回路73のスイッチにより、ノッチ操
作の場合は制御棒監視装置6からの情報である位置情報
を見ながら任意の時間、挿入または引抜のスイッチを押
下する。また、連続挿入操作の場合は緊急挿入のスイッ
チを押下し、連続引抜操作の場合は連続引抜スイッチと
引抜スイッチを同時操作する。
して制御棒制御装置4にデータ伝送され、2重化された
演算部としての各々の操作制御手段41で中性子計装系
等の関連系統から入力されたインターロック信号によ
り、制御可能か制御阻止かの判定がなされた後、操作情
報に基づいて方向制御電磁弁の開閉制御のためのタイミ
ングシーケンスパターンとしての操作命令が出力され
る。
いて、伝送制御手段42で操作対象制御棒のアドレス情
報、方向制御弁の励磁情報(引抜供給弁励磁命令,挿入
弁励磁命令,引抜排出弁励磁命令)を命令ワードとする
伝送データのフレームが生成される。伝送データのフレ
ームは、2重化された伝送制御手段42a,bの間で相
互伝送され、パラメータ比較により一致した場合には、
各伝送制御手段42a,bから制御棒駆動装置3の伝送
装置32に高速でサイクリック伝送される。
プロトコル変換し、下流側伝送の専用のプロトコルとし
ての伝送フレーム内に伝送の同期ビット情報と、制御棒
と1:1の関係にある電磁弁駆動回路を識別するアドレ
ス情報と、電磁弁の励磁情報を含んで制御棒毎のシリア
ル信号にし、例えば制御棒1本毎に対応したカードを備
える電磁弁駆動回路31に伝送する。電磁弁駆動回路3
1は、シリアル信号に含まれる操作対象制御棒のアドレ
ス情報に対応するカードを選択する。電磁弁駆動回路3
1は、同じくシリアル信号に含まれる方向制御弁の励磁
情報(引抜供給弁励磁命令,挿入弁励磁命令,引抜排出
弁励磁命令)により、方向制御電磁弁の開閉を制御する
ためのトランジスタ接点信号を出力する。
御棒2の位置検出機構22は、ノッチの偶数位置を示す
25個のリードスイッチ他、合計54個のリードスイッ
チを有し、それらの接点信号が11芯のケーブルに対応
したコード化された情報として、位置入力装置5の位置
入力回路51に入力される。
ている全炉心の制御棒座標マップに基づき、制御棒毎に
対応した位置入力回路51のレジスタのアドレスにプロ
トコル変換された後、シリアル信号としてアクセスさ
れ、コード化されたリードスイッチの情報が取り込まれ
る。この位置情報は、2重化された伝送制御装置62に
データ伝送され、2重化された演算部としての位置監視
装置61に取り込まれる。さらに、表示制御装置71に
伝送され、画面データとして編集された後、中操の主盤
に設置された表示・操作装置72等に位置表示される。
設置された表示・操作装置72及びスイッチ・ランプ回
路73を用いて行われる。なお、制御棒制御装置4また
は制御棒監視装置6の盤内にも、中操と同様機能の表示
制御装置8及び表示・操作装置9が実装されていて、こ
れらの利用も可能である。
示す。本例は1ノッチ操作の場合である。1ノッチ引抜
操作は、制御棒監視装置6からの情報である位置情報を
見ながら任意の時間、引抜のスイッチが押下される。こ
の情報は2つの系から成る操作制御装置4の演算部に入
力され、1ノッチの制御棒の引抜きに対応した方向制御
電磁弁の開閉制御のための制御棒駆動タイマのシーケン
ス動作が開始する。
ンスは現在の位置で機械的にラッチされた状態からラッ
チを外すために、あらかじめ決められた短時間の挿入タ
イマが動作する。次いで、1ノッチに対応した引抜タイ
マが動作する。さらに、制御棒位置を機械的にラッチさ
せるためのセトルタイマが動作する。
ウェアによりタイミイグ制御される。(b)のように、
挿入タイマ、引抜タイマ、セトルタイマが動作している
時間だけ、操作対象制御棒のアドレス情報に対応した、
方向制御弁の励磁情報(引抜供給弁励磁命令,挿入弁励
磁命令,引抜排出弁励磁命令)がメモリ上にセットされ
る。
ーンについても同様であり、操作パターンに応じて、機
械系の動作が可能なように制御棒駆動タイマのシーケン
ス動作が定められており、同様に、ソフトウェアにより
タイミイグ制御されて方向制御弁の励磁情報がメモリ上
にセットされる。
ステムのハードウェア構成を示す。制御棒制御装置4の
2重化された演算部である操作制御手段41a,bと、
