JP2012078166A - 制御装置および原子力発電プラント制御システム - Google Patents

制御装置および原子力発電プラント制御システム Download PDF

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Abstract

【課題】試験時における信頼性の向上を図ることができる制御装置および原子力発電プラント制御システムを提供すること。
【解決手段】原子力発電プラント制御システム１は、制御装置３０ａおよび３０ｂとを含み、制御装置３０ａおよび３０ｂは、検出部１０ａ〜１０ｄの検出結果に基づいて演算処理を独立して並列に実行し、演算処理の演算結果に応じて、対処部４０ａまたは４０ｂを制御するための制御信号を出力する演算部３２ａおよび３２ｂと、演算部３２ａおよび３２ｂの少なくとも１つから信号が出力された場合に、制御信号を対処部４０ａまたは４０ｂへ送信する送信部３３と、制御装置３０ａおよび３０ｂのいずれかの試験が行われる場合に、他の演算部が演算処理を独立して実行する状態を維持しつつ、試験対象の演算部が出力する制御信号が送信部３３から送出されないように制御するシステム管理部３４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置および原子力発電プラント制御システムに関し、特に、試験時における信頼性の向上を図ることができる制御装置および原子力発電プラント制御システムに関する。
高度な安全性を求められる原子力発電プラントは、プラントの通常の運転を制御する制御系統に加えて、安全保護系統と呼ばれる制御系統を備える。安全保護系統は、他の制御系統が全て動作不能となる場合のようなまれな状況においても、異常な事象を検知し、原子炉停止系や工学的安全施設の作動を自動的に開始させることができるように、極めて高い信頼性を求められている。
高い信頼性を実現するため、安全保護系統は、それぞれが独立して動作する複数の系統から構成される。そして、各系統において各種制御を実行する制御装置は、演算部に障害が発生する場合に備えて、多重化された演算部を備える。多重化された演算部は、１つの演算部が現用系となり、他の演算部が待機系となる待機冗長構成をとる（例えば、特許文献１参照）。
また、安全保護系統は、原子力発電プラントにとって非常に重要な役割を負っているため、試験を行うことを求められている。原子力発電プラントの運転中に安全保護系統の試験を行うことが必要な場合、安全保護系統を構成する複数の系統を１つずつ停止して試験を行う運用が行われている。
図４を参照しながら具体的に説明する。図４において、制御装置９０ａは、安全保護系統を構成する複数の系統の１つであるＡ系に含まれる。制御装置９０ｂは、安全保護系統を構成する複数の系統の１つであるＢ系に含まれる。制御装置９０ａは、待機冗長構成をとっている演算部９１と演算部９２とを備え、制御装置９０ｂは、待機冗長構成をとっている演算部９３と演算部９４とを備えている。
ここで、原子力発電プラントの運転中に演算部９１の試験を行う場合、制御装置９０ｂが機能を維持したままで、制御装置９０ａの機能が停止される。この結果、演算部９１の試験中は、Ａ系は機能を停止するが、Ｂ系が機能を維持するため、安全保護系統の機能が維持される。
特開２００３−２８７５８７号公報
しかしながら、図４に示すような従来の方式を用いて原子力発電プラントの運転中に安全保護系統の試験を行うこととすると、安全保護系統を構成する系統の１つが一時的に機能を停止することになるため、安全保護系統の多重度が減少し、信頼性が低下することとなる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、試験時における信頼性の向上を図ることができる 制御装置および原子力発電プラント制御システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、原子力発電プラントの安全保護系統において用いられる制御装置であって、それぞれが前記原子力発電プラントに生じる特定の事象を検出する検出手段の検出結果に基づいて演算処理を独立して並列に実行し、当該演算処理の演算結果に応じて、前記事象に対処する対処手段を制御するための制御信号を出力する複数の演算部と、前記複数の演算部の少なくとも１つから制御信号が出力された場合に、制御信号を前記対処手段へ送出する送信部と、前記複数の演算部の１つの試験が行われる場合に、他の演算部が演算処理を独立して実行する状態を維持しつつ、試験対象の演算部が出力する制御信号が前記送信部から送出されないように制御する制御部とを備えることを特徴とする。
