JPH02224994A

JPH02224994A - 監視装置

Info

Publication number: JPH02224994A
Application number: JP1042937A
Authority: JP
Inventors: Hideo Aoki; 英夫青木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-09-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は監視装置に係わり、走行駆動装置により機器の
走行を行う場合において、機器の走行範囲内に干渉物等
のある容器内の機器を監視するための監視装置に関する
。

（従来の技術）機器の走行範囲内に干渉物のある監視対象機器の一例を
第９図及び第１０図を参照して説明する。

第９図は高速炉機器に関するもので、原子炉容器内筒１
の内部に、燃料棒、制御棒等の炉心構成要素で構成され
る炉心２．炉内の計測器類等の炉内干渉物３．燃料交換
装置４．燃料交換装置アーム４ａ、グリッパ５．炉内中
継装置６があり、これらは冷却材である金属ナトリウム
（図示されず）に覆われている。燃料交換装置４の上部
は固定プラグ７に偏心して取付けられている回転プラグ
８に据付けられており、回転プラグ８の回転と、回転プ
ラグ８中での燃料交換装置４の旋回の２つの自由度にて
、グリッパ５は移動することが可能である。回転プラグ
８及び燃料交換装置４の駆動はモータによって行われ、
回転角を検出するエンコーダ等を備えている。また、高
速炉機器は、定期的に炉心２内の炉心構成要素を交換す
る必要があり、第９図中のグリッパ５により、使用済の
炉心構成要素を抜取り炉内中継装置６に渡すと、炉内中
継装置６が原子炉容器内筒１の外部の新炉心構成要素（
図示されず）と交換する。炉内中継装置６で使用済炉心
構成要素が新炉心構成要素に交換されると、燃料交換装
置４の先端グリッパ５は、新炉心構成要素を、炉内中継
装置６の位置から、使用済の炉心上構成要素を抜取った
場所に再び装荷するという作業を行う必要がある。

次に第１０図は、第９図による高速炉機器の水平断面を
上方から見た状態を示しており、第９図と重複する部分
は説明を省略する。

炉心２は炉心構成要素２ａの集合体で、六角形をしてお
り、炉心２の周囲には炉内の状態を定期的にサンプリン
グするための炉内ラック２ｂも有する。

また、炉内の金属ナトリウム液面計等の炉内干渉物３や
原子炉容器内筒１と燃料交換装置４が干渉する干渉領域
の範囲を図中に斜線部３ａで示す。

回転プラグの中心ａから燃料交換装置４の中心すまでの
距離を肘、燃料交換装置４の中心すからグリッパ５まで
のアーム４ａの長さをＱ２で表し、炉心構成要素２ａの
位置にグリッパ５がある時の回転プラグ８の回転角をＯ
，アーム４ａの旋回角をη。

炉内中継装置６の位置にグリッパ５がある時の回転プラ
グ８の回転角をθ′、アーム４ａの旋回角をη′で示し
ている。

次に上記のような機器の従来の監視装置について第１１
図及び第１２図を参照して説明する。第１１図は、従来
の監視装置のブロック図を示しており、原子炉容器内筒
１の形状や炉内干渉物３の位置。

形状、燃料交換装置の形状等のデータを入力するための
入力手段１１と、回転プラグ８及び燃料交換装置４の駆
動部のエンコーダの回転角を検出する位置検出手段１２
と、前記入力手段１１からの原子炉容器内筒１．炉内干
渉物３の情報を記憶する容器形状記憶手段１３と燃料交
換装置４．グリッパ５の情報を記憶する機器形状記憶手
段１４と、位置検出手段１２の情報からグリッパ５の速
度を算出する速度算出手段１５と、グリッパ５の現在位
置を算出する現在位置算出手段１６と、これら燃料交換
装置４の状態を記憶しておく機器状態記憶手段１８と、
原子炉容器内の状態をＣＲＴ表示装置１９に表示するた
めの表示手段２０等で構成されている。