その各々に伝送制御手段42a,b及び伝送制御手段4
2c,dが接続される。
プに分けられ、原子炉を中心にプラントの反対エリアに
それぞれ配置されている。このため、ケーブル接続上、
制御棒駆動装置3も2つのグループに分けられて配置さ
れている。制御棒駆動装置3を実装する盤の構成は後述
する図17に示す通りで、実際のプラントにおいてはA
グループとBグループの配置に分けられる。
ら2つの光伝送ラインによる制御棒駆動装置3の一方の
グループへの伝送のみを示している。実際には、伝送制
御装置42b,42dからの光伝送ラインによる制御棒
駆動装置3の別のグループとの接続も存在する。送受信
ポート付き伝送装置321は伝送制御装置42からのデ
ータを受信すると、プロトコル変換を行い、下流側伝送
の専用のプロトコルとしての伝送フレーム構成を有する
シリアル信号にして、マルチドロップで接続された各電
磁弁駆動回路31へ送信する。伝送装置322a〜32
2nは伝送装置321からの信号を下流の伝送装置に中
継するとともに自身のグループに属する複数の電磁弁駆
動回路に分配接続する分岐部である。以下では、操作制
御手段41と伝送制御手段42a,42cから、制御棒
駆動装置3の1つのグループへの伝送方式について説明
する。図4に、伝送制御装置の内部メモリと系間接続を
示す。伝送制御手段42a(1系)と42c(2系)は
それぞれ内部メモリを有している。伝送制御手段42a
の内部メモリには、自系の演算部の制御指令データであ
る1系伝送データと、伝送制御手段42cの内部メモリ
から系間接続を介して伝送された制御指令データである
2系伝送データが記憶される。
手段42a,cの演算部で論理的には2つの制御指令デ
ータのAND(積論理)処理が実行され、具体的には各
々非同期で生成されたデータであるがゆえに、非同期に
よるズレを除きデータ内容が一致していると判断されれ
ば、42a,cの一方が択一され、伝送制御手段42a
に接続された光伝送ラインを通して、伝送装置321
へ、例えば、HDLCの通信プロトコルでサイクリック
に光伝送される。
演算部に異常が発生した場合には、伝送データが伝送装
置321へ送信されないことになる。この場合、本実施
例ではバイパス操作が行なわれ、正常な片系で生成した
制御指令データである伝送データを用いて、伝送装置3
21へ送信する。バイパス情報は伝送装置321でも監
視され、バイパス操作に応じて伝送されたデータの監視
が行なわれる。
き伝送装置321は、2つの伝送装置42a,cで択一
された系で伝送されたデータ(命令ワード)あるいはバ
イパス操作に応じて伝送されたデータを受信する。受信
された命令ワードは、プロトコル変換処理が行われた
後、マルチドロップ方式で接続された下流側の伝送装置
322a〜n及び電磁弁駆動回路31a1〜31an
に、シリアル信号として伝送される。
ローチャートを示す。1系伝送データを内部メモリにセ
ットし(s101)、系間接続経由で1系データを2系
に送信し(s102)、系間接続経由で2系データを受
信し(s103)、1系伝送データと2系伝送データを
比較する(s104)。比較の結果、1系伝送データと
2系伝送データが一致すれば、タイマストップ、タイマ
値クリアをし(s105−(1))、データが不一致で
タイマ停止中であればタイマスタートし(s105−
(2))、データ不一致でタイマ動作中であればタイマ
継続する(s105−(3))。
定時間を比較し(s106)、タイマ値が規定時間内で
あれば1系伝送データを伝送装置321に送信する(s
107−(1))。タイマ値が規定時間を超過していれ
ば、異常処理を行なう(s107−(2))。すなわ
ち、図4の伝送制御手段42aに接続された伝送ライン
を通して、伝送装置321へ1系伝送データが伝送され
る。この場合、伝送制御手段42cに接続された伝送ラ
インにはデータが送信されない。規定時間内に1系伝送
データと2系伝送データが一致しない場合、1系の演算
部に異常が伝送され、自己診断処理により警報出力がさ
れる。上記一連のAND処理は、2系においても同様に
実行される。
間を伝送する伝送データのフオーマットを示す。伝送制
御装置42a〜伝送装置321間で、このフオーマット
によるデータが、例えばHDLCの通信プロトコルでサ