この制御装置は、プラント運転中に試験を実施しながらも機能を維持することができるので、試験時における信頼性の向上を図ることができる。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、原子力発電プラントの安全保護系統を制御する原子力発電プラント制御システムであって 、前記原子力発電プラントに生じる特定の事象を検出する検出手段と、前記事象に対処する対処手段と、それぞれが独立して動作する複数の制御装置とを含み、前記制御装置のそれぞれは、前記検出手段の検出結果に基づいて演算処理を独立して並列に実行し、当該演算処理の演算結果に応じて、前記対処手段を制御するための制御信号を出力する複数の演算部と、前記複数の演算部の少なくとも１つから信号が出力された場合に、前記制御信号を前記対処手段へ送出する送信部と、前記複数の演算部の１つの試験が行われる場合に、他の演算部が演算処理を独立して実行する状態を維持しつつ、試験対象の演算部が出力する制御信号が前記送信部から送出されないように制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
この原子力発電プラント制御システムは、プラント運転中に試験を実施しながらも各制御装置の機能を維持することができるので、試験時における信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明の望ましい態様としては、前記制御部は、試験対象の演算部の試験の完了後に、当該試験対象の演算部の演算処理の進行状況を他の演算部の演算処理の進行状況と一致させる合わせ込み処理を実行させ、合わせ込み処理の完了後は、前記複数の演算部のそれぞれに独立して並列に演算処理を行わせることが好ましい。
この態様では、試験の完了後に複数の演算部が独立して並列に演算処理を行うこととなるので、制御装置の信頼性を向上させることができる。
また、本発明の望ましい態様としては、前記制御部は、試験対象の演算部が有する制御信号の出力機能を停止させることによって、試験対象の演算部が出力する制御信号が前記送信部から送出されないように制御することとしてもよい。
この態様では、試験対象の演算部の処理が外部に影響することを防止できるため、試験時においても他の演算部の処理を継続させて制御装置の機能を維持し、試験時における信頼性の向上を図ることができる。
本発明に係る制御装置および原子力発電プラント制御システムは、プラント運転中に試験を実施しながらも信頼性の向上を図ることができるという効果を奏する。
図１は、本実施例に係る原子力発電プラント制御システムの概要構成を示す図である。 図２は、制御装置の動作を示すシーケンス図である。 図３は、演算部の演算周期のズレの一例を示す図である。 図４は、従来の原子力発電プラント制御システムの試験時の動作を示す図である。
以下に、本発明に係る制御装置および原子力発電プラント制御システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
まず、図１を参照しながら、本実施例に係る原子力発電プラント制御システムの概要構成について説明する。 図１は、本実施例に係る原子力発電プラント制御システム１の概要構成を示す図である。原子力発電プラント制御システム１は、原子力発電プラントの安全保護系統の制御を行う制御システムである。
図１に示すように、原子力発電プラント制御システム１は、４重化された検出部１０ａ〜１０ｄと、２重化された多数決回路２０ａおよび２０ｂと、２重化された制御装置３０ａおよび３０ｂと、２重化された対処部４０ａおよび４０ｂと、２重化された自動試験装置５０ａおよび５０ｂとを含む。
検出部１０ａ〜１０ｄは、原子力発電プラントの運転に何らかの支障をもたらす特定の事象を検出する。検出部１０ａ〜１０ｄは、それぞれ、原子力発電プラントの状態を検出するためのセンサと、センサの検出値が異常を示す値であるか否かを判定するための閾値演算部とを有し、センサの検出値が閾値演算部によって異常を示す値であると判定された場合に、多数決回路２０ａおよび２０ｂへ検出信号を出力する。
