KR0157052B1 - 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템 - Google Patents

플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템 Download PDF

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스테펀 위즈만 존
로버트 프로스트 데이비드
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스테마셔우 켄드리스 아리스티드스
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디.안.래키
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Abstract

본 플랜트 작동 발명은 전체의 수퍼바이저에 의해 제어되는 대상 모듈을 통신하고 독립적으로 실행시키는 계층적 구조로 모델을 배치한다. 각 대상물은 구성부 또는 시스템을 나타내고 다른 대상 모듈과 통신하는 대상물 제어기와, 대상물 에러 체커 및 대상물 모델을 포함한다. 대상물은 모든 대상물에 의해 액서스가능한 데이터베이스를 통하여 통신한다. 대상모듈의 구조 및 계층적 구조 자체는 모델링 되는 대상물에 유일한 대상물 모델을 포함하는 표준 대상 모듈을 추가하여 새로운 구성부 및 시스템이 추가될 수 있도록 한다. 대상물에 대한 제어기는 대상물 모델이 데이터를 위해 의존하는 보조대상물이 대상물모델의 실행 이전에 실행되게 한다. 그러한 일반 모델 트래버살(traversal)은 모든 필요한 데이터가 유용할 때까지 모델이 실행하지 않을 것을 지킨다. 에러 체크 모듈은 제어기 및 모델 모듈을 체크하여 그러한 것들이 적절하게 실행하고 있는지를 확인한다. 대상물 모델은 대상물의 현 상태를 결정하고 대상물에 관련한 앞으로의 기능에 관련한 안내를 위해 결정적 등식에 기초한 구성부 에이징 모델과, 통계에 기초한 구성부 에이징 모델과, 결정적 및 통계적 모델을 전문가들의 경험과 결합한 전문가 룰을 포함한다. 고려될 대상물에 대한 유지보수 기능을 허용하는 슈퍼바이저 쪽에 유지보수 모듈이 또한 포함된다.

Description

플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템
제1a도는 결정론적, 확률적, 통계적 및 경험적 방법이 어떻게 결합되었는가를 나타내는 도면.
제1b도는 본 발명의 시스템 레벨 다이아그램.
제2도는 본 발명에 초기화 및 실행제어 및 데이터흐름의 예시도.
제3도는 본 발명에 각각의 대상물의 초기화 루틴의 예시도.
제4도는 슈퍼바이저모듈 14/50의 예시도.
제5도는 시뮬레이트 되는 각각의 대상물의 제어기모듈(26)의 예시도.
제6도는 각각의 대상물용 모델 모듈(30)의 예시도.
제7도는 모델모듈(30)용 양호한 배치의 도시도.
제8도는 에러체크 모듈(28)의 작동의 예시도.
제9도는 사용자제어모듈(16)의 예시도.
제10도는 스크린 디스플레이모듈의 예시도.
제11도는 관리모듈(20)의 기능의 도시도.
제12도 및 제13도는 시뮬레이션시 제공되는 디스플레이의 보기.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 상대평가 6 : 외삽
8 : 데이터 102 : 대상물초기조건데이터
104 : 체크표시문자(시작, 정지, 대기) 106 : 에러체크 체크모듈
114 : 운전가동대상
본 발명은 플랜트 작동 시스템 특히, 시간이 지남에 따라 감소되는 시스템 및 플레이트 부속품의 전체의 성능을 향상하기 위하여 제공하는 컴퓨터 베이스 모델링 시스템(COMPUTER-BASED MODELING SYSTEM)을 사용하는 시스템에 관한 것이다. 플랜트의 향상된 전체 성능을 제공하는 유지보수 및 작동 동작의 평가 및 확인과 함께 부품 수명, 작동준비, 관리효과 및 시스템의 안전에 대한 부품노화의 영향을 평가 및 예보하기 위해 시스템은 전문가규칙, 확률적 모델 및 결정론적 모델을 결합하는 시스템 모델을 포함한다.
복잡한 플랜트 내에 다양한 보조시스템의 수명감쇠를 결정하도록 사용되는 플랜트모델링에 기초를 둔 원자력 발전소와 같은, 복잡한 플랜트 또는 시스템을 작동하기 위해 이용되는 현행 방법은 비효율적이고, 시간낭비적이며, 자주 믿을 수가 없다.플랜트 또는 복잡한 시스템의 각각의 부속품은 이것들 상태의 숫자적 표시를 얻도록 따로따로 분석된다. 숫자적인 값은 부속품의 현재 및 미래상태를 결정하도록 플랜트 작동자에 의해서 해석될 수 있다. 플랜트 전체의 상태를 결정하기 위해, 플랜트의 각각 개개의 부속품은 다른 부속품에 관계하여 분석될 수 있고, 예로써, 원자로 냉각펌프의 개개의 부품은 원자로 냉각펌프의 실제상태를 결정하도록 함께 분석되고, 결합될 수 있다. 현 방법은 플랜트 부속품의 상호작용 대신에, 플랜트의 개개의 부품을 강조한다.
다수의 발전소 관리 시스템은 플랜트의 물리적인 특성을 재검토하는 결정론적 해결방법, 예로써, 온도, 압력 등을 사용하는 모델링 방법을 사용하며, 이 양적인 정보에 근거하여 단독으로 플랜트를 평가한다. 다른 모델링 방법은 지난 이력을 갖는 부속품의 현 상태를 비교하도록, 부품 및 플랜트가 다음에 어떻게 할 것인가를 결정하도록 통제적 및 확률적 해결방법을 사용한다. 발전소 모델링 방법은 플랜트 및 플랜트의 현재 및 미래성능을 결정할 때 플랜트 부속품 또는 보조시스템 사이의 운동학적 상호작용을 고찰하도록 경험적 해걸방법을 강조하는 것에 실패했다.
