JP2659804B2 - プラント運転操作モニタリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子力プラントの運転支援装置に適用され
るプラント運転操作モニタリング装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、各種プラントに運転操作の支援を行なうための
異常診断装置や運転支援装置が付設されている。しか
し、それらが出力する運転操作ガイドは、予め準備され
た操作手順を追って出力するが、異常原因に対して殆ど
一意的に決められた項目を探索して一方的に出力するも
のであり、その運転操作ガイドの見逃しや誤解釈があっ
ても放置されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

（１） プラント異常時などの緊急状況では、運転員は
高い精神的緊張状態にあり、運転操作ガイドの誤解釈や
見逃しのため、不適切な運転操作を行なうことがあっ
た。

（２） また、甚だしい場合には不要なプラント停止に
至る、あるいは異常状態を収束させるのに多大な時間を
要することがあった。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、
運転員の誤操作、欠操作を検出し、告知することの可能
なプラント運転操作モニタリング装置を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

以下に示す８つの手段を有機的に結合することによ
り、これらの問題点を解決する。

（１） 個々の操作がプラントに与える影響、個々の操
作に要する時間等に関するデータを格納するための第１
の格納手段。

（２） 運転操作が誤って行われていないかを監視する
ための誤操作監視手段。

（３） すべき運転操作が忘れられていないかどうかを
判定するための欠操作手段。

（４） 処理の途中に発生するデータを一時的に記憶す
るための記憶手段。

（５） 入力されたプラントのプロセス量等を格納する
ための第２の格納手段。

（６） プラントのプロセス量等を入力、格納を制御す
るためのプロセス入力手段。

（７） 他の診断装置や運転支援装置からデータを受け
取り、格納させるための通信入力手段。

（８） 診断結果やデータベース内の情報を出力するた
めの出力手段。

〔作用〕

（１） 「操作端名」と「操作量」の組み合わせよりな
る運転操作ガイドリストと称するデータを通信入力手段
により本装置に入力し、加工し、これを記憶手段に記憶
し、 （２） プロセス入力手段により本装置に入力された警
報の発信状態や圧力、温度等のプラントのプロセス量を
第２の格納手段に格納し、 （３） 第１の格納手段、記憶手段、第２の格納手段に
よって格納されているデータを用いて、誤操作監視手段
によって操作の実行状況を監視し、誤操作を検出する。

（４） 誤操作であると判定されたときには、出力手段
によりその旨を出力する。

（５） 誤操作監視手段により未だ操作が実行されてい
ないと判定されたものに関し、第１の格納手段、記憶手
段によって格納されているデータを用いて、欠操作判定
手段によって欠操作であるかを判定する。

（６） 欠操作であると判定されたときには、出力手段
によりその旨を出力する。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

（１） 装置構成 本発明の装置全体の構成を第１図に示す。図示する如
く、運転支援対象のプラント10の運転操作に必要な操作
端のプラントに与える影響、操作に要する時間等に関す
る知識ベースを格納するための第１のメモリ１、操作の
実行状況を監視し、誤操作を検出する誤操作監視部２、
前記誤操作監視部２により未だ操作が実行されていない
と判定されたものに関し、欠操作であるかを判定する欠
操作判定部３、処理の途中に発生するデータを一時的に
格納するためのワーキングメモリ４、入力されたプラン
トのプロセス量等を格納するための第２のメモリ５、プ
ラントのプロセス量等を入力し、記憶するためのプロセ
ス入力部６、他の診断装置や運転支援装置からデータを
受け取り、記憶するための通信入力部７、診断結果やデ
ータベース内の情報を出力するための出力部８、及びデ
ータを通信するためのデータバス９より構成される。

（２） 知識ベース 知識は、操作端毎に以下の内容が記述されている。

（ａ）操作端名 プラントの運転操作に必要な各操作端機器に一意的に
付けられた名前。

（ｂ）操作確認 当該操作が実行されたことを検知するための実行確認
判定法は操作モード毎に記述する。ここで操作モードと
は、一般に言うモードだけでなく、操作端の状態も含
む。例えば操作端が弁であれば、「自動」、「手動」、
「全開」、「全閉」、「開度減少」などである。

