JPH0934346A - オンライン炉心シミュレータ - Google Patents

オンライン炉心シミュレータ

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JPH0934346A
JPH0934346A JP20516195A JP20516195A JPH0934346A JP H0934346 A JPH0934346 A JP H0934346A JP 20516195 A JP20516195 A JP 20516195A JP 20516195 A JP20516195 A JP 20516195A JP H0934346 A JPH0934346 A JP H0934346A
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JP
Japan
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program
simulation
control device
display
reactor
Prior art date
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Pending
Application number
JP20516195A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Tominaga
堅治 冨永
Kazuhiko Ishii
一彦 石井
Hiroki Sano
広樹 佐野
Setsuo Arita
節男 有田
Koji Fukuzaki
孝治 福崎
Shokichi Shimauchi
章吉 島内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 原子炉の制御装置の制御周期に対して実時間
性を確保すると共に、制御装置とシミュレータとの間で
授受している信号を実時間で表示処理し、検証作業の効
率を向上させるに好適なオンライン炉心シミュレータを
提供することにある。 【構成】 本発明のオンライン炉心シミュレータは、制
御装置と信号を授受するインタフェース手段と、シミュ
レーションの初期設定を行うシミュレーション設定手段
と、原子炉の動特性を模擬する原子炉模擬プログラム及
びシミュレーション結果を表示する表示プログラムと、
両プログラムを実行する演算手段と、シミュレーション
の実時間性を実現すると共に、両プログラムの実行時間
を制御装置の制御周期よりも短く起動設定するプログラ
ム起動調整手段と、シミュレーション結果を表示する表
示手段を備え、制御装置との間で授受している信号を実
時間で表示処理することによって、原子炉の制御装置の
検証を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉の制御装置を検
証するためのオンライン炉心シミュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、原子炉の制御装置を検証するため
のシミュレータとして、図2に示すオンライン炉心シミ
ュレータが採用されている。従来のオンライン炉心シミ
ュレータ1’(以下、シミュレータ1’という。)は、
シミュレーション設定手段2’、原子炉の動特性をシミ
ュレーションする原子炉模擬プログラム3a、原子炉模
擬プログラム3aを実行する演算手段5、シミュレータ
1’と被検証体である制御装置10との間で信号の授受
を行うインタフェース手段6、演算手段5とインタフェ
ース手段6からのデータを更新、記憶するデータ記憶手
段7からなり、このシミュレータ1’と被検証体である
制御装置10との間で信号の授受を行い、また、シミュ
レータ1’と操作盤8’の間で入出力処理を行うシステ
ムを用いている。このシミュレータ1’による制御装置
の検証は、制御装置10の制御周期とは無関係にシミュ
レーション設定手段2’で設定した演算周期に基づき原
子炉模擬プログラム3aを演算手段5で実行し、データ
記憶手段7のデータ更新を実時間で実行すると共に、シ
ミュレーション結果は、操作盤8’において前記データ
記憶手段7から必要なデータを取り込んで表示すること
で実施している。ここで、図3に、シミュレーション設
定手段2’で設定した演算周期と原子炉模擬プログラム
3aの演算手段5による実行時間を示す。シミュレーシ
ョン設定手段2’で設定した演算周期をタイムメッシュ
ΔT、このタイムメッシュΔTの原子炉模擬プログラム
3aの実行時間をΔT1とすると、シミュレータ1’で
は、制御装置10の制御周期とは独立にシミュレーショ
