JP5890752B2 - Plant monitoring and control system - Google Patents
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Description
本発明は、プラント建屋内の検出器からの監視信号を受信してプラントの監視を行うとともに、現場機器を操作してプラントの制御を行うプラント監視制御システムに関する。 The present invention relates to a plant monitoring control system that receives a monitoring signal from a detector in a plant building to monitor the plant, and operates a field device to control the plant.
原子力発電プラントにおいて、プラント建屋内に設置された現場機器を動作させるための制御機能、ならびにプラントの状態を把握するための監視機能は、主に中央制御室に集約され、運転員は中央制御室からプラント全体を監視し、状況に応じて現場機器の操作を行う。 In a nuclear power plant, the control function for operating on-site equipment installed in the plant building and the monitoring function for grasping the state of the plant are mainly concentrated in the central control room. The entire plant is monitored and the on-site equipment is operated according to the situation.
ここで、原子力発電プラントにおいて中央制御室の監視制御機能が失われた状況、もしくはプラント内の環境悪化により運転員が中央制御室から退避しなければならない状況が起こった場合においては、運転員にプラント建屋外部からプラントを安全停止するための監視制御機能を有する遠隔プラント監視制御システムが必要である。このような遠隔プラント監視制御システムとして、プラント建屋内に設けられる検出器からの信号をプラント建屋外の遠隔地に設けた遠隔制御システムに送信して、遠隔制御装置によってプラントの監視、制御を行う技術が開発されている(例えば、特許文献1、2参照。)。 Here, in the situation where the supervisory control function of the central control room is lost in the nuclear power plant, or when the operator has to evacuate from the central control room due to environmental deterioration in the plant, the operator There is a need for a remote plant monitoring and control system having a monitoring and control function for safely stopping the plant from the outdoor part of the plant building. As such a remote plant monitoring and control system, a signal from a detector provided in the plant building is transmitted to a remote control system provided in a remote location outside the plant building, and the plant is monitored and controlled by the remote control device. Technology has been developed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
しかしながら上述した特許文献に記載の遠隔プラント監視制御システムは、監視、制御信号の信号ルートが多様化されていない。特に、シビアアクシデント下では遠隔制御装置への信号ルートが全て健全であるかを確認することが難しい場合が想定される。 However, in the remote plant monitoring and control system described in the above-mentioned patent document, the signal route of the monitoring and control signals is not diversified. In particular, it is assumed that it is difficult to confirm whether all signal routes to the remote control device are sound under severe accidents.
そこで本発明は、遠隔監視制御装置に多様性のある信号ルートを設け、信頼性を高くプラント建屋外からプラントの監視および制御を行うことができるプラント監視制御システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plant monitoring and control system that can provide a variety of signal routes in a remote monitoring and controlling apparatus, and can monitor and control the plant from the outside of the plant building with high reliability.
上記目的を達成するために、本発明のプラント監視制御システムは、前記プラント建屋内に設けられ、検出器からの監視信号を中央制御室用信号集約装置を介して受信するとともに、制御信号を前記中央制御室用信号集約装置を介して現場機器に送信することができ、さらに前記監視信号および前記制御信号を中央制御室ネットワークに送受信することができる中央制御室監視制御装置と、前記プラント建屋内に設けられ、前記中央制御室ネットワークに通信路を介して接続され、前記中央制御室ネットワークと前記監視信号および前記制御信号を送受信することができる遠隔用ネットワークと、前記プラント建屋外に設けられ、前記遠隔用ネットワークに接続された遠隔監視制御装置と、前記プラント建屋内に設けられ、前記検出器からの前記監視信号を前記遠隔用ネットワークを介した前記遠隔監視制御装置に送信するとともに、前記遠隔用ネットワークを介した前記遠隔監視制御装置からの前記制御信号を前記現場機器に送信することができる遠隔監視制御用信号集約装置と、前記プラント建屋内に設けられ、前記検出器からの前記監視信号の送信先を前記中央制御室監視制御装置と前記遠隔監視制御用信号集約装置の間で切替える監視信号切替装置と、前記プラント建屋内に設けられ、前記現場機器への前記制御信号の送信元を前記中央制御室監視制御装置と前記遠隔監視制御用信号集約装置の間で切替える制御信号切替装置とを備え、前記遠隔監視制御装置は、前記中央制御室用信号集約装置および前記中央制御室監視制御装置および前記中央制御室ネットワークならびに前記通信路、または前記遠隔監視制御用信号集約装置のいずれかの信号経路を切替えて前記遠隔用ネットワークを介して前記制御信号を前記現場機器に送信し、前記監視信号を前記検出器から受信することを特徴とする。
