JP2011145775A - 中央制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】当直長が運転員の対応状況を容易かつ迅速に把握する。
【解決手段】主盤において原子力発電所の各機器の操作や監視が行われると、これらの操作・監視に対応した系情報、系統情報、画面情報および識別番号情報が生成される（Ｓ１０）。制御装置は、主盤において生成された系情報、系統情報、画面情報および識別番号情報のそれぞれを取得する（Ｓ２０）。制御装置では、運転指令卓において上記情報の表示要求があるか否かを判断し、表示要求があると判断した場合には主盤において運転員により行われた現在および過去の機器の操作・監視に関する情報、例えば系情報、系統情報、画面情報および識別番号情報を、運転指令卓の表示部の画面に表示させる（Ｓ３０，Ｓ４０，Ｓ５０）。
【選択図】図４

Description

本発明は、中央制御装置に関する。詳しくは、主盤により原子力発電所の各機器の操作・監視が行われたとき、主盤で行われた操作・監視に関する情報を運転指令卓に設けられた表示部の画面に表示させるものである。

原子力発電所においては、原子炉設備系やタービン電気設備系等の各種機器の操作・監視を中央制御盤により集中的に行っている。この中央制御装置は、運転員により原子力発電所の各設備の系統を操作・監視するための主盤と、運転責任者（当直長）が主盤での運転員の操作等を把握して指令を出すための運転指令卓とから構成されている。従来の中央制御装置においては、運転員は、主盤に設けられた多数の操作スイッチや計測器、表示ランプを目的に応じて移動しながら操作し、当直長は、計測器、表示ランプおよび警報表示器等の操作監視盤からのプラント状況により対応状況を判断したり、運転員の報告および操作状況（操作位置）等から対応状況を判断することで、主盤の運転員に対して操作指揮を行っていた。

ところが、近年の原子力発電所では、多数の操作スイッチ、計測器や表示ランプ等による従来の操作・監視方式に代わって、タッチパネル機能を備えた表示装置と計算機とから構成された中央制御盤が広く採用されている。この中央制御盤の採用により、タッチパネル画面上で原子力発電所の全ての機器の監視と操作ができ、運転員の機器の操作・監視における負担軽減を図ることができると共に、操作性の向上も図ることができるようになっている。

例えば、特許文献１には、プラントを構成する系統のシーケンス制御を監視する場合に、シーケンス制御を開始させるシーケンス制御対応に設けられたマスタースイッチが投入されたとき当該シーケンス制御の対象となる系統図を表示画面に表示させる中央制御盤が開示されている。また、特許文献２には、プラントにおける監視・操作対象を更新自在に画像表示すると共に、表示画像を指接触することで、監視情報の表示、或いは操作信号を出力するタッチ機能付きＣＲＴを備えたＣＲＴ表示システムが開示されている。

特開平４−１８４５１１号公報 特開平８−１７１４７２号公報

しかしながら、上記特許文献１および２に開示される中央制御盤等によれば、運転員の負担軽減や操作性の向上を図ることができるものの、その一方で、当直長が主盤の運転員に対して指揮を行う際の情報を取得することが困難であり、この点において検討、対策が十分に進んでいないという問題があった。

すなわち、従来の中央制御盤では、運転員は操作監視盤の配置に応じて目的の系統および機器毎に操作・監視する場所（操作位置）を変更するので、当直長は運転員の操作位置およびプラント状況から運転員の対応状況を推測することにより主盤の運転員に対して操作指揮を行うことができた。

