JPS59184999A - 検出器の故障判定装置 - Google Patents

検出器の故障判定装置

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JPS59184999A
JPS59184999A JP58059289A JP5928983A JPS59184999A JP S59184999 A JPS59184999 A JP S59184999A JP 58059289 A JP58059289 A JP 58059289A JP 5928983 A JP5928983 A JP 5928983A JP S59184999 A JPS59184999 A JP S59184999A
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JP
Japan
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detector
failure
detectors
signal
output
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JP58059289A
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岸 勝一
宏有 福西
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、検出器の故障判定装置に係り、特にプラント
の圧力、流量等のプロセス量を計測する検出器の故障判
定装置に関する。
〔発明の背景〕
従来、プラントの計算制御システムでは、プロセス量を
測定する検出器の故障はアナログ−ディジタル変換器の
オーバフロー、アンダーフロー(HIDIC80ハード
ウェアマニュアル″’H−7600形プロセス入出カニ
ニツト” 80−4−104P2a)のチェック、上下
限値のチェック等で判定していた。しかし、この方法で
は検出器が完全に故障したとき、あるいは故障が相当進
んだ段階でないと発見できないという問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は検出器の故障を徴候の段階で早期発見で
きる検出器の故障判定装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明では検出器の故障を早期発見するため、検出器の
出力変動信号の時系列データから予測値を計算し実測値
との差の統計量(たとえば分散値)を監視する。統計量
があらかじめ決めた制限値を越えたとき、同一プロセス
量、あるいは関連プロセス量を計測している検出器の統
計量を監視する。
統計量の変化がプロセスの変動によるものであれば、他
の検出器も同様に変化していると考えられる。しかし、
検出器の感度劣化や故障が発生した場合には、故障した
検出器のみの統計量が変動する。したがって、本発明で
は同一プロセス量あるいは関連プロセス量ヲ計測してい
る他の検出器の統計量も同様に変化している場合はプロ
セスの変動と判定し、独立に変化しているときのみ検出
器の故障と利足する。
〔発明の実施例〕
以下、不発F3A’に実施例によって、詳細に述べる。
原子カプラント等ではプラントの安全運転に重要なプロ
セス量、たとえば原子炉水位、原子炉圧力等は複数個の
検出器で計測しでいる。第1図は、原子炉水位全2つの
検出器で計測している場合の実施例である。
第1図において、1は原子カプラントの原子炉圧力容器
、D、、Dbは原子炉水位検出器、X、。
Xbは原子炉水位検出器D −、D bがらの出力信号
から直流成分全取除いた出力変動信号、21゜2bはデ
ィジタルフィルタ、ya、ybiディジタルフィルタ2
..2bによって原子炉水位検出器D −、D bから
の出力変動信号全予測した予測信号、3 m H3bは
出力変動信号X、Xbと予測信号Yi、Ybとの予測残
差の分散値V、Vb全計算する統計処理装置でβる。
本実施例では原子炉水位検出器Da、Db(沸騰水型原
子カプラントの原子炉圧力容器1に設置)の故障?より
早期に発見するため、ディジタルフィルタによる信号予
測を適用しているが以下にその処理を簡単に述べる。第
2図は原子炉水位検出器り、の出力信号?適応ディジタ
ルフィルタを用いて処理する実施例ケ示す。第2図にお
いて、8aは遅延回路、9.は適応ディジタルフィルタ
である。適応ディジタルフィルタ9□の特性は時刻tに
おける入力をXbとし、フィルタ出力Ltとすると で表わされる。
(1)式でA”  tHB’に、 (はフィルタのパラ
メータl である。またgllはフィルタの次数である。フィルタ
のパラメータA’、、 t I B”kHt u逐次ア
ルゴリズム(菊地他「アダプティブディジタルフィルタ
による信号およびその異常レベルO検出」電気通信学会
論文誌、 J 61  A、’A7 (1978))に
よって原子炉水位検出器り、の出力変動信号X、と予測
信号y、との予測残差が最小になるように決定される。
また、フィルタ次数q6は(2)式で定義する情報量基
準AIC,’に最小にするものをあらかじめ選んでおく
AIC,’=N−7’、、gaa”+2−(1,・・−
