JP2007032587A

JP2007032587A - 手動弁開閉状態管理システム

Info

Publication number: JP2007032587A
Application number: JP2005212182A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Yaguchi; 勝次矢口; Hideki Kuroba; 英樹黒羽; Tamotsu Hashimoto; 保橋本; Minoru Yamada; 穣山田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】手動弁操作に係わる一連の操作・記録・確認作業を自動的に行うことができる手動弁開閉状態管理システムを提供することである。
【解決手段】ハンドル操作により開閉される手動弁１１のハンドル操作時に駆動する弁棒の移動距離から開閉状態を検知する機器状態検知装置１２と、機器状態検知装置１２によって検知された手動弁１１の開閉状態を電気信号に変換し無線で伝達する機器情報伝達装置１３と、機器情報伝達装置１３で伝達された手動弁情報を収集し記録するアクセスポイント１４に設けられた機器情報収集装置１５と、アクセスポイント１４に記録された手動弁情報を通信ネットワーク１７を介して収集し手動弁１１の開閉状態の変化の履歴を記録する集中管理装置１８と、集中管理装置１８にて収集した情報を通信ネットワーク１７を介して共有化し遠隔場所より集中して情報を閲覧する情報表示端末２０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子力プラントなどに設置されている手動弁に対し開閉状態を管理する手動弁開閉状態管理システムに関する。

原子力プラントの手動弁はプラント運転中には通常使用されないので、手動弁の開閉状態の遠隔監視を行うための手段を有していない。手動弁の操作は、定期点検中あるいは緊急時に、設備の保全、保守、単体試験などを実施する場合において、他設備とのアイソレーションを必要とする場合に行われる。

手動弁の監視は、予め計画した各設備の点検計画に基づき行われる。すなわち、作業員が手動弁の開閉操作を行った後に、手動弁の開閉状態があるべき開閉状態であるか否かをパトロールなどで確認している。従って、作業員が誤って、あるいは故意に手動弁をあるべき状態と逆方向に操作したとしても、遠隔監視できないため、パトロールなどの巡視確認時まで気がつかず、設備の故障などにつながる恐れがある。このような状況では、安全や安心を証明するための一貫した現場作業の透明性を必要とする原子力プラントにおいて現場の正当性を証明するには十分ではない。

そこで、無接点方式で、かつコスト的に安価な弁開閉検知装置を提供すると共に、一般に多用されている手動弁においても弁の開閉状態を自動的に履歴に残すことができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１８８７５４号公報

しかし、特許文献１のものでは、弁開閉検知装置において検知した開閉状態を操作履歴として操作した月日、時間、開閉状態を手動弁に設置されたＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグに記憶させるものであり、管理情報が弁単位にスタンドアローンで存在することになる。このため、複数の弁を統括的に管理することができない。また、伝達距離の短いＲＦＩＤタグに記憶させるため、手動弁に設置されたＲＦＩＤタグにリード機を接近させ、ＲＦＩＤタグに記憶させた情報を収集する必要があり、ヒューマンエラーや故意の操作をリアルタイムに発見することはできない。

本発明の目的は、手動弁操作に係わる一連の操作・記録・確認作業を自動的に行うことができ、手動弁情報の正当性を保証できる手動弁開閉状態管理システムを提供することである。

本発明の手動弁開閉状態管理システムは、ハンドル操作により開閉される手動弁のハンドル操作時に駆動する弁棒の移動距離から開閉状態を検知する機器状態検知装置と、前記機器状態検知装置によって検知された手動弁の開閉状態を電気信号に変換し無線で伝達する機器情報伝達装置と、前記機器情報伝達装置で伝達された手動弁情報を収集し記録するアクセスポイントに設けられた機器情報収集装置と、前記アクセスポイントに記録された手動弁情報を通信ネットワークを介して収集し前記手動弁の開閉状態の変化の履歴を記録する集中管理装置と、前記集中管理装置にて収集した情報を通信ネットワークを介して共有化し遠隔場所より集中して情報を閲覧する情報表示端末とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、手動弁操作に係わる操作・記録・確認作業を人間系を介さずに管理でき、ヒューマンエラー、改ざん、ねつ造のない管理の正当性を保証することが可能である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる手動弁開閉状態管理システムの構成図である。手動弁１１には、機器状態検知装置１２および機器情報伝達装置１３が取り付けられている。手動弁１１はプラント内に設置されハンドル操作により開閉される。機器状態検知装置１２は、手動弁１１のハンドル操作時に駆動する弁棒の移動距離から手動弁１１の開閉状態を検知するものである。また、機器情報伝達装置１３は、機器状態検知装置１２によって検知された手動弁１１の開閉状態を電気信号に変換し無線でアクセスポイント１４へ伝達するものである。