（ｃ）操作時間 当該操作の所要時間を操作モード毎に秒で与える。操
作モードとは、（ｂ）項同様、操作端のモード、状態で
ある。

（ｄ）近接操作端 当該操作端に近接した操作端名だけでなく、聞き間違
え、言い間違え、読み間違えをしやすいと思われる操作
端名も記述する。

知識の記述形式例を第３図に示す。以下では、知識工
学の一般的用語に従い、第２図の記述全体をフレーム、
特にこの場合は操作端フレームと称し、１段内部の（操
作確認・・）、（操作時間・・）および（近接操作端・
・）に関する知識内容をスロット、さらに１段内部の
（操作モード・・）、（操作端名・・）などで活られた
塊をファセット、さらにもう１段内部の（実行確認判定
法）や（時間）をスロット値と呼ぶ。

第３図の記述例では、 加圧器スプレイ弁の 開度を減少すれば、加圧器スプレイライン温度が低
下し、 開度を増加すれば、加圧器スプレイライン温度が上
昇し、 開度を減少するには10秒を要し、 開度を増加するには10秒を要し、 加圧器比例ヒータ、加圧器後備ヒータがこれと誤っ
て行なう可能性の高い操作端である ことを意味している。

（３） ワーキングメモリ４ ワーキングメモリ４には操作ガイドフレームと称する
フレーム形式でデータが格納される。第４図にその表現
形式例を示す。記述内容は以下の通りである。

（ａ）操作ガイドフレーム名 操作端名を記述する。

（ｂ）操作モード 操作モードを記述する。ここで操作モードとは、一般
に言うモードだけでなく、操作端の状態も含む。例えば
操作端が弁であれば、「自動」、「手動」、「全開」、
「全閉」、「開度減少」などである。

（ｃ）操作開始時刻 他の異常診断装置や運転支援装置11から、操作端名と
操作量よりなる運転操作ガイドリストを受け取った時刻
を記述する。

（４） プロセス入力部６ プロセス入力部６は、警報の発信状態や圧力、温度等
のプラントのプロセス量、機器の作動状態等を入力し、
後述（６）以下の処理で利用可能なように単位変換を行
ない、第２のメモリ５に格納する。

（５） 通信入力部７ 通信入力部７は、２つの処理を行なう。１つは、他の
異常診断装置や運転支援装置11から、操作端名と操作量
よりなる運転操作ガイドリストを受け取り、後述（６）
以下の処理で利用可能なように表現を変換し、第４図に
示した形式でワーキングメモリ４に格納する処理でもあ
る。この際、ガイト開始時刻スロットには内蔵のタイマ
の示している時刻を格納する。もう１つは、他の異常診
断装置や運転支援装置11から、既に受け取った運転操作
ガイドリストに関する処理が完了したことを示す信号を
受信し、対応する操作ガイドフレームをワーキングメモ
リ４より消去する処理である。

（６） 誤操作監視部２ 誤操作監視部２の処理内容を以下に示す。

ワーキングメモリ４に格納されている全ての操作ガイ
ドフレームに対し、順次以下の処理を行なう。

（ａ）当該操作ガイドフレームに対応する操作端フレー
ムの操作確認スロットを取り出し、操作モードフォセッ
トにある実行確認判定法を順次評価する。最初にＴ（評
価が真であったことを示す）になった実行確認判定法を
有するファセット名が当該操作ガイドフレームの操作モ
ード名と異なれば、この操作モードファセットの操作
（モード名を意味する）が誤って行なわれたとし、出力
部８によりその旨を出力し、この操作ガイドフレームに
関する処理を終了する。一致すれば、正常に操作が行な
われていると見做し、（ｂ）へ飛ぶ。全ての実行確認判
定法がNIL（評価が偽であったことを示す）であれば、
（ｃ）へ飛ぶ。