・・・・・(2)上式でσtは出力変動信号X1と予測
信号y1との予測残差の分散値であり、Nは分散をとる
ときのデータ個数である。
プラントが定常のときX5たy、となっているが、プラ
ントの特性変化あるいは検出器の故障等で原子炉水位検
出器り、の出力変動信号X8に異常雑音が混入すると、
ディジタルフィルタ93が追従できなくなるため、出力
変動信号X、と予測信号y、との予測残差が急増する。
出力変動信号X、と予測信号y1との予測残差の分散値
■1は統計処理装置3%で以下のようにして計算する。
1N=1 上式でμ8は時刻tにおける予測残差の平均値、Vaは
分散値である。また、Nは平均値、分散値を求めるとき
のデータ個数である。統計処理装置3、Fi(4)式に
よって分散値V1を常時計算し、計算結果全故障検出装
置4.に送出する。
以上、原子炉水位検出器り、の出力変動信号Xaの処理
について述べたが、原子炉水位検出器Dbの出力変動信
号Xbと予測信号ybとの予測残差の分散値Vbも統計
処理、装置3bで同様に計算される。
分散値V 、 、 V bは故障検出装置4..4bで
制限値■。1.■。b と以下のように比較し、故障信
号1..’Ib’(f−作成する。
V<V。のとき 1−O V>V。のとき I=1 制限値■。* g Vobは以下のようにしてろらかじ
め決めておくことができる。
(1)本実施例のように同一プロセス量を2つ以上の検
出器で計測し、その出力変動信号を比較する場合には、
各検出器間の感度を考慮して制限値を股足する。たとえ
ば、原子炉水位検出器Dbの感度がり、の1.2倍の場
合は、■。b=1.2V。、と設定する。なお、■。、
は定常時の出力信号からオフライン的な解析であらかじ
め、決定する。
(2)後述のように炉心流量と原子炉出力等の関連プロ
セス量を計測している検出器を組合せて故障を検出する
場合には、プロセス量間の時定数、変動中等プラントの
特性を考慮して設定する。
故障検出信号I−、Ibk用いて故障判定部7では以下
のように故障を判定する。
故障判定部7は排他的論理和回路(以下、EORと略T
)5と論理積回路(以下、ANDと略す)6、.6bか
らなっている。故障判定部7の各信号の値を表1に示す
表光1に示すようにI−=Ibのときは排他的論理和回
路5°の出力EがOとなり論理積回路61゜6bのゲー
トが閉となって故障判定信号S a 、 S b)は0
となる。このように、原子炉水位検出器D a lDb
の出力信号の予測残差の統計値V −、V bが制限値
■。a 、 Vob k越えた場合でも、両検出器共越
えたと@は、プラントの変化、たとえば原子炉水位の設
定点変化等によって原子炉水位が変化したと判定し検出
器の故障とは判定しない。しかし、Ia’FIbの場合
、すなわち、どちらかの検出器からの出力信号の予測残
差が制限値を越えた場合には、制限値V、−、Vob 
’fr:越えた検出器を故障と判定する(8.または5
b=1)。これは、検出器D −、D bが原子炉水位
という同じプロセス量を測定しているため、原子炉水位
に変化があった場合には、検出器D −、D bの出力
信号X 、 、 X bには同様の変化が生じると考え
られる。しかし、一方があらかじめ決められた制限値を
越えたことは、その検出器あるいは計測系に異常が生じ
たことを示す。
以上のように、本実施例では、原子炉水位検出器D −
、D bの出力信号が同時に変化したときは、プロセス
の変化と判定(’5aISb″−0)し、単独1で変化
した場合は検出器あるいは、計測系の故障(8m、8b
=1)と判定する。
第3図は沸騰水屋原子カプラントで原子炉の炉心内出力
分布を監視する局所中性子検出器(LPRM : Lo
catPower ’Range Mon1tor)の
故障全検出する実施例である。第3図では、原子炉の炉
心内に配置された局所中性子検出器の中で同一ストリン
グに配置されている4個の検出器を組合せて故障を判定
する例である。
第3、図において、故障検出信号IalIb。
■。+’ I dは各々の局所中性子検出器に対応した
故障検出装置からの出力信号である。第3図において、
10..10b、10..10aは論理積回路である。
第3図の回路では、下式に示す論理判定式で故障を・判
定する。
1、IbIcId十1.IbIeIa+I−IbIcL
+1.IbIcId=故障判定結果 上式の第1項が論理積108、第2項が10b1第3項
が10.1第4″項が10aで判定される。
第3図の判定回路では、故障検出信号Is、Ib。
■ゎ、Iaのうち、どれか1個のみ1”のとき、故障判
定信号S & l’ 8 b 、S c 、S dに1
”が□  出力され、故障と判定する。すなわち、同一
ストリングに配置された局所中性子検出器の中で1個の
みが変化したとき、その検出器が故障と判定し、2個以
上が変化した場合は、プラントの変化と判定する。
以上、同一ストリング内の局所中性子検出器の故障判定
方法について述べたが、他のストリングの局所中性子検
出器の故障も同様に判定でき、炉心円に配置されている
すべての局所中性子検出器の故障を早期発見することが
できる。
以上、同一プロセス量ヲ計測している検出器を組合せて
、その検出器間の統計値の変動から検出器の故障を判定