アクセスポイント１４は現場の各エリアに設置され、各々のアクセスポイント１４には機器情報収集装置１５とアクセスポイント記録装置１６とが設けられている。アクセスポイント１４は、数個から数百個単位の手動弁１１の各々の機器情報伝達装置１３から伝達された手動弁情報を収集する。アクセスポイント１４の機器情報収集装置１５は、各々の手動弁１１の機器情報伝達装置１３から伝達された手動弁情報を収集し、アクセスポイント記録装置１６に手動弁情報である開閉状態や開閉時刻等を記録する。例えば、アクセスポイント１４の機器情報収集装置１５は、少なくとも収集した手動弁開閉状態と、その開閉状態を検知した時間と、対象手動弁番号とをアクセスポイント記録装置１６に記録する。

各々のアクセスポイント１４でそれぞれ収集し記録された手動弁情報は、通信ネットワーク１７を介して集中管理装置１８に収集される。すなわち、集中管理装置１８は各々のアクセスポイント１４に記録された手動弁情報を通信ネットワーク１７を介して収集し、手動弁の開閉状態の変化の履歴を集中管理記録装置１９に記録する。情報表示端末２０は通信ネットワーク１７に接続され、集中管理装置１８にて収集した情報を通信ネットワーク１７を介して共有化し遠隔場所より集中して情報を閲覧するものである。

また、現場端末装置２１は、作業員が携帯して各々のアクセスポイント１４にアクセスするものであり、アクセスポイント１４の機器情報収集装置１５によって得られた手動弁情報を無線で収集する。そして、予め計画し登録した手動弁開閉状態と照合し、手動弁開閉状態の正誤を判定する。これにより、現場にて手動弁１１のあるべき開閉状態を確認することができる。すなわち、操作を要する手動弁１１が当該アクセスポイント１４のエリアで複数存在したとしても実際に１つ１つの手動弁１１を確認することなく作業が完了したことを確認できる。

また、アクセスポイント記録装置１６に、手動弁開閉状態と、その開閉状態を検知した時間と、対象手動弁番号とが記録されている場合には、通信ネットワーク１７が不通となった場合であっても、これらの情報を作業員の現場端末装置２１で確認することができる。

ここで、集中管理装置１８に、各々のアクセスポイント１４からそれぞれ収集し記録した手動弁情報と予め計画された手動弁開閉状態とが一致しているか否かを判定する機能を持たせ、その判定結果を集中管理記録装置１９に記録し情報表示端末２０から閲覧できるようにしてもよい。

また、手動弁１１の開閉状態の変化の履歴として、少なくとも手動弁１１の過去の操作時間と、対象手動弁番号と、操作した作業員を特定する個人情報とを集中管理記録装置１９に蓄積してもよい。これにより、情報表示端末２０から集中管理記録装置１９に記録された手動弁１１の開閉状態の変化の履歴を閲覧可能となる。

また、情報表示端末２０に各々のアクセスポイント１４に記録された最新の手動弁開閉状態を要求するオンデマンド機能を持たせ、作業員が任意で手動弁１１の開閉状態を確認したい場合は、情報表示端末２０から当該手動弁情報を管理するアクセスポイント１４に記録された最新の手動弁開閉状態を要求できるようにすることも可能である。

また、集中管理装置１８を再起動した場合などにも手動弁１１の状態を確認するため集中管理装置１８または情報表示端末２０から通信ネットワーク１７を通してアクセスポイント記録装置１６に記録された手動弁開閉状態を読み込むことができる。さらに、集中管理記録装置１９には、最新の手動弁開閉状態の他に、過去の状態変化に係わる少なくとも開閉状態を検知した時間と対象手動弁と作業員を特定する個人情報とを蓄積しているので、情報表示端末２０で閲覧できる。また、手動弁１１の現状を人間系を介さず、手動弁１１の情報を収集して集中管理をするので、手動弁１１の操作、記録、確認作業の正当性を証明することが可能となる。手動弁１１の開閉状態を集中管理し、遠隔場所から情報表示端末２０で情報を閲覧することにより、パトロール時の確認や作業者以外の現場入域が不要となる。