본 발명은 플랜트 시스템 및 부속품을 모델링하는데 있어서 경험적인 전문가 시스템 예보방법과 결합된 결정론적, 통계적 및 확률적 모델방법을 근거로 가동하는 플랜트 시스템을 제공한다.
시스템은 노화하는 시스템, 특히, 노화하는 원자력 발전소의 성능을 정확하고, 확실하게 향상시킨다. 더욱이, 시스템은 플랜트 부속품의 교체를 위한 필요를 감소 또는 지연하고, 플랜트 안전에 대한 에이징의 결과를 모니터하며, 플랜트의 확실성 및 유효성을 향상시키고, 플랜트 파손의 재해를 피하고, 플랜트의 유지 및 보수를 최적화시킨다.
시스템은 전체의 슈퍼바이저 모듈에 의해서 제어되는 전달대상물모듈의 계층구조에 모델을 사용한다. 각각의 대상물 모듈은 부속품 또는 시스템을 표시하며, 다른 대상물모듈, 대상물에러 체크 및 대상모델에 의해서 전달하는 대상물제어기를 포함한다. 대상물모듈의 구조 및 대상물모듈자체의 계층구조는 단일 대상물모듈을 포함하는 표준 대상물모듈을 가산하므로써 새로운 부속품 또는 시스템이 가산 되도록 표준에 맞추어진다. 대상물 모델은 결정론적 등식 베이스 부속품에이징 모델, 통계상 베이스 부속품에이징 모델 및 대상물의 현재상태를 결정하도록 전문가의 지식에 의해서 결정론적 및 통계상 모듈을 결합하는 전문가 규칙을 포함하며, 대상물에 대한 미래 플랜트 작동 작용에 대하여 권고를 한다. 관리모듈은 또한 전체 플랜트작동 및 관리에 응할 대상물을 위한 관리작용을 허용하는 전방측면의 슈바이저모듈을 포함한다. 원자력 또는 다른 발전소의 작동 및 관리에 있어서, 요구되는 작동결과를 산출하기 위해 시스템 설계에 따라서 사용되는 부품 및 여러 가지 보조시스템들이다. 원자력 발전소의 경우에 있어서, 예를 들어, 전력이 발생된다.
발전소를 가동하기 위한 시스템의 설계로 들어가는 여러 가지 집합적인 작동조건을 충족하도록 보조공정의 제어 및 에이징 효과를 완화 또는 반사하도록 부속품 가동 및 보조시스템의 관리를 포함하여 발전소를 가동하기 위한 시스템의 설계에 대해 여러 고찰이 이루어진다.
본 경우에 있어서, 모델링 시스템은 발전소 작동 시스템의 일부로서 사용되며, 노화되는 발전소의 성능을 정확하고, 확실하게 개량하도록 설계된다. 모델링 시스템은 에지데그러데이션(agedegradation)의 효과가 분명해지기 이전에, 발전소에 에지데그러데이션의 효과를 평가하는 방법 및 그것들의 에이징 효과를 완화하도록 발전소 작동 시스템의 수행을 위해 제작권고하는 방법을 제공한다. 일체를 포함한 시스템은 그것들이 일어나기 이전에 문제를 예기할 수 있고, 시스템 시뮬레이션에 의해서 발생되는 권고의 기초에 의거하여 유지, 테스팅, 교체 또는 검사활동을 취하게 할 수 있다. 모델링시스템은 위험 및 있음직한 파손 및 발전소 안에 특별한 부속품 또는 시스템의 가능한 수명의 계속적인 모니터링을 제공한다.
본 발명의 모델링 시스템은 모듈(modular) 및 구분된 설계를 갖는다. 이것은 문제해결에 대한 결론적, 통계적, 확률적 및 경험적인 접근을 결합하여 통합된 모델링 접근을 이용한다. 완전한 모델링은 특별한 부속품 또는 시스템의 상태에 대한 정확하고, 실제적인 측정을 제공한다. 이것은 관찰하에 부속품 또는 시스템에 영향을 주는 모든 인자를 결합시키고, 분석한다. 분포된 모델 설계 때문에 모델링 시스템은 구분된 모듈설계이므로 포괄적인 동체로서 사용될 수 있고, 발전소 내에 임의의 부속품 또는 시스템에 적용될 수 있다. 가요성을 향상하도록, 시스템은 추가적인 모듈에 대하여 시스템에 소정간격을 확보하는 블랭크 스텁을 갖도록 설계된다.