ところが、近年の中央制御盤では、上述したように、タッチパネル機能を有した表示装置による操作監視方式を採用したことにより、運転員は表示装置の画面を切り替えることで、目的の系統および機器を選択し、操作を行えるようになり、運転員は操作場所を変更する必要がなくなった。これにより、当直長は、運転員の操作状況（操作位置）からの対応状況の把握が困難になってしまうという問題が発生した。特に、対応状況の確認が重要である、トラブル対応操作時においては、操作が輻輳し、運転員からの詳細な操作報告、当直長からの頻繁な状況報告の要求は難しく、操作指揮に必要な対応状況把握のための改善が求められている。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、当直長が運転員の対応状況を容易かつ迅速に把握することが可能な中央制御装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、原力発電所の各系統における機器の操作および／または監視を行うための主盤と、表示部を有して主盤において行われた機器の操作および／または監視に基づいて所定の運転指令を行うための運転指令卓と、主盤および運転指令卓の動作を制御する制御装置とを備え、制御装置は、主盤により原子力発電所の各機器の操作および／または監視が行われたとき、主盤で行われた操作および／または監視に関する情報を運転指令卓に設けられた表示部の画面に表示させるものである。

本発明においては、運転員により主盤から原子力発電所の各機器の操作や監視が行われる。主盤において原子力発電所の各機器の操作や監視が行われると、これらの操作・監視に対応した情報が制御装置に供給される。制御装置では、主盤から供給された操作・監視に対応した情報に基づいて、運転指令卓に設けられた表示部の画面に主盤で行われた操作および／または監視に関する情報を表示させる。

本発明によれば、主盤で行われた監視・操作に関する情報が運転指令卓の表示部の画面上に表示されるので、運転指令卓の当直長は、主盤に配備された運転員の行動（状況）を容易かつ確実に把握することができる。これにより、運転員に対する対応状況の報告要求を頻繁に行う必要がなくなり、運転員および当直長の負担軽減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る中央制御装置の構成例を示す図である。 中央制御装置のブロック構成例を示す図である。 運転員により行われた現在および過去の操作・監視に関する情報が表示される、運転指令卓の操作表示部の画面構成例を示す図である。 中央制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。

［中央制御盤の構成例］
まず、本発明に係る中央制御装置ＣＣの構成について説明する。図１に示すように、中央制御装置ＣＣは、主盤１０と大型表示盤２０と運転指令卓３０とを備えており、主盤１０側で運転員により行われた操作・監視に関する情報を、運転指令卓３０の表示画面に連動させて表示させることにより、運転指令卓３０の当直長が容易に主盤１０の運転員の操作・監視状況を把握することを可能としたものである。

主盤１０は、原子力発電所における各系統の機器を運転員が操作・監視するための装置であり、略扇状に延びる筐体１０ａと、筐体１０ａの表面に設けられた原子炉系設備やタービン電気設備等を操作・監視するための複数の操作表示部１００（１００Ａ〜１００Ｆ）とから構成されている。本例では、図１に示すように、原子炉系設備を操作・監視するための操作表示部側に原子炉設備運転員が配備され、タービン電気設備系を操作・監視するための操作表示部側にタービン設備運転員が配備される。

大型表示盤２０は、主盤１０の前方に設置された大型の表示装置から構成され、原子力発電所の主要系統や主要パラメータ、主要機器の状態を画面上に表示することで、原子力発電所全体の状況把握の容易化、運転員全体による情報の共有化を図るものである。大型表示盤２０としては、例えば、原子力発電所の主要系統や主要機器の状態を表示する固定表示部と、運転支援情報等を自動表示する可変表示部とから構成することができる。

運転指令卓３０は、大型表示盤２０および主盤１０の全体を見渡せるように大型表示盤２０および主盤１０の後方に設置されており、当直長が主盤１０の運転員に対して操作・監視を指示するための操作表示部３００を有している。この操作表示部３００には、主盤１０で運転員が操作・監視した機器に関する情報が連動して表示され、当直長が容易に運転員の状況を把握できるようになっている。

［中央制御盤のブロック構成例］
次に、上述した中央制御装置ＣＣのブロック構成について説明する。中央制御装置ＣＣは、図２に示すように、上述した主盤１０、大型表示盤２０および運転指令卓３０に加えて、制御装置４０と記憶装置５０とコントローラ６０とを備えている。