ンを実行しているので、このタイムメッシュΔTの実時
間シミュレーションを実現するため、タイムメッシュΔ
Tで原子炉模擬プログラム3aを起動し、演算手段5に
おいて原子炉模擬プログラム3aを実行時間ΔT1で実
行し、データ記憶手段7でデータ更新を行い、制御装置
10と信号の授受を行う。そして、操作盤8’において
シミュレータ1’のデータ記憶手段7からプラントデー
タを入力し、制御装置10の検証を行う。この種の技術
として、特開平2−154290号公報にはプラントの
制御装置を検証するための技術が記載されている。
【0003】一方、合理的な所要時間における原子炉起
動のニーズから、制御棒の自動制御装置の導入が図られ
ている。この制御装置の検証作業には、シミュレータか
ら制御装置に入力する図8に示す原子炉出力、炉心流
量、炉水温度等のプラントのトレンド情報や図9に示す
制御棒操作時の原子炉ペリオド等の信号、並びに制御装
置からシミュレータへの制御信号を実時間で監視するこ
とが必要であり、本作業の効率向上にはシミュレータ自
体にシミュレーション結果の表示機能を有することが望
まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のオンラ
インシミュレータにおいては、制御装置が取り込むシミ
ュレーション結果を操作盤に表示しているため、制御装
置の検証作業の効率が悪く、一方、制御装置の検証作業
の効率向上の観点から、制御装置が取り込むシミュレー
ション結果をシミュレータ自体に実時間で表示するよう
な機能を持たせると、周期内の演算が不可能となる事態
が発生する。例えば、図3において、タイムメッシュΔ
Tに対して原子炉模擬プログラム3aのシミュレーショ
ン実行時間ΔT1が必要なことから、表示処理によって
はシミュレーションの実時間性を壊す可能性があり、少
なくとも実行時間がΔT−ΔT1より短い処理の表示機
能しか追加できない、という制限を受けることになる。
また、検証作業を効率向上させるためには、オンライン
炉心シミュレータ自体に、制御装置10と授受する信
号、つまり図8に示すような原子炉出力、炉心流量、炉
水温度等のプラントのトレンド情報や、図9に示すよう
な制御棒操作時の原子炉ペリオドの挙動等について、実
時間で表示できる表示機能を持たせる必要があるが、こ
れらの信号を授受する実時間は、実行時間ΔT−ΔT1
より長い処理時間を必要とし、そのため、従来のシミュ
レータ1’では、これらの表示処理を行うと、シミュレ
ーションの実時間性を壊すことになり、この結果、シミ
ュレータ自体に制御装置10と授受する信号を実時間で
表示するような表示機能を持たせることが不可能であ
り、制御装置の検証作業の効率が悪くなる、という問題
がある。
【0005】本発明の目的は、このような点に鑑み、原
子炉の制御装置の制御周期に対して実時間性を確保する
と共に、制御装置とシミュレータとの間で授受している
信号を実時間で表示処理し、検証作業の効率を向上させ
るに好適なオンライン炉心シミュレータを提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、原子炉の制
御装置の検証を行うオンライン炉心シミュレータは、制
御装置と信号を授受するインタフェース手段と、シミュ
レーションの初期設定を行うシミュレーション設定手段
と、原子炉の動特性を模擬する原子炉模擬プログラム及
びシミュレーション結果を表示する表示プログラムと、
両プログラムを実行する演算手段と、シミュレーション
の実時間性を実現すると共に、両プログラムの実行時間
を制御装置の制御周期よりも短く起動設定するプログラ
ム起動調整手段と、シミュレーション結果を表示する表
示手段を備え、制御装置との間で授受している信号を実
時間で表示処理することによって、達成することができ
る。
【0007】
【作用】本発明に係るオンライン炉心シミュレータは、
制御装置との間で信号の授受が行われると、プログラム
起動調整手段により原子炉模擬プログラムを起動し、制
御装置の制御周期に相当する経過時間のシミュレーショ
ンを実行する。続いて、その結果に対して表示プログラ
ムを起動し、表示処理終了後、次回制御装置との信号授
受まで待ち状態になる。そして、本シミュレータは、原
子炉模擬プログラムと表示プログラムの実行時間が制御
装置の制御周期時間以内になるように起動設定する。こ
れにより、制御装置に対して実時間性を確保したシミュ
レーションが実現すると共に、制御装置が授受するもの
と同じ信号をシミュレータ上に表示できるので、従来よ