また、第１２図は上記ブロック図により構成される監視
装置による第９図の高速炉機器の監視画面の一例をＣＲ
Ｔ表示装置１９に表示したもので、画面左側に原子炉容
器内筒の水平断面を上方から見た状態を示し、画面右側
に燃料交換装置４の状態・速度等を示している。

画面左側を説明すると、前記第１１図の容器形状記憶手
段１３による原子炉容器内筒１′、グリッパの移動目標
である炉心構成要素２８′、炉内干渉物の位置３′、炉
内中継装置６′等の固定画面表示と、機器状態記憶手段
１８によるグリッパの現在位置５′、グリッパ５の軌跡
９の可変表示とに分類される。

（発明が解決しようとする課題）従来のこの監視装置によると、機器の運転操作を行う運
転員は、左右両画面を確認しながら操作する必要があり
、また機器の現在位置と目標位置及び軌跡を表示しては
いるが、監視情報画面の操作員の視角に訴える要素が少
ないため、特に炉内干渉物３の近傍の炉心構成要素２ａ
を操作する場合においては、運転員に多大な負荷が伴い
、ひいては画面の誤認識を起こす可能性がある。また、
例え画面上で機器の現在位置を正しく認識していても、
機器が干渉領域に入ったのを運転員が判断してから停止
操作を行い、機器が停止するまでの時間内に、機器を炉
内干渉物に衝突させる可能性がある。

そこで本発明は、上記問題点を解決するために、干渉す
る危険がある場合は干渉防止表示として、機器の現在位
置と速度より、運転員が画面上で機器の位置を認識し、
干渉する可能性があると判断して停止操作を行うまでの
時間を考慮し、運転員の判断・操作時間経過後の機器の
予測位置を合せて画面上に表示することにより、運転員
の視覚に訴える表示機能を有するとともに運転員が干渉
領域での機器の停止操作に余裕をもって対応可能な監視
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するために、運転員が機器の位
置と干渉物の位置関係から機器を停止する必要性を認識
９判断し、機器の停止操作を行うまでに要する判断・操
作時間を考慮し、第１図に示すように、機器の現在の位
置と速度からこの判断・操作時間後の機器の位置を算出
する予測位置算出手段２１を設け、判断・操作時間の機
器の位置も合せてＣＲＴに表示させる機能を有している
。

第５図では、予測位置算出手段２１により算出した判断
・操作時間後に機器が干渉領域に侵入する場合は、干渉
判定手段２２により判断・操作時間後の機器の位置と干
渉領域記憶手段２３に記憶されている干渉領域データを
もとに、判断・操作時間後の機器の位置をＣＲＴ画面上
に色替えあるいはブリンクして表示する機能を有してい
る。また、第７図では、予測位置算出手段２１により算
出した判断・操作時間後の機器の位置と干渉領域記憶手
段２３に記憶されている干渉領域データをもとに、判断
・操作時間後に機器が干渉領域に侵入する場合には、干
渉判定手段２２によりブザーの鳴動や警告灯の点灯を行
う機能を有している。さらに第８図では、判断・操作時
間の測定、自動設定の機能を有している。

（作　用）このように構成された警報装置においては、機器の現在
位置の表示に加えて、機器の移動速度に対応して判断・
操作時間経過後の機器の位置が合せて表示され、判断・
操作時間後に干渉領域に侵入すると予測される場合は、
判断・操作時間経過後の機器の位置が色替えやブリンク
で表示されるため、操作員の視覚に訴える効果が大とな
り、ブザーの鳴動により聴覚で操作員に訴えることも可
能である。これにより、運転員の負担軽減、運転操作性
の向上が計れる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について、前記第９図の監視対
象機器を例に、第１図乃至第３図を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例である監視装置のブロック図
を示している。

なお、同図において、第１１図と同一部分および相当す
る部分は、同一符号を付して、説明を省略する。

図において予測位置算出手段２１は、現在位置算出手段
１５から得られる燃料交換装置４の先端グリッパ５の現
在位置および速度算出手段１６から得られる同速度より
判断・操作時間後のグリッパの位置を算出するものであ
る。