발전소 작동 시스템 내의 모델링 시스템의 기능은 발전소 부속품 및 시스템의 작동상태를 표시하는 데이터를 수집하고, 기억하고, 표시하는 것이다. 모델링 시스템은 그 다음에 부속품을 포함하는 각각의 보조시스템 및 각각의 부속품의 예상되는 수명을 계산한다. 모델링 시스템은 발전소 작동시스템 내에서 임의의 절차의 성능 또는 억제를 지시하는 권고를 한다. 모델링 시스템은 더구나 공학자의 분석적인 진행과 필적하도록 설계된다. 모델링 시스템은 부속품 또는 시스템 부속품 또는 시스템에 대해 사실에 의거한 데이터를 재검토하고, 에지데그러데이션을 평가하며, 남은 수명, 유효수명, 기타의 측정을 포함하는 수명프로우필을 나타내도록 외삽한다. 모델링 시스템은 정비예정표, 보조부속품 및 부분특성, 개별적인 이용 가능성 및 경제적 자원을 포함하는 몇 개의 인자를 고찰하므로써 부속품 또는 시스템의 수명프로우필을 예보한다. 수명프로우필은 설치에서부터 현재까지, 또 예정 또는 예보된 수명이 다하는 시기에 까지의 부속품 또는 보조시스템의 성능레벨을 나타낸다. 프로우필은 장치를 추적하는 것과 유사하고, 반복적인 방식으로 조작하며, 특정상태에 도달하도록 시간이 지나면서 부속품 또는 보조시스템이 지나는 모든 하위상태를 개괄한다. 프로우필은 발전소 안전 매개변수가 충족되는지의 여부를 결정하는 데 있어 아주 유용한 시각적인 두고이다.
발전소 작동 시스템은 문제해결에 대한 결정적, 통계적, 확률적 및 경험적 접근을 결합시키는 모델을 사용한다. 결정적 접근은 가정된 상태에 대해 경향을 예보하도록 기초 물리학적 처리를 모델링한다. 통계적 및 확률적인 접근은 특별한 부속품 또는 시스템의 사실에 의거한 경향을 모델링한다. 경험적인 접근방법은 부속품 및 시스템의 역학적인 상호작용을 모델링하기 위해 사람의 전문적인 지식을 획득하는 문제해결에 대한 질적인 고레벨 접근 방식이다. 문제해결에 대한 그것들 3개의 접근 방식을 결합시키므로써, 부속품 또는 시스템의 실제적이며 포괄적인 모습이 얻어질 수 있다. 그것에 의해서 제공된 정보는 작업자에게 유용하고, 실용적인, 부속품 또는 서브시스템의 물리적, 경험적 및 실제상태에 직접적으로 관계한다.
시스템은 디지탈 디스플레이 스크린 상에 검토된 정보를 표시하고, 기록한다. 출력은 사용자가 편리하기 위하여, 미터기, 그래픽스 및 부속품 수명 프로우필 그래프와 같은 움직이는 표시를 사용하여, 아날로그형으로 연속적으로 표시 되거나, 또는 간단한 숫자가 출력될 수 있다.
결과론적, 통계론적, 확률론적 및 경험론적 접근방법을 결합시키기 위해, 각각의 대상물의 모델은 현재 언어의 프로그래밍 언어능력의 장점을 취하는 두 개의 별개의 부분으로 분할된다. 하나의 부분은, 경험론적 결정 및 결론적 계산을 취급하는 제1a도에 예시된 것 같이, 바람직하게는 상태 평가를 실행하는 전문 시스템 모듈(4)이다. 이 모듈(4)은 상태를 결정하도록 평가되야만하는 가능한 모든 변화로부터 대상물의 상태를 결정하도록 단순한 계산 및 규칙을 기초로 하는 (전문가 시스템) 결정사항을 실행한다. 두 번째 부분(6)은 모듈(4)에 의해서 결정된 상태로부터 소정 기간동안에 대상물의 상태에 변화를 외삽하기 위해, 통계상 또는 확률상 기초가 될 수 있는 결정론적 계산을 이용한다. 또한 결정된 상태로부터 외삽된 상태까지 외삽하는 결정론적 계산을 선정하기 위해 체험적 규칙이 이용될 수 있다. 이 부분(6)은 전형적으로 과학적인 계산프로그래밍 언어로 실행된다. 대상물의 에이징이 시간이 지남에 따라 선정된 시간의 증가에 있어서의 상태평가(4) 및 외삽(6)의 사이클은 시뮬레이트되면서 계속된다. 외삽에 의하여 산출된 몇몇의 변수들은 다음상태 결정에 이용된다. 외삽은, 다른 대상물에 의해 이용될 수 있고, 외부상태 변화를 시뮬레이트하기 위해 사용자에 의해서 변경될 수 있고, 시뮬레이션을 진행하면서 사용자에게 표시 되도록 출력될 수 있는 데이터를 산출한다. 제1a도에 도시된 대상시뮬레이션의 순서를 제어하는 것에 추가로, 경험적 규칙은 시스템 내의 모든 대상물의 상호작용을 결정하도록 또한 이용될 수 있다.