To achieve the above object, a plant monitoring and control system of the present invention is provided in the plant in the building, which receives the monitor signal from the detector via a central control room signal aggregation device, wherein the control signal via a signal concentrator for the central control room can send the field device, further said monitoring signal and the control signal and the central control room monitoring control device capable of transmitting and receiving in the central control room network, the plant in the building provided, the central control room network are connected via a communication path, and a remote network that is capable of sending and receiving the monitoring signal and said control signal and said central control room network, provided outside the plant building, and remote monitoring and control device connected to the remote network, provided in the plant in the building, from the detector Transmits the serial monitor signal to the remote monitoring and control device via the remote network, remote monitoring of the control signal from the remote monitoring and control device via the remote network can be transmitted to the field apparatus a control signal aggregation device, is provided in the plant in the building, monitor signal switch for switching the destination of the monitor signal from the detector between the central control room monitoring and control device and the remote monitoring control signal aggregator a device, provided in the plant in the building, and a control signal switching device for switching between the field and the control signal the central control room monitoring and control device and the remote monitoring control signal aggregator the source of the equipment the remote monitoring control system, the central control room signal concentrator and the central control room monitoring and control device and the central control room network arrangement The transmit channel, or the control signal via the remote network by switching one of the signal paths of the remote monitoring control signal aggregation device to the field devices, for receiving the monitoring signal from the detector It is characterized by that.
本発明によれば、プラント監視制御システムにおける遠隔監視制御装置に多様性のある信号ルートを設け、信頼性を高くすることができる。 According to the present invention, a variety of signal routes can be provided in the remote monitoring control device in the plant monitoring control system to increase reliability.
以下、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(第1の実施形態)
(構成)
以下、本発明の第1の実施形態に係るプラント監視制御システムについて図1乃至図3を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るプラント監視制御システムの概略構成図である。プラント監視制御システム1は、中央制御室用信号集約装置2と、中央制御室監視制御装置3と、遠隔監視制御用信号集約装置4と、遠隔用ネットワーク5と、遠隔監視制御装置6と、外部電源8と、監視信号切替装置11と、制御信号切替装置12と、中央制御室ネットワーク13と、通信路14とから構成される。プラント監視制御システム1の構成のうち、遠隔監視制御装置6と、外部電源8はプラント建屋9外に設けられる。原子力発電プラント建屋9は、内部に原子炉および中央制御室を収容する建屋である。
(First embodiment)
(Constitution)
Hereinafter, a plant monitoring control system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plant monitoring control system according to the first embodiment of the present invention. The plant monitoring control system 1 includes a central control room
プラント建屋9内には、現場機器7と、検出器15とが設けられる。現場機器7は、タービンや弁、制御棒といった原子力発電プラントを運転、制御するための機器である。現場機器7は、後述するように中央制御室監視制御装置3または遠隔監視制御装置6からの制御信号101を受信して動作する。現場機器7は、制御信号切替装置12に接続される。制御信号切替装置12は、制御信号101を中央制御室用信号集約装置2または遠隔監視制御用信号集約装置4から切り替え可能に受信できるように接続される。
On-
検出器15は、プラント建屋9内の温度や放射線量、水素量等を測定する各種センサや、現場機器7の電力量や温度、流量等を測定する測定機器を適用することができる。検出器15は、後述するように測定した監視信号102を中央制御室監視制御装置3または遠隔監視制御装置6に送信する。検出器15は、監視信号切替装置11に接続される。監視信号切替装置11は、監視信号102を中央制御室用信号集約装置2または遠隔監視制御用信号集約装置4に切り替え可能に送信できるように接続される。
As the
制御信号切替装置12は、図2に示すように遠隔監視制御装置6から送信される制御信号切替指令103によって、制御信号101の送信元を中央制御室用信号集約装置2または遠隔監視制御用信号集約装置4に切替えることができる。監視信号切替装置11は、図3に示すように遠隔監視制御装置6から送信される監視信号切替指令104によって、検出器15からの監視信号102の送信先を中央制御室用信号集約装置2または遠隔監視制御用信号集約装置4に切替えることができる。なお、制御信号101および監視信号102は、それぞれの検出器15および現場機器15ごと、あるいは複数機器をまとめて切替えることができるものとする。さらに制御信号101のみの切替え、監視信号102のみの切り替えも可能である。