第２図は、前記予測位置算出手段２１の処理例を示すフ
ローチャートであり、予測位置算出手段２１では第２図
に示す処理を一定周期で実行する。

予測位置算出手段２Ｉは、まず燃料交換装置４の先端グ
リッパ５が移動中かどうかを判定しく１０１）、停止中
であれば、表示手段２０により、ＣＲ７表示装置１９の
画面」二に判断・操作時間後のグリッパ５の予測位置が
表示されている場合はこれを消去して終了する（１０５
）。

移動中であれば、速度算出手段１５．及び現在位置算出
手段１６より判断・操作時間後のグリッパの予測位置を
算出する（１０２．１０３）。この手順は、例えば第９
図のように直交座標系（ｘ、ｙ）をとれば、燃料交換装
置４の先端グリッパ５の中心の現在位置（ｘ、ｙ）は、ｘ　＝　ａ　＋Ｑｌｃｏｓθ−ｆｆ２ｃｏｓ（θ＋η）
ｙ＝ｕｌｓｉｎθ−ｕ２ｓｉｎ　（θ＋η）で算出され
る。

したがって速度算出手段より得られたグリッパ５の角速
度をω、判断・操作時間をｔとすれば、判断・操作時間
後の燃料交換装置４の先端グリッパ５の旋回角はη十ω
・ｔで算出され（１０２）、判断・操作時間後のグリッ
パ５の予測位置（ｘ　’　＋　ｙ　’　）は、ｘ’＝ａ＋ρ１ｃｏｓθ−ｎ２ｃｏｓ（θ＋η＋ω・ｔ
）ｙ　’　＝　０．１ｓｉｎθ−Ｑ２ｓｉｎ（０＋η十
ω・ｔ）で算出される（１０３）。　ここで判断・操作
時間ｔは経験値やストップウォッチなどの時計を使用し
て測定した値であるが、他の実施例に述べるようにテス
ト操作で測定、自動設定することも可能である。

次に、機器形状記憶手段１４に記憶されている燃料交換
袋ｗ４．グリッパ５の形状データをもとに、（ｘ　　ｒ
　ｙ’）を中心として表示手段２０により、ＣＲ７表示
装置１９の画面上に判断・操作時間後のグリッパ５の予
測位置を表示する（１０４）。現在位置と予測位置を容
易に認識可能なよう、両者は異なる表示色で表示する。

第３図は、ＣＲ７表示装置１９へ表示した監視画面例を
示すもので、第１２図と同一部分および相当する部分は
、同一符号を付して、説明を省略する。

図において、５＃が判断・操作時間後のグリッパ５の予
測位置を示しており、干渉領域３′に対する操作上の余
裕を運転員は容易に認識できる。

以上の一実施例によれば、監視画面上にグリッパ５の現
在位置に加えて、判断・操作時間後の予測位置も合せて
表示されるため、特にグリッパ５で干渉領域３′近傍の
炉心構成要素２ａを取扱う場合でも、運転員は操作上の
運裕を容易に認識しながら機器の走行を行うことが可能
である。

上記実施例では、速度算出手段１５及び現在位置算出手
段１６からの機器の現在位置、速度をもとに、判断・操
作時間後の機器の予測位置を算出しＣＲＴ表示装置１９
に表示を行っているが、走行駆動装置の停止操作を行っ
てから実際に機器が停止するまでに走行する距離を考慮
した判断・操作時間後の機器の予測位置をＣＲＴ表示装
置１９に表示することにより、操作上の余裕時間を一層
確実に確保することが可能である。このような処理を考
慮した予測位置算出手段２１の処理のフローチャートを
第４図に示す。