컴퓨터 시스템은 제1b도에 예시된 것같이 두 개의 기초레벨, 시스템레벨(10) 및 모델레벨(12)을 갖는다. 시스템 레벨은 슈퍼바이저(supervisor(14), 사용자제어(16), 스크린 디스플레이(18), 관리(20), 에러체크(22) 및, 데이터기록(24) 모듈을 포함한다. 슈퍼바이저 모듈(14)은 다른 모듈의 실행순서를 제어하고, 모델레벨(12)에서 모델의 실행을 개시한다. 사용자제어모듈(16)은 작업자가 특별한 운전가동식 분석 및 표시를 위하여, 대상물 모듈, 즉 부속품 또는 시스템과; 프로우필, 즉,유용한 서비스, 안전 한계와; 시스템 매개변수, 즉, 온도, 압력 등을 선택하도록 허용한다. 또한 이것은 작업자에게 특정운전가동을 개시, 정지, 중단, 세이브(save), 복귀하는 능력을 제공한다. 스크린 디스플레이모듈(18)은 공통 데이터베이스로부터 모델링 시스템의 권고 및 수집된 데이터를 표시 및 호출한다. 관리모듈(20)은 부속품의 교체 또는 수리를 시뮬레이트하는 모델데이터베이스로 변경시킨다. 슈퍼바이저 에러체크모듈(22)은 사용자 제어모듈(16), 스크린 디스플레이모듈(18), 관리 테스트 및 검사모듈(20) 및 에러에 대한 데이터기록 모듈을 모니터 한다. 슈퍼바이저 에러체크모듈(22)은 하기에 더욱 상세하게 논의되는 것과 같이, 다른 저레벨 에러체크모듈과 함께 동일한 기능을 실행하며, 어떤 에러가 검출될 때, 사용자 모듈(16)과 슈퍼바이저(14)에 통고한다. 모듈(24)을 사용하여 데이터 보관소에 호출하는 능력은 특별한 운전가동을 위하여 선택된 대상물에 대한 결과 데이터를 기억하도록 가요성을 작업자에게 주고, 이후에 정보를 검색한다. 각각의 모델 레벨상에 각각의 대상물 모델은 제어기모듈(26), 에러체크모듈(28) 및 모델모듈(30)로 설계되는 3개의 대상물 모듈을 포함한다. 제어기모듈(26)은 각각의 시스템, 부속품 또는 보조부속품 상에 운전 가동될 공정을 제어하고, 결정한다.에러 체크 모듈(25)은 에러 및 초과 CPU 완료시간을 위한 시스템을 주사하고, 모니터링하는 독립모니터링 모듈이다. 이것은 제어기모듈(26) 및 작업자에게 얻어진 데이터를 보낸다. 모델모듈(30)은 발전소의 실제 시스템, 부속품 및 보조부속품 모델을 표시한다. 이 모듈(30)은 입력데이터를 취하고, 다양한 프로우필 데이터 및 권고를 제공하도록 결정론적, 확률적 및 전문가 시스템 기능을 실행한다.
모델링 시스템은 하나의 대상물로부터 다른 대상물로 분석을 전환할 수 있다. 각가의 대상물은 대상물 평가를 위하여 분리모델모듈을 갖고, 발전소에 각각의 시스템은 또한 대상물, 즉, 시스템의 부속품(34) 뿐만 아니라 시스템을 표시하는 대상물에 대해서 표시된다. 각각의 대상물은 시스템 대상물(32)에, 그 직후 플랜트대상물(36)에 부속품 대상물(34)의 연결에 의해서 도시된 것 같이 고레벨 대상물까지 소급한다. 모델링 시스템은 표준 모듈구조를 사용한다. 즉, 모델은 플랜트레벨, 시스템 레벨로 분할되고, 시스템은 부속품으로 분할되고, 부속품은 각 플랜트의 부분이 개별적으로 분석되도록 하고 또 전 플랜트의 일부로서 보조부속품으로 분할된다. 모듈구조는 모듈의 추가 및 교체를 통하여 시스템 및 그것들 부속품의 연속팽창을 허용하도록 필요한 가요성 및 증식 잠재성을 갖는 모델링 시스템을 제공한다. 각각의 대상물(32,34 또는 36)은 플랜트 안에 특정한 부속품 또는 시스템을 표시하며, 또한 표준구조를 갖는다. 모듈구조는 각각의 부속품 또는 시스템에 대하여 정보를 재컴파일, 재테스트, 재코드하는 필요성을 최소화한다.
플랜트 작동 시스템은, 플랜트작동 특성, 예방관리 스케줄, 평가를 위한 선결된 시간 주기, 설비의 현 상태 등을 포함하는 시스템 모델에 대한 데이터를 입력하는 것을 포함한다. 정보는 시스템 및 부속품의 남은 수명, 파손확률, 유효한 서비스 및 수명 프로우필 포함하는 플랜트작동의 수행을 위해 출력값을 얻도록 모델링 시스템에 의해서 처리한다. 모델링 시스템은 플랜트의 파손확률을 결정할 때, 부품들을 교체 및 수리하므로써 야기되는 플랜트의 예정 수명 증가를 고려한다.