次に、図２は機器状態検知装置１２および機器情報伝達装置１３の手動弁１１への取り付けの説明図である。機器状態検知装置１２は機器情報伝達装置１３と一体構造で形成されており電源を内蔵している。そして、手動弁１１への取り付けのためのネジ部２２を有し、ネジ部２２にネジを装着して手動弁１１にネジ止めにて着脱可能に取り付けられる。すなわち、機器状態検知装置１２をネジ部２２の２箇所のみで脱着可能に手動弁１１に取り付ける。これにより、原子力プラントなどの放射線管理区域に設置された手動弁１１に機器状態検知装置１２を装着する場合など被爆作業量を低減できる。また、電源を内蔵することから、電源供給用の配電盤や電源ケーブルを必要とせず、また手動弁１１を分解することなく手動弁１１への脱着が可能となる。

次に、図３は、手動弁１１が操作された場合の機器状態検知装置１２、機器情報伝達装置１３および機器情報収集装置１５の動作説明図である。作業員が手動弁１１を操作したとする（Ｓ１）。手動弁１１の操作はリミットスイッチなどにより手動弁１１の状態変化として検知される（Ｓ２）。機器状態検知装置１２はリミットスイッチで検知された情報を電気信号に変換する信号変換処理を行う（Ｓ３）。機器情報伝達装置１３は電気信号に変換された手動弁１１の状態変化を無線で伝送出力する（Ｓ４）。

アクセスポイント１４の機器情報収集装置１５は、無線伝送されたデータをデータ受信する（Ｓ５）。そして、受信したデータに発生時刻付加処理にて時刻データを付加し（Ｓ６）、アクセスポイント記録装置１６に記録する（Ｓ７）。また、時刻データを付加した受信データを通信ネットワーク１７へ出力する（Ｓ８）。

このように、手動弁１１の開閉状態が変更されたことを検知後に、リアルタイムで状態変化を発信することで早期に異常発見を実現することができる。また、作業進捗確認時にも作業員からの口頭情報や人間系で作成した記録ではなく機械的に検出した情報を基に確認することが可能であり、手動弁状態を確認する信頼性が向上される。

次に、図４は、現場機器などを点検する場合に操作を必要とする手動弁１１の作業内容を示すフローチャートである。図４では、手動弁１１を操作する人間系作業、集中管理装置１８、現場端末装置２１の動作を示している。

現場機器などを点検する場合に操作を必要とする手動弁１１について、人間系作業として点検などの作業計画を立て（Ｓ１１）、作業計画から操作を必要とする関連手動弁抽出を行う（Ｓ１２）。そして、集中管理装置１８で管理されている手動弁情報へ計画した開閉状態登録を行う（Ｓ１３）。

次に、現場にてアクセスポイント１４から現場端末装置２１にて対象手動弁情報収集を行う（Ｓ１４）。そして、操作対象の手動弁１１を選択し開閉操作方向を表示し確認するとともに、これから操作する手動弁操作者登録をアクセスポイント１４から通信ネットワーク１７を通して集中管理装置１８へ行う（Ｓ１５）。

集中管理装置１８は、手動弁操作者登録された手動弁１１に対して手動弁操作中であることを登録する（Ｓ１６）。次いで、人間系作業により手動弁操作を実施する（Ｓ１７）。そして、操作した手動弁１１が計画と一致したかを集中管理装置１８にて操作結果自動判定を行い（Ｓ１８）、計画と不一致であれば計画と不一致表示を行い作業員に不適合であることを指示する（Ｓ１９）。

その判定結果がOKであるときは、作業員は現場端末装置２１にて操作完了登録を行う（Ｓ２０）。集中管理装置１８は、現場端末装置２１から操作完了登録を受けて手動弁操作登録中から手動弁操作結果登録を行い（Ｓ２１）、作業完了となる（Ｓ２２）。このように、計画した手動弁１１をあるべき状態に操作したことを人間系以外の手段で確認することで信頼性の高い管理が可能となる。