イクリックに光伝送される。このフオーマットは、伝送
制御装置42aから伝送装置321への伝送データと、
その逆方向の伝送データを含んでいる。
の伝送データには、例えば、表示・操作装置72及びス
イッチ・ランプ回路73での操作に基づき、制御棒駆動
機構21の方向制御電磁弁を制御するための命令ワード
と、全制御棒の方向制御電磁弁を順次断線チェック等す
るためのテストワードが含まれている。
ドの選択制御棒に対応した状態情報として、フレーム内
に、制御棒のアドレスを示すビット情報や方向制御電磁
弁の励磁状態を示すビット情報等を有する確認ワード
と、全制御棒の座標マップ情報に基づいてスキャンして
取り込まれた制御棒駆動機構21のスクラム動作に関わ
る機器の状態情報を有するスキャンワードが含まれる。
リアル信号のフレーム構成を示す。命令ワードのフレー
ム内は、基本的に伝送の同期をとるための同期ビット,
制御棒のアドレスを示すビット情報、方向制御電磁弁の
励磁命令を示すビット情報を含んでいる。
フレーム内は、基本的に伝送の同期をとるための同期ビ
ット,制御棒のアドレスを示すビット情報,方向制御電
磁弁の励磁状態を示すビット情報,制御棒駆動機構21
のスクラム動作に関わる機器の状態情報などから構成さ
れる。
構成を示す。シリアル信号のフレームは、ポート付き伝
送装置321によるプロトコル変換処理がなされる。た
とえば、HDLCプロトコルによる伝送制御手段42a
からの伝送データは、光伝送ポートで受信された後、通
信インタフェースを介してRAMメモリに転写される。
このメモリ上の関連データは、バイト等のデータ単位で
決められた周期タイミングで、プロトコル変換回路に転
送される。プロトコル変換回路では、シリアル信号のフ
レーム構成に合わせて、ビット情報の配列が再構成され
る。このプロトコル変換されたデータは、シリアル信号
として下流側の伝送装置322a,...322n及び
電磁弁駆動回路31a1,...31anに伝送され
る。
るプロトコル変換について説明する。図9は送信部の構
成、図10は受信部の構成を示す。伝送装置321のプ
ロトコル変換・シリアル伝送処理は、伝送装置321の
ROMに格納されたプログラムに基いて、MPUで実行
される。図11は、このプログラムを処理フローで表わ
したものである。伝送装置321の下流側にあって、自
身のグループにマルチドロップ接続されて属する電磁弁
駆動回路への分配と、さらに下流の伝送装置に中継する
機能を有する伝送装置322a...322nは、第1
0図に示すのと同様のシリアル伝送ポートを3つ有して
おり、上流からの制御命令としての命令ワードはそのう
ちの1つのポートを介して受信され、分配回路を通し、
他の1つのポートを介して自身のグループに属する複数
の電磁弁駆動回路に分配送信されるとともに、もう1つ
のポートを介して下流側の伝送装置322へ送信され
る。
ドとスキャンワードは、3つのシルアル伝送ポートのう
ちの1つのポートを介して、自身のグループに属する複
数の電磁弁駆動回路から受信されるとともに、他の1つ
のポートを介して下流側の伝送装置から受信され、合成
(論理的にはOR)回路を通し、もう1つのポートを介
して上流側の伝送装置322または321へ送信され
る。
送信の場合は、第n制御棒を指定されると(s20
1)、制御番号の行・列アドレスに対応するRAMよ
り、第n制御棒への方向制御弁励磁命令コードを取り込
み(s211)、シフトレジスタに列アドレス、行アド
レス、方向制御弁励磁命令コードをセットする(s21
2)。そして、該シフトレジスタから、322aと同一
回路シリアルに送信し(s213)、応答受信待ちタイ
マーがスタートする(s214)。
コードが、図7に示した伝送データフォーマットに対応
したシフトレジスタに、クロックサイクルのあるタイミ
ングで同時ロードされるとともに、クロック動作に応じ
て要素としてのビットデータがシフトされ、シリアル信
号として322aと同一回路へ送信される。
は、応答を受信すると、応答受信待ちタイマを停止し、
シフトレジスタより列アドレス、行アドレス、方向制御
弁励磁応答の取り込みを行なう(s221)。そして、
制御棒番号の行・列アドレスに対応するRAMに、方向