主盤１０は、複数の操作表示部１００Ａ〜１００Ｆを有しており、それぞれが制御装置４０に接続されている。操作表示部１００Ａ〜１００Ｆのそれぞれは、例えば、タッチパネル機能を有する操作部と液晶パネル等の表示部とが一体に組み合わされたものであり、原子炉系設備の系統図や運転状態等を表示すると共に、運転員により押下された画面上の位置情報に基づく操作信号を生成して制御装置４０に供給する。液晶パネル以外にも、有機ＥＬ(electroluminescence)パネルやＣＲＴを採用しても良いし、表示部とこれに対応する操作部とを別々に構成しても良い。また、操作表示部１００Ａ〜１００Ｆのタッチパネルによる操作部の他に、例えばキーボートやボタン等の操作部を設けても良い。

また、複数の操作表示部１００Ａ〜１００Ｆのそれぞれは、原子炉系設備を操作・監視するための操作表示部と、タービン電気設備系を操作・監視するための操作表示部と、安全系を操作・監視するための操作表示部とに分けられている。そして、各操作表示部１００Ａ〜１００Ｆのそれぞれには、何れの設備系に属するかを示す系情報が割り当てられている。例えば、操作表示部１００Ａ，１００Ｂが原子炉系設備に属する場合には操作表示部１００Ａ，１００Ｂに「系情報ＳNR」が割り当てられ、操作表示部１００Ｃ，１００Ｄがタービン電気設備系に属する場合には操作表示部１００Ｃ，１００Ｄに「系情報ＳTB」が割り当てられる。

また、複数の操作表示部１００Ａ〜１００Ｆのそれぞれには、運転員がどの位置に設置された操作表示部１００を操作しているかを特定するための識別番号情報が割り当てられている。例えば、図１に示すように、操作表示部１００Ａには「識別番号情報Ｎ１」が割り当てられ、操作表示部１００Ｂには「識別番号情報Ｎ２」が割り当てられ、操作表示部１００Ｆには「識別番号情報Ｎ６」が割り当てられる。

また、主盤１０を構成する複数の操作表示部１００Ａ〜１００Ｆのそれぞれは、運転員によりメニュー画面（操作部）において所定の系統が選択操作されたとき、操作表示部１００Ａ〜１００Ｆのうち操作・監視が行われている操作表示部１００の位置を特定する識別番号情報と、何れの設備系が選択されたかを示す系情報と、選択された設備系の操作・監視対象となっている系統を示す系統情報と、選択された画面がＦＤ（操作）画面またはＰＦＤ（監視）画面であるかを示す画面情報とを生成して制御装置４０に供給する。

例えば、原子炉系に配備された運転員が、図１に示すように、主盤１０の一番左側に配置された操作表示部１００Ａのメニュー画面（ＦＤ画面）で「ＦＷ系」のボタンを選択した場合、操作表示部１００Ａは、一番左側の位置であることを特定する「識別番号情報Ｎ１」、原子炉設備を示す「系情報ＳNR」、ＦＷ系統を示す「系統情報ＣFW」およびＦＤ画面を示す「画面情報ＩFD」を生成して制御装置４０に供給する。

記憶装置５０は、制御装置４０に接続され、例えば半導体メモリやＨＤＤ(Hard Disk Drive)等から構成されている。この記憶装置５０は、運転員が過去に行った操作・監視に関する、識別番号情報、系情報、系統情報および画面情報のそれぞれを記憶するものである。過去の情報としては、現在の操作・監視よりも１つ前の操作・監視に関する各種情報のみを記憶させても良いし、それよりもさらに過去の複数回分の操作・監視に関する情報を記憶させても良い。これにより、運転員の行動パターンをデータベース化して蓄積することができ、安全管理の向上を図ることができる。

