JPS59136811A - 事故状態集中監視装置 - Google Patents

事故状態集中監視装置

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JPS59136811A
JPS59136811A JP58009833A JP983383A JPS59136811A JP S59136811 A JPS59136811 A JP S59136811A JP 58009833 A JP58009833 A JP 58009833A JP 983383 A JP983383 A JP 983383A JP S59136811 A JPS59136811 A JP S59136811A
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JP
Japan
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plant
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Pending
Application number
JP58009833A
Other languages
English (en)
Inventor
Kosei Akiyama
秋山 孝生
Masao Kawai
河井 政雄
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
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS59136811A publication Critical patent/JPS59136811A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0243Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
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    • G05B23/0259Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0267Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • G05B23/0272Presentation of monitored results, e.g. selection of status reports to be displayed; Filtering information to the user
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52Outage or fault management, e.g. fault detection or location

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

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】 〔発明の利用分期・〕 本柁明は、原子力元亀プラントの正常時、異常時、事故
時の各状態を集中監視する装置に関する冶故状悪集中監
視装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、原子力発電グジントでは、中央操作室(以下中操
と略記)に起動、定′酵、異常、事故等々のあらゆる運
転状況下で12ント全監視し、目標となる状態にプラン
ト状態ケ移行、保持するのに必要な、情報が集められて
いる。この情報は通常センサーによって検出され、中央
操作室に信号伝送系を介して送られる。
原子力発成グ2ントの状態のほとんどは数千点の信号と
して中操に送られているが、全てが中操に送られている
わけではない。これは、(1)その状態を測定しても全
体として新らたな情報としての価値がない、伐)状態は
センサー必要べ応じて監視できるが、現場での指示に止
め、わされさ中熾に送る必敦も、価値もない、あるいは
出来れば測定したいが、(3)その状態Etk@接測定
できるセンサーが開発されていないし、原理Uワにも難
しい、(4)原理的には測定可能でも機器構成上各種の
問題が発生する、等々の理由による。(3)の例として
は中性子先行核一度や、キャノン一度が、(4)の例と
しては燃料棒中心温度や、ボイド率、燃料伜周囲の水位
などが上げられるであろう。(3)、 (4)に対する
対米として現状ではこれらの状態全直接測定するのでは
なく、間接的に測定する方法?練絹している。
また、これら状態址のうち運転上必要なものは、1ラン
トの状韓(起動、通常、異常、事故)によって変化する
。特に事故時においては、通常はあまり意味のない特殊
な状態箪ケ敵浦1(シてみたくなる場合がある。そこで
、本発明においては、(3)。
(4)に相当しかつ事故時に特に意味を持つような状態
量に推定し、これ*++bの重要変数と合わせて表示す