制御弁励磁応答を格納し(s222)、次制御棒を指定
してs211に戻る(s223)。なお、応答受信がな
く、応答受信待ちの規定時間を超えると異常処理が行な
われる(s224)。
ーマットのシリアル信号がクロック動作に応じて、順
次、シフトレジスタに取り込まれるが、同期ビット検出
回路により伝送データフォーマットに対応したデータが
シフトレジスタにセットされたタイミングで、伝送デー
タフォーマットに対応して意味のあるデータが、伝送装
置321のRAM上に制御棒毎に対応して、制御棒毎の
方向制御弁励磁命令コードとして格納される。
は、ソフトウェア処理を全く含むことなく構成された専
用の電子回路と互換性のあるデータ構成を有しているの
で、制御棒駆動機構21とのインタフェースを従来と同
一にできる。言い換えれば、インタフェースのプロトコ
ルを従来型と同一としている。
対応して順次、送信処理と受信処理を実行するととも
に、下流側からの応答受信待ちの規定時間を超過した場
合には、異常処理が実行される。その異常情報は上流側
の演算部に伝送され、自己診断により警報出力がされ
る。
の各々で制御指令データが生成され、積論理演算により
1つの制御指令データが選択されて、最終的に各制御棒
毎の駆動制御に用いられることを基本思想としている
が、2重化された部分の異常を想定して片系のバイパス
による1つの系による制御指令データが生成と各制御棒
毎の駆動制御機能も有している。
パス機能を示している。バイパススイッチは制御棒制御
装置4内に設けられ、バイパススイッチの選択状態は1
系の伝送制御手段42aと2系の伝送制御手段42cに
(同様に42bと42dにも)取り込まれる(s31
1)。バイパススイッチの選択は、強制送信要求入力を
意味し、システムが正常である通常状態ではニュートラ
ル位置にあり、どちらの系も強制送信要求入力信号を取
り込まず(s312−(1))、AND(積論理)処理
が行なわれる。
常が発生した場合を考える。異常の発生は、自己診断に
より検出して警報出力がされ、運転員に認識される処と
なり、バイパス操作(2系に対する強制送信要求入力)
が行われる。2系に対する強制送信入力処理は、2系の
伝送制御手段42cに取り込まれ、図4に示す内部メモ
リの2系伝送データのみが、伝送制御手段42cに接続
された伝送ラインを介して、伝送装置321へ伝送され
る。
に42b及び42d)に設定されるバイパス状態は、図
13(b)に示すように、伝送装置321でも監視され
る。通常状態では1系からの受信状態が1系受信監視タ
イマーによって監視され(s321)、サイクリック伝
送による定周期で伝送データが更新される場合、この監
視タイマーはリスタートを繰り返すことになる(s32
2−(1))。
合、1系伝送データは中断されることになり、監視タイ
マーはタイムアップする(s322−(2))。この条
件で、2系受信監視タイマーがスタートし(s33
1)、2系としての受信データを確認した時点より、2
系受信監視タイマーのリスタートを繰り返すことになる
(s322−(1))。この1系受信監視と2系受信監
視はタスキ掛けになっており、たとえば、2系の強制送
信要求入力位置からニュートラル位置にスイッチ選択が
復旧された時点で、1系伝送の監視にもどる。
を示す。制御棒監視装置6では、2重化された演算部で
ある位置監視装置61a,bの各々に、伝送制御装置6
2a,b及び伝送制御装置62c,dが接続される。
ように2グループに分けられ、ケーブル接続上、位置入
力装置5も2つのグループに分けられて配置されること
が多い。このグループ化された位置入力装置5と光伝送
する伝送制御装置62も、伝送制御装置62a(1
系),c(2系)のグループと伝送制御装置62b(1
系),d(2系)のグループに分けられる。
系)には、図4と同様の内部メモリを有し系間接続がさ
れている。伝送制御装置62aの内部メモリには、2つ
の送受信ポートが設けられた位置伝送装置521から伝
送制御装置62aに接続された光伝送ルートで、図6に
示す伝送データのフオーマットで、制御棒位置情報とし
てのコード化されたリードスイッチ情報が位置ワードと
して、例えばHDLCの通信プロトコルでサイクリック
に光伝送される。
置ワードとしての1系伝送データが記憶されるととも