（ｂ）当該操作ガイドフレーム名を誤操作監視部２内に
記憶していればこれを消去し、この操作ガイドフレーム
に関する処理を終了する。

（ｃ）当該操作ガイドフレームに対応する操作端フレー
ムの近接操作端スロットに格納されている操作端名に関
し、順次、以下の処理をする。

ワーキングメモリ４に格納されている操作ガイドフレ
ームのフレーム名で、当該操作名と一致するものがなけ
れば、対応する操作端フレームの操作確認スロットを取
り出し、操作モードファセットにある実行確認判定法を
順次評価する。１つでもＴならば、この操作端を誤って
操作したとし、出力部８によりその旨を出力する。

（ｄ）（ｃ）により誤操作が検知されなければ、当該操
作ガイドフレーム名を誤操作監視部２内に記憶していな
ければこれを記憶し、この操作ガイドフレームに関する
処理を終了する。誤操作が検知されれば、何もせず、こ
の操作ガイドフレームに関する処理を終了する。

（７） 欠操作判定部３ 欠操作判定部３の処理内容を以下に示す。

誤操作監視部２内に記憶されている操作ガイドフレー
ム名に対し、順次以下の処理を行なう。

当該操作ガイドフレーム名に対応する操作ガイドフレ
ームのガイド開始時刻と、装置内蔵のタイマの示す時刻
により、ガイド開始後の経過時間を計算し、これが対応
する操作端フレームの操作時間ファセットの対応する操
作モードスロット内に記述されている時間より長けれ
ば、欠操作と見做してその旨を出力部８より出力する。

（８） 出力部８ 出力部８は他の各部よりデータバス９を介して受信し
た運転操作ガイダンス等を出力する。

次に本発明を適用する一具体例としてPWRプラントの
構成図の一部を第５図に示す。一次冷却系は原子炉11、
蒸気発生器12、一次冷却材ポンプ13、及びこれらを繋ぐ
一次冷却材配管14から構成され、この一次冷却系を循環
する一次冷却材の圧力制御は加圧器サージライン15を通
して接続されている加圧器16によってなされる。加圧器
16には加圧器ヒータ（加圧器比例ヒータと加圧器後備ヒ
ータの２種類がある）17と加圧器スプレイ18が取り付け
てあり、一次冷却系の圧力が規定値より上昇すれば加圧
器スプレイ18よりスプレイを飛ばし加圧器16内の温度を
低下させることにより、一次冷却系の圧力が規定値より
低下すれば加圧器ヒータ17により加圧器内の温度を上昇
させることにより、一次冷却系の圧力を一定の範囲に保
つ。スプレイの量は加圧器スプレイライン19の上流に付
設してある加圧器スプレイ弁20の開度を調節することに
より制御する。加圧器スプレイライン19の上流側は一次
冷却材ポンプ13の出口付近に接続されており、かなり高
温で高圧の一次冷却材が送られてくる。また、加圧器ス
プレイ弁20のすぐ下流には温度センサ21が取り付けてあ
る。加圧器スプレイ弁20の開度の増減はこの温度センサ
21の指示値（加圧器スプレイ弁出口温度と呼ぶ）により
検知可能である。具体的に言えば、加圧器スプレイライ
ン19からの外部への熱放出（ヒートバランス）と、加圧
器スプレイライン19の流速（マスバランス）を考慮する
と、加圧器スプレイ弁20の開度を増加すれば加圧器スプ
レイ弁出口温度は上昇し、減少すれば低下するのが分か
る。

一方、PWRプラントの中央制御室の操作パルスにおい
ては各種操作端は系統ごとに纏めて設置されている。従
って、ここでは図示しない加圧器スプレイ弁開度調節操
作端と加圧器ヒータオンオフスイッチとは比較的近接し
ている。