多数決回路２０ａは、検出部１０ａ〜１０ｄのうち所定数以上（例えば、２以上）から検出信号が出力された場合に、検出信号を制御装置３０ａへ転送する。多数決回路２０ｂは、検出部１０ａ〜１０ｄのうち所定数以上（例えば、２以上）から検出信号が出力された場合に、検出信号を制御装置３０ｂへ転送する。多数決回路２０ａおよび２０ｂは、それぞれ独立して動作する。
制御装置３０ａは、多数決回路２０ａから転送された検出信号に基づいて何らかの対処の実行が必要であるかを判定し、対処の実行が必要であると判定した場合に、対処部４０ａへ対処の実行を指示する制御信号を出力する。制御装置３０ｂは、多数決回路２０ｂから転送された検出信号に基づいて何らかの対処の実行が必要であるかを判定し、対処の実行が必要であると判定した場合に、対処部４０ｂへ対処の実行を指示する制御信号を出力する。制御装置３０ａおよび３０ｂは、それぞれ独立して動作する。
対処部４０ａは、制御装置３０ａから出力された制御信号に基づいて所定の対処を実行する。対処部４０ｂは、制御装置３０ｂから出力された制御信号に基づいて所定の対処を実行する。対処部４０ａおよび４０ｂは、それぞれ独立して動作する。
自動試験装置５０ａは、原子力発電プラントの運転中に制御装置３０ａの試験を行う。自動試験装置５０ｂは、原子力発電プラントの運転中に制御装置３０ｂの試験を行う。自動試験装置５０ａおよび５０ｂは、それぞれ指定されたタイミングで独立して試験を実行する。
このように、原子力発電プラント制御システム１は、単一故障によって機能が失われないように、各部が多重化されているとともに、各部が独立して動作する。このような構成を有する原子力発電プラント制御システム１において、制御装置３０ａおよび３０ｂは、検出された事象への対処を実行するか否かを判定する重大な役割をもつ。このため、制御装置３０ａおよび３０ｂは、内部の構成も多重化されている。
制御装置３０ａおよび３０ｂは、同様の構成を有するため、制御装置３０ａを例にして、これらの装置の内部構成について説明する。図１に示すように、制御装置３０ａは、信号配送部３１と、２重化された演算部３２ａおよび３２ｂと、送信部３３と、システム管理部（制御部）３４とを備える。信号配送部３１は、制御装置３０ａが受信した検出信号を演算部３２ａと演算部３２ｂへ配送する。
演算部３２ａおよび３２ｂは、検出信号に基づいて所定の演算処理を実行し、演算結果に応じて、対処部４０ａに所定の対処を実行させるための制御信号を出力する。演算部３２ａは、制御信号を出力するための出力部３２０ａを備え、演算部３２ｂは、制御信号を出力するための出力部３２０ｂを備える。また、演算部３２ａおよび３２ｂは、演算を実行するためのプロセッサと演算に用いられるデータや演算結果を記憶する記憶装置等を備え、それぞれ独立して同一の演算処理を並列に実行する。
送信部３３は、演算部３２ａおよび３２ｂの少なくとも一方から制御信号が出力されると、出力された制御信号を対処部４０ａへ送出する。すなわち、送信部３３は、演算部３２ａと演算部３２ｂの双方が正常に動作し、演算部３２ａと演算部３２ｂの双方から制御信号が出力された場合に、出力された制御信号を対処部４０ａへ送出する。また、送信部３３は、演算部３２ａと演算部３２ｂのいずれか一方に障害が発生し、演算部３２ａと演算部３２ｂの一方のみから制御信号が出力された場合にも、出力された制御信号を対処部４０ａへ送出する。
システム管理部３４ は、演算部３２ａおよび３２ｂが独立して演算処理を並列に実行するように、演算部３２ａおよび３２ｂを制御する。また、自動試験装置５０ａが演算部３２ａを試験する場合、システム管理部３４は、演算部３２ａが出力する信号が送信部３３へ伝わるのを防ぐために出力部３２０ａの機能を停止させ、演算部３２ｂを通常通り動作させる。一方、自動試験装置５０ａが演算部３２ｂを試験する場合、システム管理部３４は、演算部３２ｂが出力する信号が送信部３３へ伝わるのを防ぐために出力部３２０ｂの機能を停止させ、演算部３２ａを通常通り動作させる。
上述した従来技術のように、制御装置が備える複数の演算部を待機冗長構成とすると、現用系の演算部の異常を検知する検知機構と、現用系と待機系を切り替える切替機構とが必要となり、制御装置の信頼性は、検知機構の異常検知率と、切替機構の信頼性の影響を受ける。