に、系間接続を介して伝送制御装置62cの内部メモリ
にも記憶される。
1系の伝送制御装置62aと2系の伝送制御装置62b
の内部メモリに記憶された位置ワードとしてのデータ
は、1系の位置監視装置61aと2系の位置監視装置6
1bの各々の演算部に読み取られ、各々の内部メモリに
記憶される。
置では、制御棒制御装置及び制御棒駆動装置と基本的な
データの流れが逆であるが、2重化された位置監視の演
算部で、単一系の伝送装置52−位置入力回路51から
の位置情報を分配して処理することを基本思想としてい
るので、2重化された部分の異常を想定して、片系のバ
イパスによる1つの系による制御棒位置データの処理を
可能とするバイパス機能は同様である。
内に設けられ、図12に示すのと同様の機能で、バイパ
ススイッチの選択状態は1系の伝送制御手段62aと2
系の伝送制御手段62cに(同様に62bと62dに
も)取り込まれる。バイパススイッチの選択は、強制送
信要求入力を意味し、システムが正常である通常状態で
はニュートラル位置にあり、どちらの系も強制送信要求
入力信号を取り込まず、伝送制御手段62aに接続され
た光伝送ラインを通して伝送装置521から伝送された
データが、伝送制御手段62aで受信され、伝送制御手
段62aと伝送制御手段62cとの交信により伝送制御
手段62cにも受信される。
常が発生した場合、異常の発生は、自己診断により検出
して警報出力がされ、運転員に認識される処となり、バ
イパス操作(2系に対する強制送信要求入力)が行われ
る。2系に対する強制送信入力処理は、2系の伝送制御
手段62cに取り込まれ、伝送制御手段62cに伝送装
置521と接続された光伝送ラインを通して、図15に
示す位置ワードとしてのデータが伝送制御手段62cで
受信され、内部メモリに記憶される。
に62b及び62d)に設定されるバイパス状態は、図
13(b)に示すのと同様に、伝送装置521でも監視
され、1系と2系の光伝送ラインの選択が行われる。
21では、内部メモリに記憶される全制御棒の座標マッ
プ情報に基づいて順次スキャンされ、基本的に伝送の同
期をとるための同期ビット,制御棒のアドレスを示すビ
ット情報を含む、図16に示すフレーム構成のプローブ
ワード(位置情報)として、マルチドロップ方式で接続
された伝送装置52,位置入力回路51の下流側からシ
リアル信号として伝送される。
成は、基本的に上述の命令ワードと同様である。位置入
力回路51,伝送装置52の下流側からシリアル信号と
して送信されたプローブワード(位置情報)の伝送フレ
ームは、位置伝送装置521にてプロトコル変換処理が
行われ、上位の伝送制御装置62へ送信される。
ステムの場合と同様に、図16に示した伝送データフォ
ーマットのシリアル信号がクロック動作に応じて順次シ
フトレジスタに取り込まれ、同期ビット検出回路により
伝送データフォーマットに対応したデータがシフトレジ
スタにセットされたタイミングで、伝送データフォーマ
ットに対応して意味のあるデータが伝送装置521のR
AM上に、たとえば制御棒毎の11芯のケーブルに対応
したコード化された位置情報として、H軸プローブデー
タ、V軸プローブデータのコードが格納される。
送処理は、位置伝送装置521のROMに格納されたプ
ログラムの制御によりMPUで実行される。このH軸プ
ローブデータ、V軸プローブデータは、MPUの制御に
より54個のリードスイッチの接点信号としての位置ワ
ードに変換される。
送装置52より伝送された同一位置情報としての制御棒
位置データが各々の内部メモリに記憶されており、さら
に各々独立の処理により、さらに上位の表示制御装置7
1、8に伝送され、論理的には2つの位置データの非同
期OR(和論理)処理される。具体的には、例えばあら
かじめ定義したマスター/スレーブの優先制御により自
己診断による異常が検出されない場合はマスター系のデ
ータを、マスター系に異常が検出された場合はスレーブ
系のデータを選択することにより、択一された位置デー
タが表示・操作装置72、9に表示される。
によれば、2重化された演算部を持つ制御棒制御装置を
備えているので、制御指令を2重化し、その論理積の演
算結果に基いて出力するので、システムの信頼性を向上