以上の説明では、手動弁開閉状態が予め計画された手動弁開閉状態と不一致のときは、現場端末装置２１にその旨を表示するようにしたが、通信ネットワーク１７で共有化された情報表示端末２０に警報を表示するようにしてもよい。

本発明の実施の形態によれば、手動弁１１を分解することなく、専門的知識を有しない作業員においても容易に短時間で手動弁開閉検知装置の取付けが可能であり、手動弁１１の開閉状態を通信ネットワーク１７を通して遠隔で集中監視し、予め計画した状態と一致しているかを一元管理することができる。そして、手動弁操作に係わる操作・記録・確認作業を人間系を介さずに管理でき、ヒューマンエラー、改ざん、ねつ造のない管理の正当性を証明することが可能である。

本発明の実施の形態に係わる手動弁開閉状態管理システムの構成図。本発明の実施の形態における機器状態検知装置および機器情報伝達装置の手動弁への取り付けの説明図。本発明の実施の形態における手動弁が操作された場合の機器状態検知装置、機器情報伝達装置および機器情報収集装置の動作説明図。本発明の実施の形態における現場機器などを点検する場合に操作を必要とする手動弁の作業内容を示すフローチャート。

符号の説明

１１…手動弁、１２…機器状態検知装置、１３…機器情報伝達装置、１４…アクセスポイント、１５…機器情報収集装置、１６…アクセスポイント記録装置、１７…通信ネットワーク、１８…集中管理装置、１９…集中管理記録装置、２０…情報表示端末、２１…現場端末装置、２２…ネジ部

Claims

ハンドル操作により開閉される手動弁のハンドル操作時に駆動する弁棒の移動距離から開閉状態を検知する機器状態検知装置と、前記機器状態検知装置によって検知された手動弁の開閉状態を電気信号に変換し無線で伝達する機器情報伝達装置と、前記機器情報伝達装置で伝達された手動弁情報を収集し記録するアクセスポイントに設けられた機器情報収集装置と、前記アクセスポイントに記録された手動弁情報を通信ネットワークを介して収集し前記手動弁の開閉状態の変化の履歴を記録する集中管理装置と、前記集中管理装置にて収集した情報を通信ネットワークを介して共有化し遠隔場所より集中して情報を閲覧する情報表示端末とを備えたことを特徴とする手動弁開閉状態管理システム。
前記機器情報収集装置によって得られた手動弁情報を無線で収集して、予め計画し登録した手動弁開閉状態と照合し、前記手動弁開閉状態の正誤を判定する現場端末装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の手動弁開閉状態管理システム。
前記機器状態検知装置は、内蔵された電源を有するとともに前記機器情報伝達装置と一体構造で形成され、前記手動弁に着脱可能に設置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手動弁開閉状態管理システム。
前記機器情報伝達装置は、前記機器状態検知装置から手動弁開閉状態が変化したことを検知したときは、アクセスポイントの機器情報収集装置へリアルタイムで伝達することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手動弁開閉状態管理システム。
前記機器情報収集装置は、前記手動弁情報として、少なくとも手動弁の開閉状態と、検知した時間と、対象手動弁番号とを記録することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手動弁開閉状態管理システム。
前記集中管理装置は、前記手動弁開閉状態が予め計画された手動弁開閉状態と一致しているか否かを判定し、予め計画された手動弁開閉状態と不一致のときは、前記通信ネットワークで共有化された情報表示端末または前記現場端末装置に警報を表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手動弁開閉状態管理システム。
前記集中管理装置は、予め計画した手動弁の開閉状態になるように前記手動弁を操作する場合において、前記現場端末装置から操作する作業員を特定する個人情報と、操作した手動弁開閉状態とを一致させて記録することを特徴とする請求項２記載の手動弁開閉状態管理システム。
前記情報表示端末は、アクセスポイントに記録された最新の手動弁開閉状態を要求するオンデマンド機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手動弁開閉状態管理システム。
前記集中管理装置は、前記手動弁の開閉状態の変化の履歴として、少なくとも前記手動弁の過去の操作時間と、対象手動弁番号と、操作した作業員を特定する個人情報とを蓄積し、前記情報表示端末は、前記集中管理装置に記録された前記手動弁の開閉状態の変化の履歴を閲覧可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手動弁開閉状態管理システム。