これに対して、制御装置３０ａは、多重化された演算部３２ａおよび３２ｂを待機冗長構成ではなく、それぞれ独立して並列に動作させ、一方に障害が発生しても機能が失われることがないように構成されている。このため、制御装置３０ａは、現用系の異常を検知する検知機構の異常検知率や、現用系と待機系を切り替える切替機構の信頼性の影響を受けることなく、高い信頼性を実現することができる。
また、制御装置３０ａは、冗長化された演算部の１つを試験する場合に、試験対象の演算部が出力する制御信号が送信部３３から対処部４０ａへ送出されないようにした上で、他の演算部を通常通り動作させ、制御装置３０ａの機能を維持する。このため、原子力発電プラントの運転中に安全保護系統の試験を行う場合であっても、安全保護系統を構成する各系統の機能を維持し、試験中における信頼性の向上を図ることができる。
なお、複数の演算部を待機冗長構成で備える制御装置であっても、試験対象の演算部が出力する制御信号が対処部４０ａに伝わらないようにした上で、他の演算部を通常通り動作させることは可能である。ただし、この場合、現用系の演算部を試験する場合には、現用系と待機系を切り替えるという複雑かつ精緻な処理が必要になるため、障害が発生する可能性が高まり、信頼性が低下してしまう。
次に、制御装置３０ａの動作について図２を参照しながら説明する。図２は、制御装置３０ａの動作を示すシーケンス図である。図２に示すように、ステップＳ１０として電源が投入されると、システム管理部３４は、ステップＳ１１として、演算部３２ａに起動を指示する。
演算部３２ａは、ステップＳ１２として、指示に従って起動を開始する。そして、演算部３２ａは、起動が完了すると、ステップＳ１３として、演算周期ごとに演算処理を実行するようになる。システム管理部３４は、演算部３２ａの起動が完了するのに十分な時間だけ待機した後、ステップＳ１４として、演算部３２ｂに起動を指示する。演算部３２ｂは、ステップＳ１５として、指示に従って起動を開始する。
ここで、システム管理部３４は、演算部３２ａと演算部３２ｂの演算周期がずれるように演算部３２ｂの起動タイミングを調整することとしてもよい。システム管理部３４による起動タイミングの調整について図３を参照しながら説明する。図３は、演算部３２ａと演算部３２ｂの演算周期のズレの一例を示す図である。
図３の例に示すように、演算部３２ａおよび３２ｂは、一定の長さの演算周期ごとに１ないし複数の命令を実行する。各演算周期で実行される命令には、検出信号に基づく判定を行うための命令以外に、安全保護系統が正常であることを自己診断するための命令等が含まれる。演算部３２ａおよび３２ｂは、同一の演算周期においては、同一の命令を同一の順序で実行する。
システム管理部３４は、図３の例に示すように、演算部３２ａの演算周期の始期と演算部３２ｂの演算周期の始期とがずれるように演算部３２ｂの起動タイミングを調整することとしてもよい。この結果、演算部３２ａおよび３２ｂは、同一の命令を一定の時間差を保って並列に実行することとなる。演算部３２ａおよび３２ｂが備えるプロセッサによる演算は、放射線等の不確定要因により一時的に誤った値となるおそれがある。演算部３２ａと演算部３２ｂが命令を実行するタイミングをずらすことにより、不確定要因が演算部３２ａと演算部３２ｂのいずれの演算結果にも影響を及ぼす可能性を低くすることができる。
なお、演算部３２ａの演算周期の始期と演算部３２ｂの演算周期の始期とのズレが大きいと、演算部３２ａが対処部４０ａへ向けて制御信号を出力するタイミングと演算部３２ｂが対処部４０ａへ向けて制御信号を出力するタイミングの差が大きくなるといった不利益が生じるため、ズレの大きさは、命令の実行周期よりも短いことが好ましい。
図２の説明に戻って、システム管理部３４は、演算部３２ｂの起動が完了するのに十分な時間だけ待機した後、ステップＳ１６として、後から起動した演算部３２ｂに対して合わせ込みの実行を指示する。演算部３２ｂは、ステップＳ１７として、指示に従って合わせ込み処理を実行する。
具体的には、演算部３２ｂは、演算部３２ｂの演算処理の進行状況を、既に開始されている演算部３２ａの演算処理の進行状況と一致させる。例えば、演算部３２ｂは、演算部３２ａの記憶装置が記憶するデータを演算部３２ｂの記憶装置へ転記するとともに、演算部３２ａのプロセッサにおいて実行中の命令を示す命令ポインタの値を演算部３２ｂの命令ポインタに転記する。なお、データや命令ポインタの値の転記は、演算部３２ｂが演算部３２ａから読み込みを行うことによって実現する以外に、演算部３２ａが演算部３２ｂへ書き込むことによって実現してもよいし、システム管理部３４を介して行ってもよい。