As shown in FIG. 2, the control
中央制御室ネットワーク13は、原子力発電プラント建屋9内に布設され、中央制御室監視制御装置3と制御信号101および監視信号102を送受信可能に接続される。中央制御室監視制御装置3は、中央制御室用信号集約装置2と制御信号101および監視信号102を送受信可能に接続される。
The central
遠隔用ネットワーク5は、原子力発電プラント建屋9内に布設される。遠隔用ネットワーク5は、遠隔監視制御装置6に接続されるとともに、通信路14を介して中央制御室ネットワーク13に接続される。遠隔用ネットワーク5と中央制御室ネットワーク13は、通信路14によって制御信号101および監視信号102の送受信が可能である。
The
遠隔監視制御装置6は、遠隔用ネットワーク5および中央制御室ネットワーク13を経由し、中央制御室監視装置3ならびに中央制御室用信号集約装置2を通って検出器15および現場機器7にアクセスするルートと、遠隔用ネットワーク5を経由し遠隔監視制御信号集約装置4から検出器15および現場機器7にアクセスするルートの2つの信号ルートにより、検出器15および現場計器7との信号送受信をすることができる。
The remote
外部電源8は、原子力発電プラント建屋9外に設けられる。外部電源8は、図1の破線に示すように、検出器15、中央制御室用信号集約装置2、中央制御室監視制御装置3、遠隔監視制御用信号集約装置4、遠隔用ネットワーク5、遠隔監視制御装置6、現場機器7、監視信号切替装置11、制御信号切替装置12、中央制御室ネットワーク13に給電できるように接続される。
The
上記の電力供給ラインによって、原子力発電プラント建屋6内部の所内電源喪失時にも信号ルートの切替、ならびに遠隔プラント監視制御システム6と検出器15および現場機器7との信号送受信を行うことができる。
With the above-described power supply line, signal route switching and signal transmission / reception between the remote plant monitoring and
図2は、本発明の第1の実施形態に係るプラント監視制御システムの制御信号切替装置を示す概略構成図である。図2の点線で示すように遠隔監視制御装置6は、操作員の手動操作によって制御信号101の送信元を示す制御信号切替指令103を送信することができる。図2は中央制御室用信号集約装置2を制御信号101の送信元とする場合を示している。制御信号切替指令103は、中央制御室用信号集約装置2および遠隔監視制御用信号集約装置4に送信され制御信号101の送信元を指定する。さらに制御信号切替指令103は、中央制御室用信号集約装置2もしくは遠隔監視制御用信号集約装置4のいずれかを介して、または直接制御信号切替装置12内の制御信号切替部22に送信され、制御信号切替部22によって制御信号101を、中央制御室用信号集約装置2もしくは遠隔監視制御用信号集約装置4のいずれかを送信元として現場機器7に出力されるように切替える。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a control signal switching device of the plant monitoring control system according to the first embodiment of the present invention. As shown by a dotted line in FIG. 2, the remote
図3は、本発明の第1の実施形態に係るプラント監視制御システムの監視信号切替装置を示す概略構成図である。図3の点線で示すように遠隔監視制御装置6は、操作員の手動操作によって監視信号102の送信先を示す監視信号切替指令104を送信することができる。図3は中央制御室用信号集約装置2を監視信号102の送信元とする場合を示している。監視信号切替指令104は、中央制御室用信号集約装置2および遠隔監視制御用信号集約装置4に送信され監視信号102の送信先を指定する。さらに監視信号切替指令104は、中央制御室用信号集約装置2もしくは遠隔監視制御用信号集約装置4のいずれかを介して、または直接監視信号切替装置11内の監視信号切替部21に送信され、監視信号切替部21によって監視信号102を、中央制御室用信号集約装置2もしくは遠隔監視制御用信号集約装置4のいずれかを送信先として出力されるように切替える。なお、遠隔監視制御装置6における制御信号切替指令103および監視信号切替指令104の送信は、操作員の手動操作によって送信するだけでなく、無線による送信指令を受信して送信する構成とすることもできる。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a monitoring signal switching device of the plant monitoring control system according to the first embodiment of the present invention. As shown by a dotted line in FIG. 3, the remote
(作用)
以下、本発明の第1の実施形態の作用について説明する。まず、プラント通常運転時の作用について説明する。プラント通常運転時においてプラント監視制御システム1は、監視信号切替装置11の信号送信先および制御信号切替装置12の信号受信元を中央制御室用信号集約装置2に切替える。中央制御室監視制御装置3は、制御信号101を中央制御室用信号集約装置2を介して現場機器15に送信して操作を行う。ここで一部の制御信号101は、中央制御室ネットワーク13に接続された他の制御装置(図示せず。)から中央制御室ネットワーク13を介して中央制御室監視制御装置3に入力し、中央制御室監視制御装置3を介して現場機器15に送信することもできる。
(Function)
The operation of the first embodiment of the present invention will be described below. First, the operation during normal plant operation will be described. During normal plant operation, the plant monitoring control system 1 switches the signal transmission destination of the monitoring
さらに検出器15からの監視信号102は、中央制御室用信号集約装置2を介して中央制御室監視制御装置3に送信され監視が行われる。ここで一部の監視信号102は、プラント全体の監視、状態把握のために中央制御室監視制御装置3からさらに中央制御室ネットワーク13に送信され、他の制御装置(図示せず。)に送信することができる。
Further, the
次にプラント非常事態における作用について説明する。プラント非常事態とは、原子力発電プラントにおいて中央制御室の監視制御機能が失われた状況、もしくはプラント内の環境悪化により運転員が中央制御室から退避しなければならない状況である。 Next, the operation in a plant emergency will be described. A plant emergency is a situation in which the supervisory control function of the central control room is lost in a nuclear power plant, or an operator must evacuate from the central control room due to environmental deterioration in the plant.