できる。さらに、論理積が成立しない異常時に、バイパ
ス処理によって正常な一方のみを出力するので、処理効
率を向上できる。さらに、伝送制御手段にプロトコル変
換を行なって制御棒毎の対応をとるので、制御棒駆動装
置とのインターフエースが容易である。
(設備更新)について説明する。まず、従来の盤構成を
説明する。従来型のシステムは、専用の電子回路で実現
しており、それを実現するカード(プリント基板)は3
9種類程度である。本実施例の表示・操作装置72及び
スイッチ・ランプ回路73に相当する制御棒選択操作パ
ネルは、トランスミッタ・カード、データ・ドライバ・
カード、抵抗カード、ダイオード・アレイ・カード、フ
ル・コア・LED(A〜C)・カードから構成されてい
る。一方、本実施例では、例えばタッチオペレーション
機能の表示・操作装置をベースとした異なるハードウェ
アで実現しており、リプレースには関連ハードウェアの
一式が対象となる。
えば入力アイソレータ・カード、動作制御(A・B)カ
ード、駆動タイマ・カード、アナライザ(A〜D)カー
ド、フォールトマップ(A〜C)カード、出力アイソレ
ータ(A〜C)カードから構成されている。ここで、駆
動タイマ・カードは、制御棒の挿入あるいは引抜のため
の方向制御電磁弁の開閉のシーケンスタイミングを発生
させるものである。一方、本実施例では演算部をベース
とした、異なるハードウェアにより実現しており、リプ
レースは関連ハードウェア一式を対象とする。
えば、ブランチ・ジャンクション・カード、トランスポ
ンダ・カードから構成されている。本実施例では、上位
との伝送装置以外は従来のシステムと同一にしており、
後述するリプレース方式の適用が可能である。
ば、バッファ・カード、ディスプレイ・クロック・カー
ド、ソース・セレクタ・カード、データ・メモリ・カー
ド、ファイル・モニタ・カード、ランプ・テスト・PI
・カード、抵抗・カードから構成されている。本実施例
では、演算部をベースとした異なるハードウェアにより
実現しており、リプレースは関連ハードウェア一式を対
象とする。
えば、ファイル・インタフェース・カード、スキャン・
コントロール・カード、サンプリング・バッファ・カー
ド、コンピュータ・メモリ・カード、アイソレート・ラ
ッチ付DOカード、プローブ・データ・プロセッサ・カ
ードから構成されている。本実施例では、演算部をベー
スとした異なるハードウェアにより実現しており、リプ
レースは関連ハードウェア一式を対象とする。
ば、ファイル・コントロール・カード、プローブ・マル
チプレクサ・カードから構成されている。本実施例で
は、上位との伝送装置以外は従来のシステムと同一にし
ており、後述するリプレース方式の適用が可能である。
構成を導入する場合に、沸騰水型原子炉(BWR)の制
御棒駆動装置の方式は、基本的に不変であることを前提
にする。計装制御システムにおける既設設備のリプレー
スにおいては、既設の制御盤一式を新規の制御盤に置き
換えるのが一般的である。
ように制御棒駆動機構21を駆動する電子回路部31及
び制御棒位置を入力する電子回路部51を従来型と同一
にしているので、既設設備に合わせて、制御盤の部分リ
プレースが可能になる。すなわち、本実施例のシステム
では、基本的に制御棒駆動装置を駆動する電子回路部を
実装している制御盤(駆動補助盤)は、技術的には更新
しなくても良い。
システム全体の盤構成を示している。制御棒制御装置4
と制御棒監視装置6は演算装置をベースとする2重系
で、全て新規の盤を示している。制御棒駆動装置3に相
当する駆動補助盤と、位置入力装置5に相当するマルチ
プレクサ盤は、配置Aと配置Bの2つのグループに分か
れている。それぞれの盤内では、ポート付き伝送装置3
21とポート付き位置伝送装置521のみが新規に導入
され、制御棒制御装置4及び制御棒監視装置6と伝送ラ
インで接続される。
路部を実装している制御盤(駆動補助盤)を例に、2通
りのリプレース方法を説明する。制御棒位置を入力する
電子回路部を実装している制御盤(マルチプレクサ盤)
についても同様である。
る電子回路部を実装している制御盤において、電子回路
部を含む制御盤一式の更新ではなく、上流の演算部とデ
ータ伝送でインタフェースするための電子回路部(図1