上述のプラントの特性や中央制御室の特徴から作成し
たのが第３図に示した知識である。

本件発明の構成要素であるプロセス入力部６、通信入
力部７、誤操作監視部２、及び欠操作判定部３の処理を
一纏めにした処理フローを第７図に示す。

誤操作監視部２の処理は、ワーキングメモリ４に格納
されているすべての操作ガイドフレームに対して、欠操
作判定部３の処理は誤操作監視部２内部に記憶されてい
るすべての操作ガイドフレーム名に対して行なわれる
が、ここでは、１例として、ワーキングメモリ４にフレ
ーム名「加圧器スプレイ弁」の操作ガイドフレームが第
６図に示すように格納されるとして、誤操作の検知、欠
操作の検出の模様を一纏めにして第７図に沿って説明す
る。

（ステップS1）入力データの処理 プロセス入力装置部６は、もし加圧器スプレイライン
温度のサンプル値が前回のサンプル値より低ければ、第
２のメモリ５に格納されている変数「加圧器スプレイラ
イン温度低下」と「加圧器スプレイライン温度上昇」
を、 「加圧器スプレイライン温度低下」＝Ｔ（真を意味す
る） 「加圧器スプレイライン温度上昇」＝NIL（偽を意味す
る） とセットする。

一方、通信入力部７は、他の異常診断装置や運転支援
装置から運転操作ガイドリスト、 （加圧器スプレイ弁 開度増加） を受信すると、この運転操作ガイドリストと現在の時刻
（例えば今、12時13分14秒であったとすれば）を用い
て、第６図に示す操作ガイドフレームを作成し、ワーキ
ングメモリ４に格納する。

また、通信入力部７は、他の異常診断装置や運転支援
装置11から操作の完了した旨を受信すれば、それに対応
する操作ガイドフレームをワーキングメモリ４より消去
する。

（ステップS2）実行確認判定法の評価（１） ワーキングメモリ４に格納されている操作ガイドフレ
ーム名「加圧器スプレイ弁」に対応する操作端フレーム
（第３図）の実行確認判定法を順次評価する。この場
合、 「加圧器スプレイライン温度低下」（第３図の） 「加圧器スプレイライン温度上昇」（第３図の） の順に評価するが、もし前者が真ならば、その実行確認
判定法の格納されているファセット名は「開度減少」で
あり、ワーキングメモリ４に格納されている操作ガイド
フレーム「加圧器スプレイ弁」の操作モードスロットに
格納されているデータ「開度増加」（第６図の）とは
異なるので、誤操作が検知されたとし、ステップS8の処
理を行なう。もし、前者が偽で後者が真ならば、真とな
った実行確認判定法の格納されているファセット名は
「開度増加」であり、ワーキングメモリ４に格納されて
いる操作ガイドフレーム「加圧器スプレイ弁」の操作モ
ードスロットに格納されているデータ「開度増加」（第
６図の）と一致するので、当該操作の実行が確認され
たことになり、ステップS3の処理を行なう。両者がとも
に偽ならば、ステップS4の処理を行なう。

（ステップS3）実行確認済操作に関する処理 誤操作監視部２は、当該操作ガイドフレーム名「加圧
器スプレイ弁」を本装置内部に記憶していればこれを消
去し、この操作ガイドフレームに関する処理を終了す
る。

（ステップS4）近接操作端名の抽出 誤操作監視部２は、当該操作ガイドフレーム名「加圧
器スプレイ弁」に対応する操作端フレームの近接操作端
スロットに格納されている操作端名「加圧器比例ヒー
タ」と「加圧器後備ヒータ」（第３図の）を抽出し、
これらの操作端名に対応する操作端フレームを用いて、 （ステップS5）近接操作端の操作の必要性評価 これらの近接操作端の必要性を評価する。具体的には
操作端名がワーキングメモリ４に格納されている操作ガ
イドフレーム名と一致すれば必要性有り、一致しなけれ
ば必要性なしと見做す。必要性ありと見做された操作端
名に対してはステップS7の処理を、必要性なしと見做さ
れた操作端名に対してはステップS6処理を行なう。