모델링 시스템은 DEC VMS 작동시스템과 같이 독립공정으로 실행하도록 시스템 내에 각각의 모듈을 허용하는 작동시스템을 사용하는 디지탈 아퀴프먼트 코오포레이션 마이크로 복스(Digital Equipment Corporation(DEC) Microvax)같은 컴퓨터로 수행된 것이 바람직하며, 여기서, 공정은 시스템 제어를 수월하게 할 수 있는 포오트란과 같은 언어로 주로 기록된다. 각각의 모델모듈(30)은 전문가 규칙 유형 결정사항을 손쉽게 만들어지도록 하며, 전문가 시스템을 결정론적, 확률적 및 통계적 모델 예보를 얻도록 포오트란 루틴(routines)을 호출하는 것을 허용하도록 설계되는 OPS5와 같은 전문가 시스템 언어로 기록되며, 그것에 의해서, 모델 모듈 시공자가 전문가 프로그램에 대해 적당한 언어로 전문가 규칙 및 이러한 등식에 대해 적당한 언어로 예보등식을 고안하도록 한다. 모델 초기치 설정중의 슈퍼바이저(50)는, 제2도에 예시된 것같이 플랜트 대상물(54)을 초기화한다. 플랜트 대상물(54) 내의 플랜트 대상물 제어기는 플랜트 대상물(54) 내의 모델 모듈(30) 및 에러체크 모듈(28)을 초기화하고, 그 다음에 입력 데이터에 대해 플랜트대상물(54)이 의존하는 임의의 보조 대상물, 예를 들어 시스템대상물(56 및 58)을 초기화하도록 진행된다. 이들 보조대상물은 일반적으로 시스템대상물(56 및 58)이나, 보조대상물이 부속품대상물일 수도 있다. 시스템대상물(56)과 같은 각각의 보조대상물은 이것들 자체의 모델모듈 및 에러체크모듈을 초기화하고, 그 다음에 그것이 의존하는 부속대상물(60 및 62)과 같은 임의의 보조대상물을 초기화하도록 진행된다. 이들 부속품대상물은 또한 어떤 보조부속품대상물(64 및 66)뿐만 아니라 그것들 자체의 에러체크 및 모델모듈을 초기화한다. 대상물(64)과 같이 저레벨 대상물이 초기화될 때, 이것은 대상물(62)과 같은 고레벨 대상물에 이 작동 완료 상태를 전달한다. 모든 대상물이 그 이상의 고레벨 대상물을 알리는 고레벨 대상물을 알리는 각각의 보조대상물에 의해서 지시되는 데로 초기화될 때, 슈퍼바이저(50)는 시뮬레이션 사이클을 초기화한다. 시뮬레이션 사이클은 고레벨 대상물이 실행을 완료하기 이전에 모든 저레벨 대상물이 시뮬레이션 실행을 완료하는 것을 요구한다. 고레벨 대상물은 이것이 제어하는 대상물의 목록으로부터 저레벨 대상물을 초기화한다. 이 방법으로, 대상물 트리(tree)의 초기화는 실제 실행이 아래에서 위로 제어되는 반면에 위에서 아래로 제어된다. 시스템에 대상물을 추가하기 위해서는, 원래 대상물에 들어 있는 대상물 목록에 새로운 대상물을 더하는 것만이 필요하다. 부속품 초기화의 형태로된 입력데이터 또는 현상태 데이터는 각각 하나의 대상물에 대하여 개별적으로 제공될 수 있으며, 여기서 데이터흐름은 파단선으로 제2도에 예시되고, 또는 입력데이터는 공동 데이터 저장소(68)에 기억될 수 있다. 대상물(64 및 66)과 같은 대상물에 의해서 산출된 결과 데이터는 공동 데이터 저장소에 기억되며, 여기서 결과 데이터는 임의의 레벨에 임의의 대상물에 의해서 호출될 수 있고, 그것에 의해서 대상물 사이에 데이터 전달을 제공한다. 예로써, 보조부속품 대상물은 급수펌브내에 베어링을 나타내는 한편 부속품 대상물은 베어링을 포함하지 않고, 오직 수동전기 부속품을 포함하는 펌프를 나타낸다. 결과 데이터가 새로운 대상물의 공통데이터 저장소(68)에 기억되도록 모델링 시스템을 설계하므로써, 새로운 대상물 사이의 전달통로는 손쉽게 고안된다.
대상물 및 이것의 보조대상물의 초기의 설정을 제어하는 각각의 대상물(32, 34 또는 36)의 제어기 모듈(26)내에 루틴은 제3도에 예시됐다. 일단 대상물제어기(26)내에 초기치 설정 공정이 개시되면(80), 이것의 결과(82)는 모델모듈(30), 에러체크모듈(28) 및 대상물이 데이터에 의거하여 작동되는 보조대상물의 목록을 사용하는 보조 대상물 모듈을 작동시킨다. 예로써, 냉각재펌프대상물은 냉각재펌프 베어링 대상물, 전동기 권선 대상물 및 임펠러(impeller)대상물을 낳을 수 있다. 진행순서는 VMS 작동시스템으로 관례적인 진행이며, 단지 메시지는 지정순서가 개시되는 것을 요구하는 작동시스템에 대해여 전송되는 것을 요구한다. 진행될 공정의 명칭은 보조대상물의 목록으로부터 얻어진다.
시스템 내에 대상물에 보조대상물을 더하여, 보조대상물의 명칭이 오직 현대상물의 목록에 더해질 것을 요구한다. 각각의 공정의 명칭은 공정을 위해 데이터 기억면적을 확인하는 유일한 식별자이며, 여기서 데이터 기억 면적은 초기조건, 관리스케줄 및 기억결과 데이터를 포함한다. 일단 진행 순서가 모든 모듈에 대하여 개시되면, 제어기(26)내에 초기치 설정 루틴은 개시되는 공정으로부터 개입중단을 기다린다.개입중단이 일어날 때, 개입중단 메시지로 지정된 순서는 보조대상물 공정의 목록을 호출하도록 사용되며, 개입중단을 제공하는 공정은 이것이 완료되는 것을 나타내는 표시문자(86)이다. 초기치설정 루틴 결정(88)이나 모든 공정은, 만일 모든 보조대상물 초기치 설정 표시문자가 세트하거나. 만일 공정이 그 이상의 개입 중단대기(84)에 반송하지 않는 것을 볼 수 있도록 목록을 재검토하므로써 끝난다. 만약 공정이 모두 초기화 된다면, 루틴은, 관례적인 방식으로 작동시스템을 통하여 현 대상물에 대한 초기치설정을 끝낸 공정의 명칭을 포함하는 초기치설정완성 메시지를 송신하므로써 이것의 현대상물을 개입중단(90)한다. 이 개입중단메세지 전달은 시뮬레이션 사이클을 요구하는 개입중단을 기다리는 제어기(26)로 대기구역(92)안으로 기입항목에 의해서 계속된다. 독립공정과 같은 모든 공정을 초기화하고, 개입중단 가능한 대기 상태에 그것들을 배치하므로써, 시스템은 오직 필요로 될 때 공정을 실행할 것이기 때문에 모델링 시스템의 실행능률은 모든 공정이 동일한 시간에 작동하지 않으므로 향상된다.