制御装置４０は、主盤１０、運転指令卓３０および記憶装置５０等の動作を制御するものであり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４００とＲＯＭ(Read Only Memory)４０２とＲＡＭ（Random Access Memory）４０４とを有している。ＲＯＭ４０２は、中央制御装置ＣＣを動作させるためのプログラムを保持する。ＲＡＭ４０４は、ＲＯＭ４０２から読み出したプログラムや操作表示部１００Ａ等からの入力情報等の一時的な格納領域として用いられる。ＣＰＵ４００は、ＲＯＭ４０２に保持されているプログラムを読み出してプログラムに応じた処理を実行することにより、ユーザの入力操作に応じた中央制御装置ＣＣの動作が行われるように各構成部を制御する。

また、制御装置４０は、主盤１０から供給された系情報、画面情報、識別番号情報および系統情報に基づいて、各情報に対応した画像信号を生成して運転指令卓３０の操作表示部３００に供給し、主盤１０で行われた操作・監視に関する情報を操作表示部３００の画面上に連動して表示させる。さらに、制御装置４０は、原子力発電所のタービン設備や原子炉設備、復水器等の機器毎に設けられた系統コントローラから送信される計測データ等を取得し、この取得した計測データ等に基づいて主盤１０の操作表示部１００Ａ等や運転指令卓３０の操作表示部３００の画面上に主要パラメータや主要機器の状態を表示させる。

コントローラ６０は、大型表示盤２０および制御装置４０に接続され、原子力発電所のタービン設備や原子炉設備、復水器等の機器毎に設けられた系統コントローラから送信される計測データ等に基づいて、大型表示盤２０の画面上に各機器の主要パラメータや主要機器の状態を表示させる。なお、コントローラ６０は、制御装置４０に組み込んでも良いし、中央制御装置ＣＣの外部に設置しても良い。

［運転指令卓の画面の表示例］
次に、運転員の操作・監視に関する状況情報が表示される運転指令卓３０の操作表示部３００の画面の一例について説明する。図３に示すように、操作表示部３００の画面は２分割表示され、画面の左側には原子炉設備運転員により行われた原子炉設備の操作・監視に関する状況を表示するための原子炉設備用画面３００Ａが設けられ、画面の右側にはタービン設備運転員により行われたタービン電気設備の操作・監視に関する状況を表示するためのタービン設備用画面３００Ｂが設けられている。

原子炉設備用画面３００Ａ内の上段には、運転員が現在、操作・監視している設備に対応した文字（系情報）３１Ａが表示される。例えば、「原子炉設備−運転員」の文字が表示される。また、系情報３１Ａの右隣には、運転員が使用している操作表示部１００の位置を特定する識別番号情報３２Ａが表示される。例えば、主盤１０の一番左側の操作表示部１００Ａを運転員が使用している場合には「（１）」が表示される。系情報３１Ａの下方には、運転員が現在、操作・監視している系統情報３３Ａが表示される。例えば、運転員が主盤１０においてＦＷ（給水系）系の機器を運転操作している場合には「ＦＷ系」の文字画像が表示され、ＰＬＲ（原子炉再循環系）系の機器を監視している場合には「ＰＬＲ系」の文字が表示される。また、各系統情報３３Ａの左側には、ＦＤ系であるか、ＰＦＤ系であるかを示すアイコン画像３４Ａが表示される。例えば、運転員がＦＤ画面を選択したときには緑色（斜線）のアイコン画像が表示され、運転員がＰＦＤ画面を選択したときには赤色（網掛け）のアイコン画像が表示される。

現在の操作・監視情報よりも下方には、運転員が過去に操作・監視した系統情報３５Ａが表示される。本例では、１つ前の状態（現在行っている操作・監視の直前）において操作・監視した系統を表示している。例えば、現在より１つ前の状態において、運転員が主盤１０においてＰＬＲ系の機器を運転操作した場合には「ＰＬＲ系」の文字画像が表示され、ＦＷ系の機器を監視した場合には「ＦＷ系」の文字が表示される。また、各系統情報３５Ａの左側には、ＦＤ系であるか、ＰＦＤ系であるかを示すアイコン画像３６Ａが表示される。例えば、運転員がＦＤ画面を選択したときには緑色（斜線）のアイコン画像が表示され、運転員がＰＦＤ画面を選択したときには赤色（網掛け）のアイコン画像が表示される。