することを述べたが、関連プロセス量を計測もている検
出器を組合せても、本発明の第1図の構成で検出器の故
障を判定することができる。
たとえば、第1図においてD8が炉心流量の検出器、D
bが前述の局所中性子検出器(LPRM)とする。
原子炉の出力は制御棒または炉心流量によって制御され
ており、定格出カッベルでは炉心流量によって制御され
る。したがって、炉心流量の変動は原子炉出力の変動と
なって現われてくる。
第1図の実施例においで、故障検出装置4a。
4bに入力する制限値■。1.■。bは炉心流量の変動
に対する原子炉出力の変化、および各検出器の感度を考
慮して決めておく。
いま、S −”1 、 S b”0となって炉心流量の
検出器が故障と判定されたとする。この場合、炉心流量
が変動したにもかかわらず、原子炉出力に変化が表われ
なかったことは、実際には炉心流量は変化していないこ
とである。すなわち、炉心流量の検出器になんらかの異
常が発生したことケ示す。つぎに、炉心流量に変化がな
かったにもかかわらず、原子炉出力に変化があったと判
定された場合(S−=O,S b=1 )、原子炉出力
検出器の故障とただちに判定することばできない。原子
炉出力は前述のように炉心流量のほかに制御棒操作や他
の要因によっても変わる可能性がある。したがって、S
、=0,5b=1の場合には、原子炉出力に炉心流量以
外の他の要因による変化か、あるいは検出器の故障が発
生したことを示す。
本実施例では炉心流量の検出器と局所中性子検出器1個
を組合せたためS −=0,8 b=1の場合、ただち
に局所中性子検出器の故障と判定できないが、ストリン
グ内の局所中性子検出器を組合せることによって、故障
の判定が可能となる。
炉心流量が変化した場合、おトリング内の局所中性子検
出器は同じように変化すると考えられる。
したがって、炉心流量が変化しないにもかかわらず、1
個の局所中性子検出器の出力信号が変動したことは、そ
の検出器に異常が発生したことを示す。
以上、同一プロセス量および関連するプロセスink計
測している検出器を組合せて故障を判定する方式につい
て述べたが、組合せる検出器の数が増加した場合には、
以下に示す論理判定回路を構成すればよい。
1.1bIe・・・■1+1.1bIe・・・■l・・
・・・・+11IbIc・・・■II−,Ib・・・工
1は故障検出信号である。
上記の回路は、第3図に示したように、i個の論理積回
路を組合せることによって、容易に実現できる。
また、本実施例では、高感度で故障検出するためテイジ
タルフィルタ全用いて実測値と予測値の差の統計量を監
視したが、検出器からの出力信号の統計量、たとえば、
自乗平均誤差(RMS値)を用いて判定してもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、同一プロセス量、あ
るいは関連プロセス量を計測している検出器間で故障し
た検出器のみを発見することができる。また、検出器の
出力信号の統計値を監視することによって、故障の徴候
の段階で発見1−ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例である検出器の故障検出装置の
系統図、第2図は第1図のディジタルフィルタの詳細構
造図、第3図は検出器が4個の場合の故障判定回路の他
の実施例の系統図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、検出器の出力変動信号から統計的な値を計算する統
    計処理手段と、前記統計的な値から故障を伶− 検出する故障検出手段と、前記故障検出手段からの故障
    検出信号を関連プロセス量を計測している検出器からの
    故障検出信号と比較する故障判断手段からなる検出器の
    故障判定装置。
JP58059289A 1983-04-06 1983-04-06 検出器の故障判定装置 Pending JPS59184999A (ja)

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JPS59184999A true JPS59184999A (ja) 1984-10-20

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ID=13109073

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016501362A (ja) * 2012-11-13 2016-01-18 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー 原子炉容器内検出器出力信号を検証する方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016501362A (ja) * 2012-11-13 2016-01-18 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー 原子炉容器内検出器出力信号を検証する方法

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