시뮬레이션 공정에 다음단계는 발전소의 전형적인 수명이 40년인 것같이 사용자에 의해서 설계된 시간동안에 대한 예정된 작동조건 및 초기화 조건에 근거하여 모델링 시스템을 운전 가동하는 것이다. 운전가동시 다양한 출력은 다양한 부속품상에 실행되는 것같이 시뮬레이트 되는 어떤 관리 및 플랜트의 부속품의 상태를 지시하는 사용자에게 제공된다. 모델운전가동시, 사용자는 교체를 완료하는 것을 나타내는 것같이. 계획되지 않은 관리의 결과가 결정되도록 다양한 부속품의 상태를 변경하도록 개입중단 평가를 할 수 있다. 운전가동의 종료 때에, 사용자는 플랜트의 남은 수명 또는 부속품 또는 플랜트의 위험 또는 부속품 파손과 같이 다양한 부속품에 대하여 산출되는 다양한 그래프 및 통계를 재검토한다. 일단 이 재검토가 완료되면, 사용자는 새로운 초기화조건 또는 새로운 작동조건 또는 새로운 관리 스케줄 및 다른 시뮬레이션 실행을 입력할 수 있다. 이 방법에서 사용자는 플랜트의 수명을 향상시키는 것뿐만 아니라 관리스케줄을 최적화하도록 플랜트 조건을 변경하도록 다양한 관리 응답의 모형을 만들 수 있다. 사용자가 초기화 조건을 변경시키도록 허용하므로써, 시뮬레이션의 시간에 플랜트의 실제상태는 시뮬레이션의 시간에 가능한 한 정확하게 미래 프로젝션(projection)을 제작하는 모델로 통합될 수 있다. 매달 1회하는 주기적인 시뮬레이션은, 부속품의 초기조건이 매달 시뮬레이션 시에 실제 부속품상태를 반영할 것이므로, 사용자가 플랜트 시효대로 반복 관리 및 플랜트 수명 연장 통계를 잘하도록 한 것이다.
시뮬레이션이 개시(100)시, 슈퍼바이저모듈(14/50)은 제4도에 예시된 것같이, 사용자에 의해서 설계된 화일이거나 또는 사용자에 의해서 맞추어진 초기조건으로부터 초기조건데이터를 얻는다. 예로써, 오일펌프에 대한 초기조건 데이터(100, 23, 3, 정상, 고, 정상, a102, 0, 20000)로 할 수 있으며, 여기서 개별적으로, 100은 펌프에 의해서 산출되는 평방인치당 파운드에 압력이며, 23.3은 오일의 섭씨온도이며, 정상은 정상적인 범위에 오일 흐름을 표시하며, 고는 오일의 고부식 입자계수를 표시하며, 정상은 정상적인 펌프속도를 표시하며, a102는 펌프의 번호이며, 0은 펌프가 시뮬레이션을 처음에 운전 가동하는 현행시간을 표시하며, 20000은 펌프에 대한 간격유지이다. 물론, 첫번째로 제공되는 특정한 데이터 및 순서는 모델링되는 대상물에 좌우하여 변화할 것이다. 그러나, 현행시간 및 유지간격에 대한 변수는 데이터를 재기억하고, 데이터를 변경하게 허용한다. 수퍼바이저체크(106) 다음에, 공통데이터 면적에 표시기(표시문자)를 시험하므로 에러체크 모듈(22)은 문제가 생길 때 에러체크모듈(22)에 의해서 세트한다. 만일 이 표시문자가 정지평가의 슈퍼바이저 모듈을 세트하며, 그것에 의해서 사용자에게 에러체크 모듈(22)에 의해서 검출된 에러에 관하여 정보를 갖도록 제공된다. 슈퍼바이저 증대(108) 다음에, 시간은 예정된 총계에 의해서 변동 가능하다. 총계 또는 시간증대는 시뮬레이트 되는 대상물의 물리적인 특징 대상물의 유지기간 및 출력의 해답상에 좌우한다. 대상물의 물리적인 특징에 관하여, 이것은 시뮬레이트 되는 대상물의 물리적 현상의 가장 짧은 내구성보다 짧은 시간증대가 바람직하다. 이것은 또한 시간증대가 가볍게 될 수 있는 가장 짧은 관리 간격의 다른 방법으로 관리 활동보다 짧다. 이것은 또한 시간증대는 결과가 더욱 정확하도록 좋은 해답이 얻어지는 것같이 얻어지는 것이 바람직하다. 그러나, 시간증대의 최소화는 시뮬레이션을 위한 운전가동시간을 증대한다. 이후, 시뮬레이션은 오프라인을 운전할 수 있으며(즉, 실제시간이 아님), 회송을 일반적으로 프로그램을 않는다. 발전소를 위하여 24시간의 시간증대가 바람직하다. 이단계(108)에서, 총 경과된 시간은 또한 시뮬레이션을 위한 시간세트에 비교되며, 만약 경과된 시간이 세트시간보다 같거나 또는 크다면, 프로그램은 시뮬레이션을 정지한다. 관리모듈(20)은 모드를 초신 것으로 하는 실행(110)이며,다른 대상물의 상태변화는, 만약 시뮬레이션의 시간의 스케줄된 관리결과를 갖도록 부합한다면, 관리가 일어나는 것을 나타내도록 공통데이터 면적(68)에 모델된다. 