タービン設備用画面３００Ｂには、上述した原子炉設備用画面３００Ａと同様に、運転員が現在・操作している設備に対応した文字（系情報）３１Ｂが表示されると共に、系情報３１Ｂの右隣には運転員が使用している操作表示部１００の位置を特定する識別番号情報３２Ｂが表示される。また、系情報３１Ｂの下方には、運転員の現在行っている操作・監視に関する情報３３Ｂ，３４Ｂと、過去に行われた操作・監視に関する情報３５Ｂ，３６Ｂとが表示される。詳細については原子炉設備用画面３００Ａと同様であるため省略する。

なお、上述した例では、運転員の現在の運転操作・監視に関する情報と運転員の過去の運転操作・監視に関する情報との双方を表示させるようにしていたが、運転員の現在の運転操作・監視に関する情報のみを表示させるようにしても良い。現在のみ、過去のみ、現在および過去の双方の表示切り替え（表示設定）は、運転指令卓３０の操作表示部３００に設けた切り替えボタンにより行うことができる。また、上述した例では、操作系と監視系の双方の系統情報３３Ａ，３３Ｂ，３５Ａ，３５Ｂを画面に表示させていたが、何れか一方の系統情報を表示させるようにしても良い。

［中央制御装置の動作例］
次に、本発明に係る中央制御装置ＣＣの動作の一例について説明する。図４に示すように、ステップＳ１０において、運転員により主盤１０のメニュー画面で、所定の系統の操作・監視が行われる。本例では、主盤１０の操作表示部１００のメニュー画面に、各設備の系統を操作・監視するための複数の選択ボタンが表示され、ユーザはメニュー画面のうち操作・監視を行いたい選択ボタンを選択操作することにより、所定の系統における機器の操作・監視を行う。また、本例では、１台の操作表示部１００に各系統の操作と監視を切り替えて行うことが可能な機能を有するものとする。主盤１０の表示操作部１００において、所定の系統の操作・監視が開始されると、表示操作部１００は操作・監視に関する系情報、系統情報、画面情報および識別番号情報を生成する。

ステップＳ２０で制御装置４０は、主盤１０において生成された系情報、系統情報、画面情報および識別番号情報のそれぞれを取得する。具体的には、運転員が、１番左側の操作表示部１００Ａにおいて原子炉設備系におけるＦＷ系の運転操作を行っている場合、制御装置４０は、主盤１０から１番左側の位置を示す「識別番号情報Ｎ１」、原子炉系を示す「系情報ＳI」、ＦＷ系を示す「系統情報ＣFW」および操作画面を示す「ＦＤ画面情報ＩFD」を現在の運転員の操作・監視に関する情報として取得する。情報の取得動作は、例えば、運転指令卓３０の操作表示部３００において上記情報の表示要求があるか否かを判断し、表示要求があると判断した場合に上記情報を取得しても良いし、操作表示部１００が操作された場合に常に上記情報を取得するようにしても良い。

ステップＳ３０で制御装置４０は、過去の運転員の操作・監視に関する各種情報を運転指令卓３０の操作表示部３００に表示する表示設定が行われているか否かを判断する。制御装置４０は、過去の運転員の操作・監視に関する各種情報の表示設定が行われていると判断した場合にはステップＳ４０に進み、過去の運転員の操作・監視に関する各種情報の表示設定が行われていないと判断した場合にはステップＳ６０に進む。