第４図において、第２図と同一部分および相当する部分
は、同一符号を付して、説明を省略する。

第４図において、第２図と異なるのは、判断・操作時間
後の燃料交換装置４の先端グリッパ５の旋回角を算出す
る処理（１０２’）で、旋回角をη十ω・を十ｆ（ω）
で算出する。ここでｆ（ω）は角速度ωで走行している
機器の走行駆動装置の停止操作を行ってから機器が停止
するまでに走行する角度であり、ｋを定数として、ω・
ｋで近似できる。

また、上記実施例では、速度算出手段１５及び現在位置
算出手段１６からの機器の現在位置、速度をもとに、判
断・操作時間後の機器の予測位置を算出しＣＲＴ表示装
置１９に表示を行っているが、判断・操作時間後の機器
の予測位置が干渉領域内に入った場合のみ予測位置の表
示を行ったり、干渉領域内に入った場合は予測位置の表
示色の色替えやブリンク、あるいはブザーの鳴動、警告
灯の点灯を行うことにより、運転員が干渉の可能性をよ
り認識しやすい警報装置を提供することが可能である。

このような警報装置の実施例を第５図、第７図に示す。

第５図は、判断・操作時間後の機器の予測位置が干渉領
域内に入った場合のみ予測位置の表示を行ったり、干渉
領域内に入った場合は予測位置の表示色の色替えやブリ
ンクあるいは警告メツセージの表示を行う警報装置であ
る。

第５図において干渉判定手段２２は、予測位置判定手段
２１から判断・操作時間後の機器の予測位置と干渉領域
記憶手段２３の干渉領域データをもとに、機器が判断・
操作時間後に干渉領域に入っているか否かΦ判定を行う
。干渉領域記憶手段２３には、回転プラグ８の各回転角
　Ｏｉにおける燃料交換装置４の先端グリッパ５の旋回
可能な角度の範囲（η。、。、ηｍａｘ）が記載されて
いる。

干渉判定手段２２の処理例を示すフローチャートを第６
図に示す。干渉判定手段２２では予測位置判定手段２１
からの判断・操作時間後の回転プラグ８の回転角θ、燃
料交換装置４の先端グリッパ５の位置ηより干渉領域記
憶手段２３から回転角θに対応する燃料交換装置４の先
端グリッパ５の旋回可能な角度の範囲を求める。この場
合、−船釣には回転角θは干渉領域データ２３に記憶さ
れている回転角θ１に一致しないため、　θｉ≦θ〈θ
ｉ＋１を満たすθｉ、θ１＋１を求め（１１０）、　こ
の回転角に対するグリッパ５の旋回可能な角度の範囲（
ηｍ１ｎｄ　ｌ　　ηｍａＸｌ）　＋　　（ηｍｉ＋ｊ
　＋１　、　　η、Ｈ）（ｉ＋１）より内挿法によりη
□、。、ηｍａｘを求める（１１１）。

そして、燃料交換装置４の先端グリッパ５の位置ηがη
□、。≦η〈ηｍａｘを満たしていなければ、判断・操
作時間後の燃料交換装置４の先端グリッパ５は干渉領域
内に侵入していると判断しく１１２）、表示手段２０に
対して、判断・操作時間後の機器の予測位置の表示指令
あるいは機器の表示の色替え（警告色表示）、ブリンク
開始の指令あるいは警告メツセージの表示指令を出力す
る（１１３）。１１２でグリッパ５の予測位置が干渉領
域の外にある場合は、ＣＲＴ表示装置１９のＣＲＴ画面
上に機器の予測位置の消去指令あるいは機器の表示の色
替え（正常色表示）、ブリンク停止の指令あるいは警告
メツセージの消去指令を出力する（１１４）。

第５図では、予測位置の干渉領域への侵入を判定するの
に干渉領域記憶手段２３に記憶されている干渉領域デー
タを使用しているが、干渉領域３を表示するのに使用す
る容器形状記憶手段１３の干渉領域データをそのまま使
用できるのであれば、これを使用してもよい。