プラント非常事態において、中央制御室用信号集約装置2、中央制御室監視制御装置3、中央制御室ネットワーク13のいずれかが装置故障等によって遠隔制御監視制御装置6が制御信号101および監視信号102を通信路14経由で送受信できない場合には、監視信号切替装置11の信号送信先および制御信号切替装置12の信号受信元を遠隔監視制御用信号集約装置4に信号ルートとして、遠隔用ネットワーク5を介して検出器15および現場機器7との信号送受信を行う。
In the event of a plant emergency, the remote control
一方、遠隔監視制御用信号集約装置4の装置故障等によって遠隔制御監視制御装置6が制御信号101および監視信号102を監視制御用信号集約装置4経由で送受信することができない場合には、監視信号切替装置11の信号送信先および制御信号切替装置12の信号受信元を中央制御室監視制御装置2に切替えて、中央制御室用信号集約装置2および中央制御室監視制御装置3および中央制御室ネットワーク13ならびに通信路14を信号ルートとして、遠隔用ネットワーク5を介して検出器15および現場機器7との信号送受信を行う。
On the other hand, when the remote control
(効果)
本発明の第1の実施形態によれば、遠隔監視制御装置6は、中央制御室用信号集約装置2および中央制御室監視制御装置3および中央制御室ネットワーク13ならびに通信路14、または遠隔監視制御用信号集約装置4のいずれかの信号ルートを切替えて、遠隔用ネットワーク5を介して制御信号101および監視信号102の送受信を行うことができ、遠隔監視制御装置6に多様性のある信号ルートを設けて、原子力発電プラント建屋9外からプラントの監視および制御を行うことができる。
(effect)
According to the first embodiment of the present invention, the remote monitoring and
なお、制御信号101ならびに監視信号102は、遠隔監視制御装置6から運転員の手動操作によって信号ルートを切替えるだけでなく、遠隔監視制御装置6が検出器15および現場機器7との接続が確立されない場合に、自動的に制御信号切替指令103および監視信号切替指令104を送信し、もう一方の信号ルートに切替えることもできる。
The
さらに遠隔監視制御装置6と検出器15および現場機器7との接続情報を表示モニタ等に一覧表示させることもできる。この場合、一覧表示をもとに運転員の判断によって制御信号切替指令103および監視信号切替指令104を手動で送信し、信号ルートを切替えることができる。
Furthermore, connection information between the remote
また、中央制御室監視制御装置3でプラントの異常状態や遠隔監視制御装置6の待機状態を監視し、運転員が遠隔監視制御装置6からプラントの監視、制御操作を実施すべき異常状態を自動的に検知し、中央制御室監視制御装置3と遠隔監視制御装置6の間の優先権の譲渡を自動的に行ってもよい。
In addition, the central control room
(第2の実施形態)
(構成)
以下、本発明の第2の実施形態に係るプラント監視制御システムについて図4を参照して説明する。第1の実施形態に係るプラント監視制御システムの各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
(Second Embodiment)
(Constitution)
Hereinafter, a plant monitoring control system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those of the plant monitoring control system according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the same configuration is omitted.
