JP2017207804A - 電気式計器指示シミュレータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】系統試験を建設工事と並行して実施することを可能とするため、系統試験に必要な試験条件のうち電気式計器指示について、模擬信号を設定するためのシミュレータ装置を提供する。【解決手段】系統試験に必要な試験条件のうち電気式計器指示について、複数の模擬信号を設定するためのシミュレータ装置であって、租調整用出力調節器と微調整用出力調節器により、模擬信号出力端子の電位と抵抗器両端の電位を調節する複数組の模擬信号出力回路と、複数の前記抵抗器両端の電位を選択して表示する指示計とを備え、模擬信号出力端子の電位を前記複数の模擬信号として外部出力することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、プラント建設の現場で各種試験を実施する際に使用される電気式計器指示シミュレータ装置に関する。

例えば原子力プラントにおいては、その建設時に各種の試験を実施しており、各種試験の具体的な一例として系統試験がある。この試験は、燃料装荷前に実施する試験であり、各系統設備において機器及びインターロック機能が正しく動作し、要求された系統機能を有していることを確認する目的で実施している。

系統試験では試験実施にあたり、事前に様々な試験条件（圧力、水位、他系統運転状態等）を設定する必要があるが、試験の大部分が建設工事と並行して実施されるため、工事の進捗状況によっては、試験条件が設定できない場合がある。例えば、容器内の圧力と水位の関係を確認する試験項目がある場合に、圧力計は設置済みであるが、水位計は未設置であるという建設進行状況の中で、両者の関連を試験することが求められる。係る場合には、水位計に代わるダミーの設備としてシミュレータ装置を備えておき、シミュレータ装置から水位の模擬信号を与えてやるといった対応が必要になる。

係る模擬信号を出力する試験装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、「原子炉内の複数の制御棒に対応して設置され制御棒位置を挿入／引抜方向に電動機により変化させるアクチュエータと、前記各アクチュエータに対応して設置され各制御棒の個別の駆動制御を現場演算処理装置で行いこの現場演算処理装置からの指令に基づきインバータ装置で駆動用の出力調整を行う現場制御装置と、前記現場制御装置の上位に伝送ネットワークを介して設置され前記原子炉内の複数の制御棒の統括制御を行う中操制御装置と、前記原子炉からのプロセス量とその目標値との偏差演算により前記中操制御装置へ制御棒の駆動指令を出力する制御棒自動化装置とを有する制御棒操作監視制御システムの試験方法において、前記原子炉内のプロセス量ならびに前記現場制御装置の演算結果を前記中操制御装置に対して模擬出力する試験装置を前記伝送ネットワーク上の１ステーションとして接続し、前記中操制御装置からの制御指令に対して前記模擬出力を前記中操制御装置に出力し、前記中操制御装置の機能試験を実施するようにしたことを特徴とする制御棒操作監視制御システムの試験方法。」が記載されている。

特開平１１−２３７４９０号公報

例えば原子力プラントの各種系統は、多くの場合に多重化されている。例えば水位計についてみるとこれは、４系統が設置されており、この４系統の水位信号は制御装置などに取り込まれてから、２アウトオブ４、３アウトオブ４などの多重化理論により信頼性が高められた信号として利用されることが多い。

このため、水位計に代わるダミーの設備として備えられるシミュレータ装置も、４系統の信号を同時に扱えるものである必要がある。かかる場合に従来は４台のシミュレータ装置を準備し、各シミュレータ装置に４系統の水位計のそれぞれを割り振る形で運用されている。然るに系統試験において、４系統の信号は同一値出力を要求されることが多いが、４台のシミュレータ装置を用いる中で、同一値を担保することは困難である。４台のシミュレータ装置の特性は、一般的には相違しており、同一値を検証することが困難である。

以上のことから本発明においては、系統試験を建設工事と並行して実施することを可能とするため、系統試験に必要な試験条件のうち電気式計器指示について、模擬信号を設定するための電気式計器指示シミュレータ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明においては、系統試験に必要な試験条件のうち電気式計器指示について、複数の模擬信号を設定するための電気式計器指示シミュレータ装置であって、租調整用出力調節器と微調整用出力調節器により、模擬信号出力端子の電位と抵抗器両端の電位を調節する複数組の模擬信号出力回路と、複数の前記抵抗器両端の電位を選択して表示する指示計とを備え、模擬信号出力端子の電位を前記複数の模擬信号として外部出力することを特徴とする。