예로써, 만약 교체형 관리가 관리스케줄로 나타난다면, 재배치되는 부속품의 남은 수명은 공통데이터 면적에 100%로 세트하지만, 만약 부속품의 재교체가 실행된다면, 남은 수명은 80%로 세트한다. 관리모듈(20)의 실행은 관리모듈을 작성하도록 전향되는 작동시스템에 대하여 충당하는 메시지를 관례적으로 제공하므로써 이루어진다. 관리모듈(20)로부터 개입중단을 위한 대기(112) 다음의 슈퍼바이저는 관리사이클이 완성되는 것을 나타낸다. 다음 슈퍼바이저루틴(14/15)의 운전가동 또는 모델 내에 최고 대상물의 개시는 여기에 관련된 예에서 플랜트 대상물이다. 이것은 운전 가동될 타스크를 상술하는 작동시스템에 대하여 관례적인 메시지를 제공, 이루어진다. 다시 한 번, 슈퍼바이저는 최고대상물이 이 시뮬레이션이 완성되는 개입중단을 거쳐 나타날 때까지 대기(116)한다. 결정에 대한 기록데이터표시문자의 체크(118) 다음의 공정이 표시문자를 세트하거나 하지 않는다면, 기록모듈(24)은 시뮬레이션사이클에 이 시간증가의 결과가 프로피 디스크와 같은 중단 매개물상에 기억되는 개입중단 표시를 위하여 대기(122)하므로써 연속되게 실행(120)된다. 다음 스크린 디스플레이모듈(18)은 실행(124)되고, 시뮬레이션의 현 상태상에 통계 및 그래프는 사용자에게 제공되며, 그후에 다른 대기상태(126)가 개시된다. 스크린 디스플레이모듈(18)의 운전 가동으로부터 대기상태(126)일때는 스크린 디스플레이 모듈(18)로부터 개입중단에 의해서 의미되는 것같이, 시뮬레이션의 다른 시간증가를 실행하도록 역으로 슈퍼바이저공정 사이클을 끝마친다.
각각의 대상물(32,34 또는 36)은 제5도에 예시된 것같이 제어기 모듈시뮬레이션 제어루틴을 포함한다. 각각의 제어기 모듈(26)은 작동 시스템에 대한 관례적인 개시메세지를 제공하는 모체공정에 의해서 개시(140)된다. 제어기 모듈에 의한 제1단계는, 대상물에 대한 에러체크모듈(28)이 시스템(VMS)에 의해서 연속적으로 새롭게 되고, 에러체크모듈(28)의 상태를 실험하므로써 실행하든지 어쩐지를 결정하는 체크(141)이다. 에러체크(141)에 다음 또는 앞에, 제어기는 이 대상물용 제어기모듈이 시뮬레이션 사이클을 개시하고, 나타내는 공통데이터베이스(68)내에 지시계를 세트하는 것이 바람직하다. 이것은 또한 사이클의 개시시간을 기억하도록 하는 것이 가능하다. 만약 제어기가 정확하게 실행한다면, 시뮬레이션 사이클의 시작 및 실제시작시간을 표시하는 지시계를 기억하므로써, 대상물에 대한 에러체크모듈(28)은 결정할 수 있다. 제어기(26)는 보조대상물이 결정된 다음에, 요구되는 데이터로부터 보조대상물의 목록을 실험(142)하므로써 운전 가동할 것이다. 이 목록은, 제1보조대상물이 제2보조대상물에 의해서 사용되는 데이터를 산출하므로, 정돈된 목록이다. 이 목록은 보조대상물이 매시간 증가, 매 다른 시간 증가 또는 시간의 예정된 총계가 보조대상물의 최종 실행 이후에 통과될 때를 위하여 운전 가동하는 것을 표시(143 및 144) 할 수 있다. 이것은 보조대상물용 재처리에 대하여 맞추어질 보조대상물의 실행을 허용한다. 예로써, 만약 시뮬레이션 시간증대가 터빈날개깃을 시뮬레이팅하기 위하여 하주인 동시에 터빈회전자 날개깃과 같은 대상물이 수명예기결정계산을 요구하도록 1년에 함축적으로 충분하게 떨어진다면, 오직 매 365시간증가를 실행되는 것이 필요하다. 하기에 논의되는 것과 같이, 사용자는 또한 실행되지 못하는 것과 같은 대상물을 표시문자에 의해서 요구된 서브세트에 대하여 시뮬레이트 되는 시스템으로 대상물을 한정할 수 있다. 예로써, 만약 시스템이 전체의 원자력 발전소 및 오직 원자로 감쇠 시스템을 시뮬레이트하도록 원하는 사용자를 포함한다면, 오직 원자로 감쇠시스템에 관계되는 대상물 및 모체대상물은 실행된다. 일단 운전 가동하는 보조대상물의 목록이 실험되고, 보조대상물이 실제된다면, 작동시스템에 대하여 실행 명령메세지를 관례적으로 제공하므로써 한꺼번에 보조대상물을 처리하는 운전가동(145)은 운전 가동되도록 다른 공정으로부터 데이터를 필요로 하는 처리를 허용하고, 필요로 하는 공정히 개시되기 이전에 끝난다. 보조대상물로부터 개입중단을 위한 대기(146) 다음에 제어기 모듈(26)은 그것들이 완성되는 것을 표시한다. 공정표시문자(147)를 생기게 하는 개입중단시, 보조대상물을 표시하도록 보조대상물 목록에 대상물기입은 실행을 완성한다. 