図4は、本発明の第2の実施形態に係るプラント監視制御システムの概略構成図である。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、無線通信送受信機31a、31b、31cを新たに設けた点である。無線通信送受信機31a、31b、31cは、遠隔監視制御装置6、中央制御室ネットワーク13、遠隔監視制御用信号集約装置4にそれぞれ制御信号101および監視信号102を送受信可能に接続される。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a plant monitoring control system according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that
(作用)
本発明の第2の実施形態の作用について説明する。プラント非常事態において遠隔監視制御装置6は、遠隔用ネットワーク5を介して信号の送受信を行うが、遠隔用ネットワーク5に異常が発生する場合が想定される。この状態において遠隔監視制御装置6は、無線通信送受信機31aによって無線通信送受信機31b、31cと制御信号101および監視信号102の送受信を行い、無線通信によって検出器15および現場機器7との信号ルートを確立することができる。また、制御信号切替指令103および監視信号切替指令104についても、無線通信によって監視信号切替装置11および制御信号切替装置12に送信し切替を行う構成とすることもできる。
(Function)
The operation of the second embodiment of the present invention will be described. In a plant emergency, the remote monitoring and
(効果)
本発明の第2の実施形態によれば、遠隔用ネットワーク5の異常時においても無線通信送受信機31a、31b、31cによって制御信号101および監視信号102の送受信をすることができ、より信頼性高くプラントの監視および制御を行うことができる。
(effect)
According to the second embodiment of the present invention, the
1・・・プラント監視制御システム
2・・・中央制御室用信号集約装置
3・・・中央制御室監視制御装置
4・・・遠隔監視制御用信号集約装置
5・・・遠隔用ネットワーク
6・・・遠隔監視制御装置
7・・・現場機器
8・・・外部電源
9・・・原子力発電プラント建屋
11・・・監視信号切替装置
12・・・制御信号切替装置
13・・・中央制御室ネットワーク
14・・・通信路
15・・・検出器
21・・・監視信号切替部
22・・・制御信号切替部
31a、31b、31c・・・無線通信送受信機
101・・・制御信号
102・・・監視信号
103・・・制御信号切替指令
104・・・監視信号切替指令
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plant
Claims (5)
前記プラント建屋内に設けられ、前記中央制御室ネットワークに通信路を介して接続され、前記中央制御室ネットワークと前記監視信号および前記制御信号を送受信することができる遠隔用ネットワークと、
前記プラント建屋外に設けられ、前記遠隔用ネットワークに接続された遠隔監視制御装置と、
前記プラント建屋内に設けられ、前記検出器からの前記監視信号を前記遠隔用ネットワークを介して前記遠隔監視制御装置に送信するとともに、前記遠隔用ネットワークを介した前記遠隔監視制御装置からの前記制御信号を前記現場機器に送信することができる遠隔監視制御用信号集約装置と、
前記プラント建屋内に設けられ、前記検出器からの前記監視信号の送信先を前記中央制御室用信号集約装置と前記遠隔監視制御用信号集約装置の間で切替える監視信号切替装置と、
前記プラント建屋内に設けられ、前記現場機器への前記制御信号の送信元を前記中央制御室用信号集約装置と前記遠隔監視制御用信号集約装置の間で切替える制御信号切替装置とを備え、
前記遠隔監視制御装置は、前記中央制御室用信号集約装置および前記中央制御室監視制御装置および前記中央制御室ネットワークならびに前記通信路、または前記遠隔監視制御用信号集約装置のいずれかの信号経路を切替えて前記遠隔用ネットワークを介して前記制御信号を前記現場機器に送信し、前記監視信号を前記検出器から受信することを特徴とするプラント監視制御システム。 It is installed in the plant building and can receive monitoring signals from detectors via the central control room signal aggregating device and transmit control signals to the field equipment via the central control room signal aggregating device. Further, a central control room monitoring and control device capable of transmitting and receiving the monitoring signal and the control signal to a central control room network;
A remote network provided in the plant building, connected to the central control room network via a communication path, and capable of transmitting and receiving the monitoring signal and the control signal with the central control room network;
A remote monitoring and control device provided outside the plant building and connected to the remote network;
The monitoring signal is provided in the plant building and transmits the monitoring signal from the detector to the remote monitoring control device via the remote network, and the control from the remote monitoring control device via the remote network. A signal aggregation device for remote monitoring and control capable of transmitting a signal to the field device;
A monitoring signal switching device provided in the plant building, for switching a transmission destination of the monitoring signal from the detector between the central control room signal aggregation device and the remote monitoring control signal aggregation device;
Provided in the plant building, comprising a control signal switching device for switching the source of the control signal to the field equipment between the central control room signal aggregation device and the remote monitoring control signal aggregation device,
The remote monitoring and control device includes a signal path of the central control room signal aggregation device, the central control room monitoring and control device, the central control room network, the communication path, or the remote monitoring and control signal aggregation device. A plant monitoring control system, wherein the control signal is switched and transmitted to the field device via the remote network, and the monitoring signal is received from the detector.
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