本発明によれば、装置１台で４つの信号系統に対して同時に電気式計器指示の模擬信号を信号系統の電源を使用して出力及び調整することができ、これらは装置内の出力指示計で出力値を確認できるため、４つの信号系統に同値の模擬信号を出力及び調整することができる。

上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

電気式計器指示シミュレータ装置を用いた模擬信号投入方法を説明する図。 図１に示す電気式計器指示シミュレータ装置１の回路構成例を示す図。 電気式計器指示シミュレータ装置の正面図、平面図及び側面図を示す図。

以下本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説明する。

本発明を実現するに当たり、原子力プラント建設時に実施される系統試験について考察すると、系統試験に必要な試験条件のうち電気式計器指示については、電気式計器指示シミュレータ装置を用いて模擬信号を出力することにより、試験条件を設定することが可能である。

更に電気式計器指示シミュレータは、装置１台で４つの信号系統に対して模擬信号を出力及び調整することが可能であり、装置内の出力指示計で模擬出力値を確認できるため、４つの信号系統の模擬出力値の調整が可能である。

また電気式計器指示シミュレータ装置は、信号系統の電源を使用するため、装置内に電源を有しておらず、小型化することが可能である。

以上のことから本発明においては、以下のように電気式計器指示シミュレータ装置を構成する。まず図１は、電気式計器指示シミュレータ装置を用いた模擬信号投入方法の説明図である。

図１において、６は各種の監視・制御装置が備えられる中央操作室に隣接して設備された中央制御室盤、４は建設中の例えば原子炉周囲の複数個所（図示の例では４か所）に個別に設置された現場伝送盤（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）である。原子炉関連の圧力、水位、温度などの各４系統の各種信号は、それぞれの計測機器（電気式計器１６）から４系統の現場伝送盤（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に送られ、現場伝送盤４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）から個別の４系統の伝送ケーブル５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を経由して、中央制御室盤６に伝送される。現場には、計測機器である電気式計器１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）が設置されており、検出した各種プロセス量の値（電気式計器指示）を電気信号に変換して出力する。電気式計器１６からは、それぞれ信号ケーブル３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）を介して検出値が現場伝送盤４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に伝送される。

図１では、例えば水位についての４系統の電気式計器１６と現場伝送盤４との間の、工事完了後の最終形態における接続構成を記載している。実際にはこの他に、圧力や温度などの４系統の各種信号の電気式計器１６と現場伝送盤４との間の接続がなされるが、この図では記載の都合上表記を省略している。

係る構成において、圧力や温度などの４系統の各種信号の電気式計器１６は、既に設置工事が完了して、実際に電気式計器１６から現場伝送盤４を介して中央制御室盤６に信号伝送が行える状態であるとする。これに対し、水位については電気式計器１６の設置工事が完了しておらず、係る状態において圧力、水位、温度などの関連をチェックする系統試験を行うことを想定している。

本発明は、係る状態（圧力、温度の電気式計器設置工事完了、水位の電気式計器未設置）での系統試験を行うべく、水位検出する電気式計器１６の正規信号に代えて、電気式計器指示シミュレータ装置１から水位の模擬信号を与えるものである。電気式計器指示シミュレータ装置１は、電気式計器１６が接続されている現場伝送盤４へ模擬信号ケーブル２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）で接続する。この電気式計器指示シミュレータ装置１から模擬信号を出力し、その模擬信号を現場伝送盤４に入力し、伝送ケーブル５により中央制御室盤６へ送信して、電気式計器指示を模擬し、系統試験条件を設定する。本発明では、１台の電気式計器指示シミュレータ装置１から４系統分の模擬信号を送出する。

図２は、図１に示す電気式計器指示シミュレータ装置１の回路構成例を示している。電気式計器指示シミュレータ装置１は、模擬信号出力部７と出力指示計部８から構成されている。

このうち模擬信号出力部７は、独立した４つの模擬信号出力回路（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を有しており、それぞれの模擬信号出力回路（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）には模擬信号出力端子９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）、抵抗器１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）、租調整用出力調節器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）、微調整用出力調節器１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）を有している。

電気式計器指示シミュレータ装置１自体には、電源回路を搭載せず、模擬信号出力端子９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）の両端が模擬信号ケーブル２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を介して現場伝送盤４内の電源回路へ接続されることで、租調整用出力調節器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）及び微調整用出力調節器１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）により調整された模擬信号が現場伝送盤４側に伝送される。

また租調整用出力調節器１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）及び微調整用出力調節器１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）により模擬信号が調整されたときに、抵抗器１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）の両端電位が変動する。抵抗器１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）の両端電位の変動は、端子ｔａ１−ｔａ２、ｔｂ１−ｔｂ２、ｔｃ１−ｔｃ２、ｔｄ１−ｔｄ２を介して出力指示計回路８に伝達される。