（ステップS6）実行確認判定法の評価（２） 誤操作監視部２は、当該操作端名に対応する操作端フ
レームの実行確認判定法を評価し、１つでも真のものが
あれば、不必要な操作であるにもかかわらず実際に操作
された操作端であるとしてこれを誤操作とし、ステップ
S7の処理を行なう。すべての実行確認判定法が偽であれ
ば、「加圧器スプレイ弁」に関する操作は未だ実行され
ていないとし、ステップS8の処理を行なう。

（ステップS7）誤操作端名の表示 誤操作監視部２は、誤操作として検知された操作端名
とその旨を、例えば「加圧器スプレイ弁に関する操作が
誤って行なわれました」と出力部８より出力し、この操
作ガイドフレームに関する処理を終了する。

（ステップS8）未実行操作に関する処理 誤操作監視部２は、本装置内部に当該操作ガイドフレ
ーム名「加圧器スプレイ弁」を記憶していなければこれ
を記憶する。

（ステップS9）操作待時間の評価 欠操作判定部３は、誤操作監視部２の内部に格納され
ている操作ガイドフレーム名に対応する操作ガイドフレ
ームのガイド開始時刻と装置内蔵のタイマの示す時刻よ
り、ガイド開始後の経過時間を計算し、これを操作端フ
レームの操作時間スロットのデータと比較し、長ければ
この操作を欠操作と見做してステップS10の処理を行な
う。例えば、「加圧器スプレイ弁」が誤操作監視装置２
の内部に記憶されていたとすれば、タイマの示す時刻が
121324より大きくなれば、 タイマの示す時刻−121314（第６図の）＞10（第３図
の） より欠操作と判定される。

（ステップS10）欠操作操作端名の表示 欠操作判定部３は、欠操作として検知された操作端名
とその旨を、例えば「加圧器スプレイ弁に関する操作が
行なわれていません」と出力部８より出力し、以上でこ
の操作ガイドフレームに関する処理を終了する。

〔発明の効果〕

以上詳記した如く本発明によれば、 （１） 運転操作ガイドの誤解釈や見逃しのため、不適
切な運転を行なったとしても、早期に発見し、それを運
転員に知らしめることが可能であり、 （２） 不要なプラント停止に至る、あるいは異常状態
を収束させるのに多大な時間を要する可能性を低減でき
る。

という利点を有するプラント運転操作モニタリング装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は全
体の構成を示すブロック図、第２図乃至第４図は操作端
有効性判定知識の記述形式を例示する図、第５図はPWR
プラントの構成を示す図、第６図は操作ガイドフレーム
の具体例を示す図、第７図は動作の処理内容を示すフロ
ーチャートである。 １……第１のメモリ、２……誤操作監視部、３……欠操
作判定部、４……ワーキングメモリ、５……第２のメモ
リ、６……プロセス入力部、７……通信入力部、８……
出力部、９……データバス、10……プラント、11……運
転支援装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントからオンラインでプロセス量を採
   取し、プラントの運転操作をガイドするプラント運転操
   作モニタリング装置において、 プラントの運転操作に関する操作モード、近接操作端、
   聞き間違えまたは言い間違えまたは読み間違えしやすい
   操作端名を含む知識データを格納する第１の格納手段
   と、 この第１の格納手段に格納された知識ベースを基に、運
   転操作が誤って行われていないかどうかを監視する誤操
   作監視手段と、 上記第１の格納手段に格納された知識ベースを基に、さ
   れるべき運転操作が忘れられていないかどうかを判定す
   る欠操作判定手段と、 上記誤操作監視手段及び欠操作判定手段による処理途中
   で発生するデータを一時的に記憶する記憶手段と、 採取されたプラントのプロセス量を格納する第２の格納
   手段と、この第２の格納手段におけるプロセス量の入
   力、格納を制御するプロセス入力手段と、 外部の装置からプラントの運転操作に関するデータを入
   力する通信入力手段と、 上記誤操作監視手段及び欠操作判定手段により得られた
   診断結果及びデータベース内の情報を出力する出力手段
   と を具備し、運転員の誤操作、欠操作を検知し、運転員に
   告知することを特徴とするプラント運転操作モニタリン
   グ装置。