また、演算部３２ａの演算周期の始期と演算部３２ｂの演算周期の始期とをずらす場合、システム管理部３４は、信号配送部３１に検出信号の送出タイミングを調整させることとしてもよい。この場合、具体的には、信号配送部３１は、演算部３２ａおよび３２ｂが同じ命令を実行する際に同じ検出信号を得ることができるように検出信号を送出するタイミングを調整する。例えば、演算部３２ａおよび３２ｂの演算周期のズレが図３に示した通りである場合、信号配送部３１は、演算部３２ｂへの検出信号の出力タイミングを演算周期のズレの大きさ分だけ遅らせる。
こうして合わせ込み処理が完了した後、演算部３２ｂは、ステップＳ１８として、演算周期ごとに演算処理を実行するようになる。
このように、システム管理部３４は、制御装置３０ａの起動時に演算部３２ａと演算部３２ｂの演算処理の進行状況を一致させ、その後は、演算部３２ａと演算部３２ｂを独立して動作させる。これにより、演算部３２ａと演算部３２ｂが、独立して動作しつつ、同じ命令をほぼ同じタイミングで実行し続ける状態を作り上げることができる。
その後、ステップＳ３０として、演算部３２ａの試験が必要になったものとする。この場合、システム管理部３４は、ステップＳ３１として、演算部３２ａが出力する制御信号が送信部３３から対処部４０ａへ送出されるのを防ぐために、演算部３２ａが有する出力部３２０ａに機能の停止を指示し、出力部３２０ａは、ステップＳ３２として、機能を停止する。このとき、システム管理部３４は、演算部３２ｂについては、通常通り動作させておく。
出力部３２０ａの機能が停止した後、自動試験装置５０ａは、ステップＳ３３として、演算部３２ａの試験を実行する。演算部３２ａが有する出力部３２０ａの機能が停止され、演算部３２ａの試験が行われている間も、演算部３２ｂが通常通りの動作を続けるため、制御装置３０ａは機能を維持する。
そして、ステップＳ５０として、演算部３２ａの試験が完了すると、システム管理部３４は、ステップＳ５１として、試験対象であった演算部３２ａに対して合わせ込みの実行を指示する。演算部３２ａは、ステップＳ５２として、指示に従って合わせ込み処理を実行する。
具体的には、演算部３２ａは、演算部３２ａの演算処理の進行状況を、演算処理の実行を継続している演算部３２ｂの演算処理の進行状況と一致させる。例えば、演算部３２ａは、演算部３２ｂの記憶装置が記憶するデータを演算部３２ａの記憶装置へ転記するとともに、演算部３２ｂのプロセッサにおいて実行中の命令を示す命令ポインタの値を演算部３２ａの命令ポインタに転記する。なお、データや命令ポインタの値の転記は、演算部３２ａが演算部３２ｂから読み込みを行うことによって実現する以外に、演算部３２ｂが演算部３２ａへ書き込むことによって実現してもよいし、システム管理部３４を介して行ってもよい。
こうして合わせ込み処理が完了した後、演算部３２ａは、ステップＳ５３として、演算周期ごとに演算処理を実行するようになる。そして、システム管理部３４は、ステップＳ５４として、演算部３２ａが出力する制御信号が送信部３３から対処部４０ａへ送出されるように、演算部３２ａが有する出力部３２０ａの機能を回復させ、制御信号の出力を再開させる。
このように、システム管理部３４は、演算部３２ａの試験完了後に、試験対象であった演算部３２ａの演算処理の進行状況を、継続して実行されていた演算部３２ｂの演算処理の進行状況と一致させ、その後は、演算部３２ａと演算部３２ｂを独立して動作させる。これにより、演算部３２ａと演算部３２ｂが、独立して動作しつつ、同じ命令をほぼ同じタイミングで実行し続ける状態を再度作り上げることができる。
上述してきたように、本実施例では、安全保護系統の制御を行う原子力発電プラント制御システムに含まれる制御装置を多重化するとともに、制御装置が備える演算部をさらに多重化して各演算部を独立して並列に動作させる。そして、制御装置が備える演算部の試験を行う場合は、他の演算部の動作を継続させて制御装置の機能を維持する。このような構成により、安全保護系統を構成する系統の１つを試験するに当たって、その系統を完全に停止せずに済み、試験時における安全保護系統の信頼性の向上を図ることができる。