るものである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、正常〜事故時に亘る原子力発電グ2ン
ト状態ケ運転員が能率よく把握し、プラント状態の迅速
かつ的(面な評価を行い、次の操作やnet適切に行な
えるように′することにある。
〔発明の概髪〕
本発明の特識は、多数ある原子力発電プラントの状態量
のう1)%に東安なものtあらかじめ選定し、これ?小
中監視するようにすること、及び選定した重要変数の甲
に直接測定されないものがあるときには、これ全曲の諸
飯の変化と数式モデル音用いて推定し、表示するもので
ある。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明を構成する機能図である。原子力発電プ
ラント100は測定01′能な状態量Z(以後出力変数
と称する)は時系列データ記憶ケ含むデータ処理装置2
00によってサンプリング1′9に収録される。この出
力変数Zのうちには制御盤100(1−介して機器や弁
を操作した量(原子力発電フーランドへの入力変1(J
)と今から推定しようとする内部状態XV?:、係わる
出力変?li’Yが宮1れている。原子先発′酸プラン
トの状態倉規定する全て(1>状態量Xと、出力変数/
I I Y%及び推定したい状態量X、の包合関係は第
2図のようになる。
尚、第2図において、Xは内部変数、X2は推定したい
変数、X2からのθは直に評価したいfd、Yは部分的
出力変数、Zはすべての出力変数である。
入力変数Uと出力変数Yは状悪推定榛能部300に送ら
れる。ここでは後述・する方法によってオンラインで推
定したい状態量X 2の推定n1x2を求める。この推
定値92を測定値Yを用いて実際に観測したい量θを求
める。誤差計価@400では、このようにして求めたθ
がどの程度信頼できるものかを評価し、誤差ε(又はδ
)ケ求める。トレンド予611]部500では、1ラン
ト?このままの状態で故It (即ち、運転機900が
制御盤を介して人力に数U 17J g史を付なわない
)した場合プラントがどのようなi頃向を持って変化す
るがt比較的短時間予測する。
表示制岬絨iじ部600は、後述する三種類の表示を選
択して、CI(T700に表示する。囁能管哩ffll
800は、機能ブo7り300〜60(1”統括flt
lJ呻し、運転貝900の入力情報INDEXの下に各
機能の進行状況とデータの転送タイミングをl川(財)
する。
以下、各機能の実現上の具体的方法を説明する。
状態推定mljヒ部300を実現する常時ラン方式につ
いて述べる。原子カプラントの事故時動日゛9特性モテ
ルは次式で表わされるとする(@2図参照)。
Y(す=  g (X(t)、U(す、1)     
  ・・・・・・・・・・・・(2)ここで、 X(tL原子カプラント状態量でn次元ベクトル Y(t);出力変数でm次元ベクトル U(す;入力変数でn次元ベクトル (1)、(2)のモデル式によって表わされる特性から
出力変数Yから逆にXが直接水足まるものがある(たと
えば、Xのうち1つが圧力に関する微分方程式でYの1
つが圧力測定値である場@−)。
したかつて、n1固のXのうちz4固の1直がYと直接
対応が付き、Yから定すると仮尾する。このXiX+ 
 とし残シの(n−t)個のXをX2とする。
(1)式を対応する形に分解すれば(3)、(4)式と
なる。
X、(O)=X+。   ・・・・・・・・・・・・(
3)実際の出力値Y”k処理して直接的に得られる状態
をX、′#とする。(4)式金屏〈立場からは、(4)
式のX、にXl  を、C2に実際の測定値Ute(’
tl:入すればX、の変化倉求めることが出来る・誤差
評価部400では次のことを行う。求まったX2?I−
上記(3)式に代入し、測定1直U−も代入すれば、X
、の変化を求めることが出来る。このX、とX−は一般
H′づKは一致しない。
誤差εヶ(5)式の如く定義すれば〜 εはS fl・
f2のモデルと笑除の1ラントの特注との誤差を全て集
約した情報を含んでいる。
ε=X+ −、XI”    ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(5)あるいは、上
記、+M程で求か−)たX、とXlに対して(2)成金
適用し翫 Y(t)=g (X、 、 X、 、 [J、 t )
なる関づ糸と、実際の出力1直とCJ誤差δ全フ゛ラン
トとモデルの誤走情報としてもよい。
δ:4−Y”     ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(6)ここで、(3)、 
(4)式ケ解くには初期ni x + to) 。
XzCO)が心安であるが、以上の過程は常時データY
4″、U“’Isり込みつつ、これを用いて(3)、 
(4)式も並行的にys*求めてゆく。した力iつで、
初期値xlO,xtGが実際の1皺よりも力・なシ異な
っていても一定時間微分方程式(3)、(Jv附いてし
、−!えは、この初期値が異なることによる1時的なト
ランジェントは消滅し、以後、初期血の影臀はない1.
こういう意味で、本方式を常時クン方式とGう。
さらに、X、、Xlから直に観1則したい遂j数θは物
理的変数関係h?導入して(7)式の如く求まる。