ステップＳ４０で制御装置４０は、運転員の過去の操作・監視に関する各種情報の表示設定が行われていると判断した場合には、記憶装置５０から現在行われている操作・監視よりも１つ前の操作・監視に関する系情報、系統情報、画面情報および識別番号情報を記憶装置５０から読み出して取得する。例えば、運転員が、現在よりも１つ前の状態の操作・監視において、左側から２番目の操作表示部１００Ｂにおいて原子炉設備のＰＬＲ系の運転操作を行っていた場合、主盤１０から左側から２番目の位置を示す「識別番号情報Ｎ２」、原子炉系を示す「系情報ＳI」、ＰＬＲ系を示す「系統情報ＣPLR」および操作画面を示す「ＦＤ画面情報ＩFD」を取得する。

ステップＳ５０で制御装置４０は、運転指令卓３０の操作表示部３００の画面に、現在の運転員の操作・監視に関する情報と、過去の運転員の操作・監視に関する情報との双方を表示させる。例えば、図３に示したように、画面の左側に現在の運転員の操作・監視に関する情報を表示させ、画面の右側に過去の運転員の操作・監視に関する情報を表示させる。

一方、ステップＳ６０で制御装置４０は、運転員の過去の操作・監視に関する情報の表示設定が行われていない場合、現在の運転員の操作・監視に関する情報のみを運転指令卓３０の操作表示部３００に表示させる。例えば、画面の左側にのみ現在の運転員の操作・監視に関する情報を表示させるようにしても良いし、画面の一面（全面）に現在の運転員の操作・監視に関する情報を拡大表示させるようにしても良い。

以上説明したように、本実施の形態によれば、主盤１０で行われた監視・操作に関する情報が運転指令卓３０の操作表示部３００の画面上に表示されるので、運転指令卓３０の当直長は、主盤１０に配備された運転員の行動（状況）を容易かつ確実に把握することができる。つまり、運転員が現在および過去に操作・監視を行った系統等を画面上で容易に確認できる。これにより、運転員に対する対応状況の報告要求を頻繁に行う必要がなくなり、運転員および当直長の負担軽減を図ることができる。さらに、運転員が行った行動を正確かつ確実に把握できるので、情報伝達の際のミスを防止することができ、よりプラントの安全運転に寄与することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上述した実施の形態では、制御装置４０を独立して設けたが、主盤１０や運転指令卓３０のそれぞれに設けることもできるし、主盤１０および運転指令卓３０の何れか一方に設けることもできる。

１０・・・主盤、２０・・・大型表示盤、３０・・・運転指令卓、４０・・・制御装置、５０・・・記録装置、１００，１００Ａ〜１００Ｆ・・・操作表示部、３００・・・画面、ＣＣ・・・中央制御装置

Claims (3)

1. 原子力発電所の各系統における機器の操作および／または監視を行うための主盤と、
   表示部を有し、前記主盤において行われた前記機器の操作および／または監視に基づいて所定の運転指令を行うための運転指令卓と、
   前記主盤および前記運転指令卓の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記主盤により前記原子力発電所の前記各機器の操作および／または監視が行われたとき、前記主盤で行われた操作および／または監視に関する情報を前記運転指令卓に設けられた前記表示部の画面に表示させる
   ことを特徴とする中央制御装置。
2. 前記主盤の前記表示部に対応した操作部をさらに備え、
   複数の前記表示部および前記操作部のそれぞれは、少なくとも原子炉設備系またはタービン電気設備系の各設備に割り当てられており、
   前記主盤は、
   所定の設備に割り当てられた前記操作部が操作されたとき、当該操作部に対応した前記表示部の位置を特定するための識別番号情報、何れの設備系が選択されたかを示す系情報および操作・監視対象となっている系統を示す系統情報のうち少なくとも１以上の情報を生成して前記制御装置に供給する
   ことを特徴とする請求項１に記載の中央制御装置。
3. 前記主盤において過去に行われた前記機器の操作および／または監視に関する情報を記憶する記憶装置をさらに備え、
   前記制御装置は、過去に行われた前記機器の操作および／または監視に関する前記情報を前記記憶装置から読み出して前記運転指令卓の前記画面に表示させる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中央制御装置。

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