り効率良い制御装置の検証作業をすることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1は、本発明の一実施例を示すオンライン炉心シ
ミュレータのブロック図である。図1において、1はオ
ンライン炉心シミュレータ(以下、シミュレータ1)、
10はシミュレータ1で動作確認等の検証を行う原子炉
の制御装置、2はシミュレーションのタイムメッシュの
設定や、臨界モード、核加熱モード、発電機出力モード
等の原子炉の各運転モードの設定を行うシミュレーショ
ン設定手段、3aは原子炉の動特性をシミュレーション
する原子炉模擬プログラム、3bは原子炉模擬プログラ
ム3aのシミュレーション結果をシミュレータ1上で表
示するための表示プログラム、4は表示プログラム3b
を制御装置10の制御周期に対して実時間性が成立する
ように起動するプログラム起動調整手段、5はプログラ
ム起動調整手段4で設定した起動タイミングで原子炉模
擬プログラム3aと表示プログラム3bを実行する演算
手段、6はシミュレータ1と制御装置10との間で信号
の授受を行うためのインタフェース手段、7は演算手段
5とインタフェース手段6からのデータを更新、記憶す
るデータ記憶手段、8は演算手段5の結果を表示する表
示手段である。本実施例のシミュレータ1が図2の従来
のシミュレータ1’と異なる点は、シミュレーション結
果を表示する表示プログラム3bと表示手段8及びプロ
グラム起動調整手段4を有し、プログラム起動調整手段
4により制御装置10に対する実時間性を確保して原子
炉模擬プログラム3aと表示プログラム3bを実行する
点である。
【0009】次に、本実施例の動作を図4のフローを用
いて説明する。ここで、制御装置10の動作確認等の検
証を行う上で、シミュレーションの計算精度を確保する
ために制御装置10の制御周期よりも短いタイムメッシ
ュでシミュレーションを実行する。本実施例では、図5
に示すように、シミュレーションのタイムメッシュ(シ
ミュレーション時間)を制御装置10の制御周期の3分
の1のΔTとし、制御周期は3ΔTとする。また、図3
に示すように、タイムメッシュΔTの原子炉模擬プログ
ラム3aのシミュレーション実行時間をΔT1とする。
いま、シミュレーション設定手段2によりシミュレーシ
ョンのタイムメッシュをΔTに設定する(S1)。プロ
グラム起動調整手段4はプログラム起動待ち状態にあり
(S2)、シミュレータ1と制御装置10との間に信号
の授受があると(S3)、プログラム起動調整手段4の
プログラム起動スイッチ(図示せず)がONし(S
4)、プログラム起動調整手段4で設定した起動タイミ
ングで演算手段5が原子炉模擬プログラム3aを実行
し、物理現象を解く(S5)。ここで、プログラム起動
調整手段4で設定した起動タイミングを図6に示す。図
6において、制御装置10の制御周期時間3ΔTに対し
てシミュレーションのタイムメッシュΔTを3倍して、
これをシミュレーションのタイムメッシュ周期時間と
し、このタイムメッシュ周期時間3ΔTにおいて原子炉
模擬プログラム3aのシミュレーション実行時間を3Δ
T1として設定する。次に、物理現象を解いた演算手段
5のシミュレーション結果に対して、インタフェース手
段6を介してシミュレータ1と制御装置10との送受信
のための処理を実行する(S6)。ここで、データ記憶
手段7は、演算手段5とインタフェース手段6からのデ
ータを更新、記憶する。続いて、プログラム起動調整手
段4により表示プログラム3bを起動し、演算手段5に
おいて表示プログラム3bを実行し(S7)、演算手段
5のシミュレーション結果を表示手段8に表示する(S
8)。ここで、プログラム起動調整手段4で設定した表
示起動タイミングを図7に示す。表示プログラム3bの
実行時間をΔT2とする。図6に示すタイムメッシュ3
ΔT分における原子炉模擬プログラム3aの3ΔT1分
のシミュレーションが終了した後に、3ΔT時点のシミ
ュレーション結果を表示するために表示プログラム3b
を時間ΔT2の間実行する。シミュレータ1の実行状況
は図7に示すようになる。そして、表示処理が終了した
ら、プログラム起動調整手段4のプログラム起動スイッ
チをOFFにし(S9)、次回制御装置10との信号の
授受に対し、待ち状態に入る。プログラムの実行が全て
終了したとき(S10)、動作が終る。
【0010】このように、本実施例では、シミュレーシ
ョンの実時間性を制御装置10の制御周期3ΔTに対し
てのみ確保することとし、プログラム起動調整手段4に
おいてシミュレータ1が制御装置10と信号の授受をし
た後に、図6に示すように原子炉模擬プログラム3aを
起動し、タイムメッシュ3ΔT1分のシミュレーション