θ=b(XI、Xt、t)    ・・・・・・・・・
・・・(7)さらに、(2)、 (3)、 (4)を解
くときに別の考え万もある。即ち、測定値から定められ
た、X−?(4)式民代人すると同時に(3)式にも代
入し、(3)式では2求める。第3図で肖えばスイッチ
(SWI)1−aの側に接続し、スイッチ(SW2)も
bの側に接続した形で(3)、(荀式を解く、誤差ε、
δの求め方は(司じである。
この非測定量ゲ推ポする穢能及び誤差を評価する機能2
弟3図にまとめる。
スイッチ(SWI)はa側に接続、スイッチ(SW2 
)はb側に接続された状態で、測定諸量には4印?付し
7ヒ。
さらYC5状悪推矩俄能都300として全く異ったアグ
ローチも考えられる。
もし、(1)、(4式で7T、される糸の特性が(9)
、  (10)式で示されるような1゛面杉系の場合に
は各棹の方法がある。
y= c XIW     ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・ (lO)ここで、 A;(nxn)行列、Blr、n)行列C:、(+nX
n1行列、 ■;(!り次システム雑音(白色) Wニー)次測駕雑f(白色)でVと無相関たトエに、カ
ルマンフィルターを次のように設計すれば、(8)式の
全ての状態量xVi覗測1iiYから推定できるく但し
、(8)、 C9)式は完全町観測条件を満足している
とする)。
このとき、Xの推定鎮交は(11)式ケ解くことによっ
て与えられる。
A 1〒−(A−に−C)XIに″Y十B″U°゛°゛°°
°°゛(ll)但し、Kはゲイン行列であって(12)
 、 +13)式によって与えられる。
?    1 に=P−C−R−・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(12)PA’+AP−PCTR
−ICP十Q=O・・・・・・・・・・・・(13)ζ
こで、Pはリカツテイ一方程式(12)の解で(nXn
)行列 RはWの共分散行列の慮み QFivの共分散行夕IJの重み 即1ち、(xo)、 (11)、 (C2)  を遂次
屏き十分時間が蛭てば、党はXに一致するから2奮Xの
推定値とすることが出来る。
このときの誤差δは(6)式に対応した形で与えられる
トレンド予測部500は上の推定過程の終了抜法のこと
を行なう。この機能は運転員が指示(第1図のINDE
Xt指定)した場合のみ作動する。
トレンド予測部は、現状のままのプラント状況で、実時
間よシも前途で(2)、(3)、(4)弐倉解き、状態
の変化ケ予1141Jするものである。このためには、
縛転貞人力U+ 、U2 k凍結し、第3図においてス
イ7f (SWI )iclIl[スイ7f(SW2ン
をd側に接続する。
そして、機能官埋部からの指令によって実時間よりも高
速で(2)、 (3)、 (荀式を屏く、この時誤差ε
δは惹味ケ持たない。
一定時間のトレンド↑7+111 IC比較的時間がか
がり、その間にプラント状態が大幅に変化するようで°
あれは、第3図のように推定用のモデルと子側用のモデ
ルr共用せず、別に予測等用の(3)、 (4)式に相
当1−るモデルケ持ち、予11111開始時の初期値を
推定部のモデル匝から転送り、てもらいうける構成とす
る。
表示制iI]1都600は以上の計算結果と測定データ
?組み合わせて、運転員が情報全把握しゃすい形でCI
L’l’に渇集する輌り目を持つ。
−Ii室iJ9には、第4図に示すように、境時点から
一定時間昔の実側出ノ月直Y″(たとえば原子炉水位計
指示値)と状態推定機能部3゛00から得られた推定値
θを同一時間軸スケール上に示す。このとき、さらに使
用しているモデル誤差(推定誤差ンを合わせて表示し、
運転員に推定値θの信頼度を示す。推定方式によっては
、データY”が時間メツシュΔを母に災新されても、推
定のだめの演算時間がΔを時間内に終了しないときには
抑定1飢θの表示は必らずしもY”の史菜[周期と同じ
には出来ない。
又、爾4図で実理J出力値Y“と推定値θのトレンド図
を示したため、同時に表示できる変数が限定される、こ
のため運転はあらかじめ選定した重妥変数のうち適当な
ものt迷択する情報金機能官埋部ケ介して表示割呻部に
指示しなければならない。
第5図はろらかしめ選定てれた大多数の嶽婉変数(原子
力元寛グ2ントでii子炉の安全に係るパラメータ)の
現在11tf集約表示する画面である。
このためには各種の表示形式が考えられるが、(a)実
測出力値Y”  (第5図の例では炉圧力、格納容器圧
力、プール水位、炉心流筺、原子炉水位)と推定1直θ
(第5図のし1jでは炉心水位、燃料棒温度)?同時に
表示する。(b)表示した変数が実測出力値Y’か推定
値θであるかを記号(第5図では変数軸上の最外周部に
目印ケつける)あるいは色等で識別できるようPCする
。(C)表示した変数が望ましい範囲(上限匝と下限匝
の1d」)に存任するかどうかが一瞥して分〃よるよう
にし、かつ上記範囲を越えた時には、注意ケうながす処
iL(第5図の例では、上限lI[L(rJ L )と
F限値(LL)及び正常値(へV)k同心円で表示し上
下限1[’に越えたときは変数幀を示す○印の中心部を
他の色でぬシフぶす(e印の表示))を取る。(d)推