のシステム構成図において、伝送制御部と電磁弁駆動回
路)を更新する(基本的に制御盤筐体と電気回路部を除
く)ケースである。
トランスポンダユニット内に実装される電子回路部とし
てのプリント基板一式を、321,32a1,32a
2,・・32an,322a,32b1,32b2,・
・32bn,・・として新規製作したものに更新する。
示す。盤実装上は機能を実現するためのカードを収納
し、カードへの電源電圧の供給とカード間の電気信号の
接続を行うユニットが存在し、ここでは従来のシステム
としてマルチプレクサユニットと呼んでいるユニット内
に実装される電子回路部としてのプリント基板一式を、
521,52a1,52a2,・・52an,522
a,52b1,52b2,・・52bn,・・として新
規製作したものに更新する。
る電子回路部を実装している制御盤のうち、ポート付き
伝送装置のみを更新するケースである。この方法では、
図18の制御棒駆動装置盤の実装構成図において、ポー
ト付き伝送装置321に相当し、トランスポンダユニッ
ト内に実装される電子回路部としてのプリント基板32
1のみを、新規製作したものに更新する。
て、マルチプレクサユニット内に実装される電子回路部
としてのプリント基板521のみを新規製作したものに
更新する。これによれば、制御盤筐体と電子回路部のリ
フレッシュを実施しないので、低コストでリプレースで
きる。
説明する。上記の実施例では、制御棒の水圧駆動を前提
とした原子炉手動操作装置について述べている。制御棒
駆動装置はディジタルのON/OFF信号により制御さ
れている。そこで、上記の実施例は手動操作のみならず
自動操作も可能で、モータのON/OFF制御で微駆動
する制御棒制御装置にも適用することができる。
制御のインターロックとしては、1本の同時駆動しか許
可していない。したがって、ソフトウェア処理により機
能を実現する演算部を含まず、電子回路のみで機能を実
現する従来型システムにおける制御指令のデータフレー
ムは、制御棒1本のデータしか有しておらず、方向制御
電磁弁を駆動制御する電子回路で制御出力信号のホール
ドをしていない。一方、改良型沸騰水型原子炉(ABW
R)における制御棒制御のインターロックとしては、複
数本の同時駆動(ギャング駆動)が許可されている。
方式が考えられる。第一の方式は、制御指令データのフ
レームには同時駆動本数分のデータを伝送できるように
するとともに、例えば方向制御電磁弁を駆動制御する電
子回路で制御出力信号をホールドし、駆動対象回路の仕
様に合わせて駆動回路を構成する。
は同時駆動1本分のデータを伝送できるようにしかしな
い。そして、同時駆動本数分のデータをソフトウェア演
算でサイクリックに伝送フレームに載せるとともに、例
えば方向制御電磁弁を駆動制御する電子回路で制御出力
信号を同時駆動本数分ホールドし、駆動対象回路の仕様
に合わせて駆動回路を構成する。
のソフトウェア処理によりシステムの機能の向上を図る
とともに、各制御棒毎の制御棒駆動装置を駆動する手段
と制御棒駆動機構とのインタフェースを、専用の電子回
路から構成された原子炉手動操作装置の場合と同一にし
たため、部分的なリプレースを可能とし、システム機能
の高度化を低コストで実現できる効果がある。
構成図。
一実施例を示すブロック図。
を示す構成図。
ルの説明図。
フレーム構成の説明図。
の構成図。
部の構成図。
示す構成図。
の一実施例を示すブロック図。
置〜伝送装置間の伝送データテーブルの説明図。
フレーム構成の説明図。
の盤構成図。
…位置検出機構、3…制御棒駆動装置、31…電磁弁駆
動回路、32…伝送装置、321…ポート付き伝送装
置、4…制御棒制御装置、41…操作制御手段、42…
伝送制御手段、5…位置入力装置、51…位置入力回
路、52…位置伝送装置、521…ポート付き位置伝送
装置、6…制御棒監視装置、61…位置監視装置、62
…伝送制御装置、71…表示制御装置、72…表示・操
作装置、73…スイッチ・ランプ回路、8…表示制御装
置、9…表示・操作装置。
Claims (7)
- 【請求項1】 制御棒を電磁弁駆動による水圧で制御す
る沸騰水型原子炉の手動操作装置において、 手動の操作情報による駆動シーケンスのタイミングから