第７図は、干渉判定手段２２で判断・操作時間後に燃料
交換装置４の先端グリッパ５が干渉領域内に侵入してい
ると判断された場合は、干渉判定手段２２の出力でブザ
ー２４を鳴動させる例であり、干渉判定手段２２の動作
は第５図と同一であり、表示手段２０に表示指令を出力
する代わりに、ブザー２４に対して鳴動指令を出力する
。第７図ではブザーを鳴動させているが、警告灯を点灯
させてもよい。

以上の実施例では、判断・操作時間ｔは、経験値やスト
ップウォッチなどの時計を使用して測定した値を使用し
ているが、テスト操作により測定し、自動設定すること
も可能である。このような判断・操作時間測定機能を備
えた警報装置の実施例を第８図に示す。

第８図において試験用干渉領域記憶手段２５は、テスト
操作による判断・操作時間測定のために設けられた干渉
領域を記憶するもので、この干渉領域は、実際は走行機
器が炉内干渉物と干渉しない領域、すなわち容器形状記
憶手段１３に記憶されている干渉領域の外側に仮想的に
設けられる。停止指令入力手段２６は、走行駆動装置か
ら機器のモータなどの駆動機構に出力される停止指令を
入力する手段、キーボード装置２７は、運転員との対話
操作用の入力機器である。判断・操作時間測定手段２７
は、キーボード装置２７からテスト操作を指定されると
、ＣＲ７表示装置１９に試験用干渉領域記憶手段２５に
記憶されている干渉領域を表示する。そして、現在位置
算出手段１６により算出された現在位置が、試験用干渉
領域記憶手段２５に記憶されている干渉領域内に侵入し
てから停止指令入力手段２６に停止指令が入力されるま
での時間を測定し、ＣＲ７表示装置１９に測定結果を表
示する。　キーボード装置２７から、測定された判断・
操作時間確認の指令が入力されれば、この値を予測位置
算出手段２１に、判断・操作時間ｔとして設定する。な
お、予測位置算出手段２１は、キーボード装置２７によ
りテスト操作が指定されている間は、ＣＲ７表示装置１
９へ予測位置の表示は行わないインターロックを設ける
。

したがって、運転員は、キーボード装置２７によリテス
ト操作を指定し、ＣＲ７表示装置１９に表示される仮想
干渉領域に向けて意図的に機器を走行させ、ＣＲＴ画面
上で機器が仮想干渉領域に侵入した時点で機器の停止操
作を行い、ＣＲ７表示装置１９に表示される判断・操作
時間を確認して判断・操作時間確認の指令をキーボード
装置２７より入力することにより、判断・操作時間の測
定、自動設定を行うことが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、予測位置算出手段２１
により判断・操作時間を考慮した機器の予測位置が現在
位置とともに表示され、また、干渉判定手段２２により
予測位置が干渉領域内に入る場合は予測位置の表示の色
替えあるいはブリンク、警告メツセージの表示を行い、
あるいはブザーや警告灯で干渉領域が近付いたことを知
らせることにより、運転員は干渉領域に対する操作上の
余裕度を容易に認識できるため、運転員の負担を軽減で
き、また運転操作性を向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である監視装置のブロック図
、第２図はその処理の流れを示すフローチャート、第３
図は本発明による監視装置の表示画面例、第４図は本発
明による監視装置の他の実施例における処理の流れを示
すフローチャート、第５図および第７図は本発明による
監視装置の他の実施例を示すブロック図、第６図は第５
図における干渉判定の処理の流れを示すフローチャート
、第８図は判断・操作時間測定機能を設けた本発明によ
る監視装置の他の実施例を示すブロック図、第９図、第
１０図は監視対象機器の説明図、第１１図は従来の監視
装置のブロック図、第１２図は従来の監視装置の表示画
面例である。１・・・原子炉容器内筒　　２・・炉心３・・炉内干渉
物　　　　４・・・燃料交換装置５・・グリッパ　　　
　　６・・炉内中継装置７・・・固定プラグ　　　　８
・・・回転プラグ１１・・・入力手段　　　　　１２・
・・位置検出手段１３・・・容器形状記憶手段　１４・
・・機器形状記憶手段１５・・・速度算出手段　　　１
６・・・現在位置算出手段１８・・・機器状態記憶手段
　１９・・ＣＲ７表示装置２０・・表示手段　　　　　
２１・・予測位置検出手段２２・・・干渉判定手段　　
　２３・干渉領域記憶手段２４・・ブザー２５・・試験用干渉領域記憶手段２６・・・停止指令入力手段２７・・キーボード装置２８・・判断・操作時間測定手段