なお、上記の実施例で示した原子力発電プラント制御システムの構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更することができる。例えば、上記の実施例で示した原子力発電プラント制御システムの各部の多重度は、求められる信頼性の高さ等に応じて任意に変更してよい。
また、上記の実施例では、自動試験装置５０ａが演算部３２ｂを試験する場合、システム管理部３４は、演算部３２ｂが出力する信号が送信部３３から対処部４０ａへ送出されるのを防ぐために出力部３２０ｂの機能を停止させることとしたが、演算部３２ｂが出力する信号が送信部３３から対処部４０ａへ送出されるのを防ぐために他の方式を用いることとしてもよい。
また、上記の実施例で示した原子力発電プラント制御システムは、安全保護系統以外の系統や、原子力発電プラント以外のプラントの制御に用いることができる。
以上のように、本発明に係る制御装置および原子力発電プラント制御システムは、原子力発電プラントの制御に有用であり、特に、安全保護系統の制御に適している。
１ 原子力発電プラント制御システム
１０ａ〜１０ｄ 検出部
２０ａ、２０ｂ 多数決回路
３０ａ、３０ｂ、９０ａ、９０ｂ 制御装置
３１ 信号配送部
３２ａ、３２ｂ、９１〜９４ 演算部
３２０ａ、３２０ｂ 出力部
３３ 送信部
３４ システム管理部
４０ａ、４０ｂ 対処部

Claims (5)

  1. 原子力発電プラントの安全保護系統において用いられる制御装置であって、
    それぞれが前記原子力発電プラントに生じる特定の事象を検出する検出手段の検出結果に基づいて演算処理を独立して並列に実行し、当該演算処理の演算結果に応じて、前記事象に対処する対処手段を制御するための制御信号を出力する複数の演算部と、
    前記複数の演算部の少なくとも１つから制御信号が出力された場合に、制御信号を前記対処手段へ送出する送信部と、
    前記複数の演算部の１つの試験が行われる場合に、他の演算部が演算処理を独立して実行する状態を維持しつつ、試験対象の演算部が出力する制御信号が前記送信部から送出されないように制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする制御装置。
  2. 前記制御部は、試験対象の演算部の試験の完了後に、当該試験対象の演算部の演算処理の進行状況を他の演算部の演算処理の進行状況と一致させる合わせ込み処理を実行させ、合わせ込み処理の完了後は、前記複数の演算部のそれぞれに独立して並列に演算処理を行わせることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記制御部は、試験対象の演算部が有する制御信号の出力機能を停止させることによって、試験対象の演算部が出力する制御信号が前記送信部から送出されないように制御することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  4. 原子力発電プラントの安全保護系統を制御する原子力発電プラント制御システムであって、
    前記原子力発電プラントに生じる特定の事象を検出する検出手段と、
    前記事象に対処する対処手段と、
    それぞれが独立して動作する複数の制御装置とを含み、
    前記制御装置のそれぞれは、
    前記検出手段の検出結果に基づいて演算処理を独立して並列に実行し、当該演算処理の演算結果に応じて、前記対処手段を制御するための制御信号を出力する複数の演算部と、
    前記複数の演算部の少なくとも１つから信号が出力された場合に、前記制御信号を前記対処手段へ送出する送信部と、
    前記複数の演算部の１つの試験が行われる場合に、他の演算部が演算処理を独立して実行する状態を維持しつつ、試験対象の演算部が出力する制御信号が前記送信部から送出されないように制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする原子力発電プラント制御システム。