出力指示計回路８は、切替スイッチ１３、表示スイッチ１４、抵抗器１０e、出力表示計１５を有している。出力指示計回路８は独立した４つの模擬信号出力回路（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）に対して共通に１組備えられ、適宜切り替え使用される。具体的には端子ｔａ１−ｔａ２を選択して模擬信号出力回路７ａが与える模擬信号を出力指示し、ｔｂ１−ｔｂ２を選択して模擬信号出力回路７ｂが与える模擬信号を出力指示し、ｔｃ１−ｔｃ２を選択して模擬信号出力回路７ｃが与える模擬信号を出力指示し、ｔｄ１−ｔｄ２を選択して模擬信号出力回路７ｄが与える模擬信号を出力指示する。

電気式計器指示シミュレータ装置１の上記構成により、図１に示す模擬信号投入を実施する場合、図２の模擬信号出力回路７の模擬信号出力端子９に模擬信号ケーブル２を接続し、その模擬信号ケーブル２を現場伝送盤４と電気式計器１６の接続部へ接続する。接続後、模擬信号を出力する模擬信号出力回路７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を出力指示計回路８の切替スイッチ１３で選択（端子ｔａ１−ｔａ２、ｔｂ１−ｔｂ２、ｔｃ１−ｔｃ２、ｔｄ１−ｔｄ２のいずれかの組を選択）して、表示スイッチ１４を入とし、租調整用出力調節器１１及び微調整用出力調節器１２を操作し、出力指示計１５にて出力指示を確認し、模擬信号を設定する。これにより、水位についての４系統の模擬信号がすべて同一値を示すまで、出力指示計回路８の出力表示計１５の出力支持を監視しながら調整する。

図３は、図１及び図２に示す電気式計器指示シミュレータ装置１の正面図、平面図及び側面図を示している。本装置の平面図において、その上部には左側から出力指示計１５、切替スイッチ１３、表示スイッチ１４を配置している。また本装置の平面図において、その下部には下段から順に模擬信号模擬信号出力端子９、租調整用出力調節器１１、微調整用出力調節器１２を配置している。この平面図では、模擬信号模擬信号出力端子９、租調整用出力調節器１１、微調整用出力調節器１２について、左側から右側に順次ａ、ｂ、ｃ、ｄ系列を配置している。

本発明によれば、装置１台で４つの信号系統に対して同時に電気式計器指示の模擬信号を信号系統の電源を使用して出力及び調整することができ、これらは装置内の出力指示計で出力値を確認できるため、４つの信号系統に同値の模擬信号を出力及び調整することができる。

本発明の実施例によれば、系統試験に必要な試験条件のうち電気式計器指示について、模擬信号を設定するためのシミュレータ装置を構成することができ、装置１台で４つの信号系統に対して同時に電気式計器指示の模擬信号を出力及び調整することができる。これらは装置内の出力指示計で出力値を確認できるため、４つの信号系統に同値の模擬信号を出力及び調整することができる。また電気式計器指示シミュレータ装置は、信号系統の電源を使用するため、装置内に電源を有しておらず、小型化することが可能である。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものでははく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１：電気式計器指示シミュレータ装置
２：模擬信号ケーブル
３：信号ケーブル
４：現場伝送盤
５：伝送ケーブル５
６：中央制御室盤
７：模擬信号出力回路
８：出力指示計回路
９：模擬信号出力端子
１０：抵抗器
１１：租調整用出力調節器
１２：微調整用出力調節器
１３：切替スイッチ
１４：表示スイッチ
１５：出力指示計
１６：電気式計器

Claims (2)

1. 系統試験に必要な試験条件のうち電気式計器指示について、複数の模擬信号を設定するための電気式計器指示シミュレータ装置であって、
   租調整用出力調節器と微調整用出力調節器により、模擬信号出力端子の電位と抵抗器両端の電位を調節する複数組の模擬信号出力回路と、複数の前記抵抗器両端の電位を選択して表示する指示計とを備え、前記模擬信号出力端子の電位を前記複数の模擬信号として外部出力することを特徴とする電気式計器指示シミュレータ装置。
2. 請求項１に記載の電気式計器指示シミュレータ装置であって、
   前記模擬信号出力端子は、信号ケーブルを経由して電源を有する現場伝送盤に接続して使用されることを特徴とする電気式計器指示シミュレータ装置。

Images