定1直についてはその誤差(ε、又はδ)が所定の値以
上となシ、信頼度が低下したときには、これを表示する
(第5図では推定値であることを識別する部分の色を変
化する)仁とが基本料に満足されたものとする。
さらrこ、第4図のトレンド機能に運転員の指示に基づ
いて、一定時間の予測結果を表示するようにする(第6
図参照)。この予測は、運転員の操作を保留したとき、
先々プラントがどのような挙動を示すか2予側するもの
で、モデル式(2) 、 (3)。
(4)で記述されるモデルの中に条件によって自動起動
する系統がある場合には当然この効朱も予測する。
機能a理曲800は今までの説明で明らかなように、(
1)各機能間のデータ転送とそのタイミングケコントロ
ールする、12)微分方程式の時間卯速率(実時間より
もどれだけ早く解くか)の設定、(3)運転員からの入
力!NDgX (子側を行なう、行なわない、表示した
い反数の編集と画面更新などンに基づき本装置が円滑に
kiJ f”F:するようタイミング11fll (B
1 %マンマシン14i1Jalk受ff持つ。
この事故状態集中監視装置ffiは、信頼性、応答性が
特に重要であるので第2図の破線で囲った部分を1つの
独立した装置としで構成し、内部で用いられる計)1機
の多重化、信号伝送の多重化等ケ採用し、あらゆる状況
下において運転員の信頼2得るようにする。
〔発明の効果〕
本発明によれば、1駅子力発′厖プラントのように大規
模で状態に数が多く、かつグ2ントの状況に応じて、注
目したい変数が変化し、かつその変数の中には検出され
#ないものや、検出されても中隊まで検出信号が米てな
いものがある場合に、本方式になる考察を大砲すること
によって、非測定敵の推定と、その推定誤差、さらに非
銭測敏ケ含めた将来値の予測が実施出来、特に事故状態
におけるグ2ント伏況金運転員が迅速かつ正確に把握す
るのに伎立つものであ勺、安全運転に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の事故状態集中監視装置の実施列の概略
図、第2図は第1図の装置の状態変数と測定可能祇と状
態推定と測定変数の色分関係説明図、第3図は第1図の
装置の基本部である状態推定方式の信号流れ説明図、第
4図は第1図の装置の状態集中トレンド久示説明図、第
5図は第1図の装置の現時点での状態集中表示方式説明
口、第6図ii第1図の装置の予測機能を含んだ表示方
式説明図である。 代理人 弁理士 尚槁明夫 不5閃 Jli  目

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.1ラントの状態111定し、測定値を集約表示する
    装置において、前記測定値から測定されていない非創定
    献ヲモテルを用いて推定し、推定にともなうモデルとプ
    ラントの特性の差異に起因する誤差と推定埴紫同時に表
    示すること全特徴とした事故状態果中監視装置。
JP58009833A 1983-01-26 1983-01-26 事故状態集中監視装置 Pending JPS59136811A (ja)

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JP58009833A JPS59136811A (ja) 1983-01-26 1983-01-26 事故状態集中監視装置

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JP58009833A JPS59136811A (ja) 1983-01-26 1983-01-26 事故状態集中監視装置

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JPS59136811A true JPS59136811A (ja) 1984-08-06

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ID=11731126

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JP (1) JPS59136811A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01295119A (ja) * 1988-05-23 1989-11-28 Yokogawa Electric Corp 物理量測定装置
JPH0372221A (ja) * 1989-08-11 1991-03-27 Nagano Technical Service:Kk 異常診断装置
US6486629B2 (en) 1997-08-13 2002-11-26 Fanuc Ltd. Method for controlling force application with servo motor and appartus therewith

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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