  5. 前記制御部は、試験対象の演算部の試験の完了後に、当該試験対象の演算部の演算処理の進行状況を他の演算部の演算処理の進行状況と一致させる合わせ込み処理を実行させ、合わせ込み処理の完了後は、前記複数の演算部のそれぞれに独立して並列に演算処理を行わせることを特徴とする請求項４に記載の原子力発電プラント制御システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014232462A (ja) * 2013-05-30 2014-12-11 株式会社日立製作所 制御システム

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6056509B2 (ja) * 2013-01-30 2017-01-11 富士通株式会社 情報処理装置および情報処理装置の制御方法
JP6453262B2 (ja) * 2016-03-09 2019-01-16 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 制御棒操作監視方法及び制御棒操作監視システム
CN106448759B (zh) * 2016-10-19 2021-09-17 中国核电工程有限公司 核电站加热器自动控制系统有效性检测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61233845A (ja) * 1985-04-09 1986-10-18 Nec Corp 予備系装置の正常性検査方式
JPS63736A (ja) * 1986-06-20 1988-01-05 Fujitsu Ltd プロセツサ診断方法
JPS63234193A (ja) * 1987-03-23 1988-09-29 株式会社日立製作所 原子炉安全保護装置
JP2003287587A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Toshiba Corp プラント保護計装装置
WO2009060953A1 (ja) * 2007-11-07 2009-05-14 Mitsubishi Electric Corporation 安全制御装置
JP2010205261A (ja) * 2009-02-04 2010-09-16 Yokogawa Electric Corp パラメータコピー方法およびパラメータコピー装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4299927B2 (ja) * 1998-08-31 2009-07-22 株式会社東芝 中性子束計測装置
US7350026B2 (en) * 2004-12-03 2008-03-25 Thales Memory based cross compare for cross checked systems
KR101073342B1 (ko) * 2009-12-23 2011-10-14 한국수력원자력 주식회사 디지털 발전소보호계통의 주기적 건전성 시험의 자동화 방법 및 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61233845A (ja) * 1985-04-09 1986-10-18 Nec Corp 予備系装置の正常性検査方式
JPS63736A (ja) * 1986-06-20 1988-01-05 Fujitsu Ltd プロセツサ診断方法
JPS63234193A (ja) * 1987-03-23 1988-09-29 株式会社日立製作所 原子炉安全保護装置
JP2003287587A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Toshiba Corp プラント保護計装装置
WO2009060953A1 (ja) * 2007-11-07 2009-05-14 Mitsubishi Electric Corporation 安全制御装置
JP2010205261A (ja) * 2009-02-04 2010-09-16 Yokogawa Electric Corp パラメータコピー方法およびパラメータコピー装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014232462A (ja) * 2013-05-30 2014-12-11 株式会社日立製作所 制御システム

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