Claims

【特許請求の範囲】

（１）干渉物が存在する領域を走行する機器の走行駆動
装置において、干渉物と機器の干渉領域を記憶する干渉
領域記憶手段と、機器の位置を検出する位置検出手段と
、前記位置検出手段からの位置信号をもとに機器の現在
位置を算出する現在位置算出手段と、前記位置検出手段
より得られた位置信号から機器の走行速度を算出する速
度算出手段と、現在位置、走行速度より運転員の判断・
操作時間経過した後の機器の位置を算出する予測位置算
出手段と、ＣＲＴ表示装置と、前記干渉領域記憶手段に
記憶されている干渉領域、前記現在位置算出手段により
算出された現在位置、前記予測位置算出手段により算出
された判定・操作時間経過後の機器の予測位置を前記Ｃ
ＲＴ表示装置に表示する表示手段を有し、機器の判断・
操作時間経過後の予測位置を表示することを特徴とした
監視装置。
（２）予測位置は、現在位置、走行速度より前記予測位
置算出手段により算出された運転員の判断・操作時間経
過した後の機器の位置に、走行駆動装置の停止操作を行
ってから実際に機器が停止するまでに機器が走行する距
離を加算して算出することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の監視装置。
（３）機器の判定・操作時間経過後の予測位置と干渉領
域記憶手段に記憶されている干渉領域データより、判定
・操作時間経過後の機器の予測位置が干渉領域内にはい
る場合のみ判定・操作時間経過後の機器の予測位置を表
示することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の監
視装置。
（４）機器の判定・操作時間経過後の予測位置と干渉領
域記憶手段に記憶されている干渉領域データより、判定
・操作時間経過後の機器の予測位置が干渉領域内にはい
る場合は、判定・操作時間経過後の機器の予測位置を色
替えして表示することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の監視装置。
（５）機器の判定・操作時間経過後の予測位置と干渉領
域記憶手段に記憶されている干渉領域データより、判定
・操作時間経過後の機器の予測位置が干渉領域内にはい
る場合は、判定・操作時間経過後の機器の予測位置をブ
リンクして表示することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の監視装置。
（６）機器の判定・操作時間経過後の予測位置と干渉領
域記憶手段に記憶されている干渉領域データより、判定
・操作時間経過後の機器の予測位置が干渉領域内にはい
る場合は、警告メッセージを表示することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の監視装置。
（７）機器の判定・操作時間経過後の予測位置と干渉領
域記憶手段に記憶されている干渉領域データより、判定
・操作時間経過後の機器の予測位置が干渉領域内にはい
る場合は、ブザーを鳴動させることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の監視装置。
（８）機器の判定・操作時間経過後の予測位置と干渉領
域記憶手段に記憶されている干渉領域データより、判定
・操作時間経過後の機器の予測位置が干渉領域内にはい
る場合は、警告灯を点灯させることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の監視装置。
（９）前記干渉領域記憶手段に記憶されている干渉領域
の外側に設けられた試験用の干渉領域を記憶するための
試験用干渉領域記憶手段と、走行駆動装置の機器停止指
令を入力する停止指令入力手段と、前記現在位置判定手
段により算出された現在位置が前記試験用干渉領域記憶
手段に記憶されている干渉領域内に侵入してから前記停
止指令入力手段に機器停止指令が入力されるまでの時間
を測定し、この値を判断・操作時間として予測位置算出
手段に設定する判断・操作時間測定手段を設けたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の監視装置。