を実行し、そして、この3ΔT1分のシミュレーション
が終了した後に、3ΔT時点のシミュレーション結果を
表示するために、プログラム起動調整手段4により起動
して、図7に示すように表示プログラム3bを時間ΔT
2の間実行するようにしたので、シミュレータ自体は、
制御装置10と授受する信号を実時間で表示する表示機
能を有することになり、図8に示すような原子炉出力、
炉心流量、炉水温度等のプラントのトレンド情報や、図
9に示すような制御棒操作時の原子炉ペリオドの挙動等
の制御装置10と授受する信号を実時間で表示すること
ができる。この結果、本実施例によれば、従来のシミュ
レータ1’では実現できなかったシミュレーション結果
の実時間表示がシミュレーションの実時間性を損なうこ
となく実現でき、しかも、シミュレータ1が制御装置1
0と授受している信号に対して表示処理を行うので、制
御装置10の動作確認等の検証作業の効率を従来より向
上させることが可能となる。
【0011】なお、本実施例において、シミュレーショ
ンのタイムメッシュをΔT、制御装置の制御周期を3Δ
T、原子炉模擬プログラムの実行時間メッシュをΔT1
として説明したが、この数値に限定されることなく、一
般的には、シミュレーションのタイムメッシュをΔTと
するとき、制御装置の制御周期がnΔT(nは2,3,
…)であり、原子炉模擬プログラムの実行時間メッシュ
をΔT1とするとき、ΔT>ΔT1の関係にあり、制御
周期nΔT内の原子炉模擬プログラムの実行時間をmΔ
T1(但し、n≧m、mは1,2,3,…)とすること
になる。同様に、原子炉模擬プログラムの実行時間mΔ
T1分の表示プログラムの実行時間をΔT2として説明
したが、一般的には、ΔT2≦nΔT−mΔT1の関係
にある。
【0012】図10は、本発明の他の実施例を示す。本
実施例は、図1の実施例に新たに表示プログラム3cを
追加する点において相違し、その他は同様である。表示
プログラム3cは、プログラム起動調整手段4において
表示プログラム3bの実行終了直後に起動するように設
定する。図11に、本実施例の追加した表示プログラム
3cの実行状況を示す。表示プログラム3cの実行時間
をΔT3とすると、表示プログラム3cの実行時間ΔT
3は、表示プログラム3bの実行終了直後に設定され
る。本実施例によれば、表示機能をさらに充実させるこ
とができる。
【0013】なお、以上説明した本発明の実施例におい
て、オンライン炉心シミュレータ1の演算手段5の演算
性能を高いものに置き換えることによって、演算手段に
よる処理時間が短縮されるため、原子炉模擬プログラム
3aのシミュレーションのタイムメッシュを細かくする
ことができ、図12に示すように、図6に比して3ΔT
の原子炉模擬プログラム実行時間を3ΔT1’に短縮す
ることができる。同様に、表示プログラム実行時間につ
いてもΔT2’のように短縮することができる。これに
より、原子炉模擬プログラムの計算精度の向上や表示プ
ログラムによる検証作業の効率向上を実現することがで
きる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原子炉の制御装置の制御周期に対し実時間性を確保する
とともに、制御装置とオンライン炉心シミュレータとの
間で授受する信号を実時間で表示する処理をシミュレー
タの機能として有することにより、制御装置の検証作業
の効率が著しく向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すオンライン炉心シミュ
レータのブロック図
【図2】従来のオンライン炉心シミュレータのブロック
【図3】従来のシミュレーション実行状態図
【図4】本発明の動作フロー図
【図5】タイムメッシュと制御周期の関係図
【図6】本発明のシミュレーション実行状態
【図7】本発明の表示プログラムの実行状態図
【図8】プラントのトレンド情報の表示例
【図9】制御棒操作に伴うペリオド変化の表示例
【図10】本発明の他の実施例
【図11】表示プログラムを追加したときの実行状態
【図12】演算速度を高めたときの実行状態
【符号の説明】
1 オンライン炉心シミュレータ 2 シミュレーション設定手段 3 プログラム記憶手段 4 プログラム起動調整手段 5 演算手段 6 インタフェース手段 7 データ記憶手段 8 表示手段 10 制御装置 3a 原子炉模擬プログラム 3b 表示プログラム 3c 追加した表示プログラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有田 節男 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 福崎 孝治 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 島内 章吉 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子炉の制御装置との信号の授受により