シーケンスパターンを生成する2重化された演算部をも
つ操作制御手段と、該シーケンスパターンに基いて操作
対象制御棒毎の命令コードを作成するとともに、該命令
コードの各々を2重化された別の演算部で相互に交信し
て、予め決められた時間ずれ内での論理積を求め、一致
した場合に択一した命令コードを伝送する伝送制御手段
と、該命令コードを受信してプロトコル変換し、下流の
複数の伝送分岐部に制御指令として伝送する伝送装置
と、該伝送分岐部から分岐して1本毎の制御棒駆動装置
を駆動する電磁弁駆動回路を設けることを特徴とする原
子炉手動操作装置。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記プロトコル変換は、制御棒番号を指定されると、そ
の番号の行・列アドレスに対応する励磁命令コードを前
記命令コードを格納しているRAMから読み出し、シフ
トレジスタを介してシリアル信号により伝送することを
特徴とする原子炉手動操作装置。 - 【請求項3】 請求項1または2において、 前記伝送制御手段は、前記命令コードの一方が異常な場
合に出力される強制送信要求に応じて、他方の命令コー
ドのみを出力するバイパス手段を設けていることを特徴
とする原子炉手動操作装置。 - 【請求項4】 請求項1、2または3において、 制御棒毎に設けられた位置検出機構のコード化された複
数のオン/オフ信号を入力する位置入力回路と、該複数
の位置入力回路から上流の伝送分岐部にシリアル信号と
しての位置情報を伝送し、該位置情報をさらに上流にデ
ータ伝送する位置伝送装置と、該データを受信して2重
化された演算部で相互に交信して、制御棒位置情報を2
重化された別の演算部でソフトウェア処理する位置監視
装置と、2重化された制御棒位置データから選択して表
示する手段を含む制御棒位置監視装置を設けたことを特
徴とする原子炉手動操作装置。 - 【請求項5】 制御棒を電磁弁駆動による水圧で制御す
る沸騰水型原子炉の手動操作装置において、 手動の操作情報からシーケンスパターンを生成する2重
化された演算部をもつ操作制御手段と、該シーケンスパ
ターンに基いて操作対象制御棒毎の命令コードを作成す
るとともに、該命令コードの各々を2重化された演算部
で相互に交信して論理積を求め、一致した場合に択一し
た命令コードを伝送する伝送制御手段を含んで一新され
た制御棒制御装置としての盤と、 前記命令コードを受信してプロトコル変換し、下流の複
数の伝送分岐部に制御指令として伝送する新規の伝送装
置と、該伝送分岐部から分岐して1本毎の制御棒駆動装
置を駆動する専用の電子回路による電磁弁駆動回路を含
む制御棒駆動装置としての駆動補助盤を備えてなること
を特徴とする原子炉手動操作装置。 - 【請求項6】 請求項5において、 データを受信して制御棒位置情報を2重化された演算部
でソフトウェア処理する位置監視装置と、2重化された
制御棒位置データから選択して表示する手段を含んで一
新された制御棒監視装置としての盤と、 制御棒毎に設けられた位置検出機構のコード化された複
数のオン/オフ信号を入力する専用電子回路による位置
入力回路と、該複数の位置入力回路から上流の伝送分岐
部を経由し、さらに2分岐して前記制御棒監視装置にデ
ータを伝送する新規の位置伝送装置を含む位置入力装置
としてのマルチプレクサ盤を備えてなることを特徴とす
る原子炉手動操作装置。 - 【請求項7】 原子炉の制御棒のうち、操作する制御棒
の選択と引抜きまたは挿入の駆動方向及び駆動方法の設
定を手動または自動で行なう原子炉制御装置において、 該手動または自動により設定された制御棒の駆動タイミ
ングを2重化された演算部のデータとして生成し、該2
重化されたデータを2重化された別の演算部で相互に交
信して、あらかじめ決められた時間ズレ内での積論理を
実行し、該論理演算結果により1つの制御指令データを
択一して送信する制御棒制御装置と、 該択一された制御指令を受信すると、下流の複数の伝送
分岐部にシリアル信号として伝送し、該伝送分岐部から
分岐して各制御棒毎の制御棒駆動装置を駆動する制御棒
駆動装置を設けることを特徴とする原子炉制御装置。
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