    原子炉の振る舞いをシミュレーションして制御装置の検
    証を行うオンライン炉心シミュレータにおいて、前記制
    御装置と信号を授受するインタフェース手段と、シミュ
    レーションの初期設定を行うシミュレーション設定手段
    と、前記原子炉の動特性を模擬する原子炉模擬プログラ
    ム及びシミュレーション結果を表示する表示プログラム
    と、前記両プログラムを実行する演算手段と、シミュレ
    ーションの実時間性を実現すると共に、前記両プログラ
    ムの実行時間を前記制御装置の制御周期よりも短く起動
    設定するプログラム起動調整手段と、シミュレーション
    結果を表示する表示手段を備え、前記制御装置との間で
    授受している信号を実時間で表示処理することを特徴と
    するオンライン炉心シミュレータ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、シミュレーション結
    果と制御装置から受け取った信号を記憶するデータ記憶
    手段を設けることを特徴とするオンライン炉心シミュレ
    ータ。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、シミ
    ュレーションのタイムメッシュをΔTとするとき、制御
    装置の制御周期がnΔT(nは2,3,…)であり、原
    子炉模擬プログラムの実行時間メッシュをΔT1(但
    し、ΔT>ΔT1)とするとき、プログラム起動調整手
    段は、前記制御周期nΔT内の原子炉模擬プログラムの
    実行時間がmΔT1(但し、n≧m、mは1,2,3,
    …)となるように起動設定することを特徴とするオンラ
    イン炉心シミュレータ。
  4. 【請求項4】 請求項3において、原子炉模擬プログラ
    ムの実行時間mΔT1分の表示プログラムの実行時間が
    ΔT2(但し、ΔT2≦nΔT−mΔT1)であると
    き、プログラム起動調整手段は、原子炉模擬プログラム
    の実行時間mΔT1分の表示プログラムを原子炉模擬プ
    ログラムに続いて実行するように起動設定することを特
    徴とするオンライン炉心シミュレータ。
  5. 【請求項5】 請求項4において、新たに表示プログラ
    ムを追加して設け、プログラム起動調整手段は、原子炉
    模擬プログラムの実行時間mΔT1分の表示プログラム
    の実行時間ΔT2が経過したとき、新たに追加した表示
    プログラムを実行するように起動設定することを特徴と
    するオンライン炉心シミュレータ。
  6. 【請求項6】 請求項1から請求項5のいずれかにおい
    て、プログラム起動調整手段は、制御装置との間で信号
    の授受があると、プログラム起動用スイッチをオンし、
    表示プログラムの実行が終了すると、前記スイッチをオ
    フすることを特徴とするオンライン炉心シミュレータ。
JP20516195A 1995-07-19 1995-07-19 オンライン炉心シミュレータ Pending JPH0934346A (ja)

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JP20516195A JPH0934346A (ja) 1995-07-19 1995-07-19 オンライン炉心シミュレータ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8036761B2 (en) 2006-09-27 2011-10-11 Fujitsu Ten Limited Simulation hardware apparatus comprising vehicle model

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8036761B2 (en) 2006-09-27 2011-10-11 Fujitsu Ten Limited Simulation hardware apparatus comprising vehicle model

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