이것은 만일 에러체크 모듈(28)이 개입중단을 제공하는 모듈이라면,생겨난 단계(147)에 이루어지는 대로 표시문자를 기입한다. 제8도에 관하여 더욱 상세하게 하기에 논의된 것같이, 에러체크모듈(28)은 에러가 보조대상물에까지 일어나고, 이 제어기 모듈(단계(149 및 150))에 의해서 작용되는 표시문자를 세트하는 이것을 검색할 때는 언제든지 개입중단을 제공할 수 있다. 물론 이것은 만일 에러가 검색된다면 대기 및 정지로부터 이런 이후에 곧 에러표시문자의 체크를 제공하는 것을 가능하게 한다. 보다 큰 보조대상물이 운전 가동되는 것이 필요한지 어떤지를 결정하는 체크(148) 다음의 시스템은 재목록을 실험하도록 리턴된다. 일단 모든 보조대상물공정이 완성된다면, 대상물 모델을 위하여 필요한 데이터는 공통 데이터베이스(68)에 이용할 수 있다. 보조대상물 공정이 완성될 때, 보조공정에 대항 에러표시문자는 만약 에러가 공정정지(152)를 나타낸다면, 체크(149)된다. 이 단계는 에러체크모듈(28)이 성공적으로 리턴하는 모든 대상물까지 에러표시문자를 세트할 때 일어날 것이다. 만일 에러가 검색되지 않는다면, 대상물에 대한 모델모듈(30)은 실행될 모델모듈을 설계하는 작동시스템에 대하여 실행명령을 다시 제공하므로써 실행(153)된다. 대기(154) 다음의 시스템은 모델모듈(30)까지 실행된다. 대상물 모델공정이 완성될 때, 공정에 대한 에러표시문자는 체크(156)되고, 만일 에러가 표시(157)되면, 공정정지(152)이다. 개입중단은 대상물이 실행을 완성하는 것을 표시하는 모체 대상물에 대하여 제공된다(158). 이 단계는 또한 에러 체크 지시계를 세팅하는 단계, 제어기(26)가 시뮬레이션 사이클을 성공적으로 완성하는 것을 표시하는 단계, 에러체크모듈(28)에 의해서 재검토를 위한 공통 데이터베이스(68)에 사이클 완성시간을 기억하는 단계를 포함할 수 있다. 양쪽의 개입중단은 시뮬레이션에 다른 실행 사이클을 위하여 대기(160)에 의해서 계속된다. 만약 에러체크모듈이 공통 저장소(68)에 대하여 에러 열거데이터를 대기(161)하는 제어기를 실행하지 않는다면, 모듈(20 및 30)에 대하여 실행정지명령을 전송하므로써 모델모듈(30) 및 에러체크 모듈(28)을 끝내고(162), 동일한 방법으로 보조대상물 모듈을 끝낸다. 디스플레이 스크린모듈은 에러를 보상할 것이고, 적당한 메시지를 산출한다.
제6도는 각각의 대상물 내에 포함되는 모델 모듈(30)의 구조 및 실행을 예시한다. 이 모델링 모듈(30)은 동일 실행을 실행하기 위하여 포오트란루틴에 대하여 호출을 갖는 OPS5와 같이 전문가 시스템 언어로 기록되는 것이 바람직하다. 부속물(A-D)은 펌프모델모듈(부속물A)용 OPS5 모듈의 예 및 펌프안전모델모듈(부속물B) 및 부속품등식(부속물C)을 사용하는 보조부속품 및 모듈에 의해서 호출될 때 보조부속품등식(부속물D)을 사용하는 보조부속품을 제공하는 이것들과 함께 제공된다. 이 루틴이 바람직하게 기록되기 시작하는 제어기루틴(26)에 의해서, 이 루틴의 개시는 실행될 공정을 설계하는 작동 시스템에 대하여 메시지를 기록하므로써 동일방식으로 취급된다. OPS5언어는 규칙이 레벨에 분류되지 않으면 정돈되어 어떤 구별 없이 동일시간에 모듈에 모든 규칙을 실행할 것이며, 레벨실행 순서는 저장된다. 그 후, 본 발명은 양호한 실행명령을 만드는 실행년속(레벨)문을 포함하는 OPS5 모듈의 제1단면을 호출하는 것이 양호하다. 이 명령은 제6도의 순서도에 고유하게 외부로 세트한다. 제5도의 제어기모듈(26)이 제6도의 모델모듈(30)을 개시(170)할 때, 모듈에 의해서 제1단계는 모듈(30)을 위한 공통 데이터 및 필요로 된 입력데이터를 획득(172)한다. 에러검출 목적을 위하여, 이 점에서 모델모듈(30)은 제어기 모듈(26)에 관하여 기술되는 것과 같이 개시 시간을 기억하는 것과 함께 지시계를 공정 개시된 지시계를 세트할 수 있다.
일단 감독레벨규칙이 점호를 완성한다면, 시스템점호관리규칙은 관리스케줄에 의해서 지정되는 대상물에 어떤 관리를 실행할 것이다. 예로써, 관리규칙은 공통 데이터 베이스 내에 관리 스케줄을 재검토하고, 검사가 터빈을 윤활하는 오일(oil)의 너무 이른 감쇠를 발견하는 것을 결정하기 때문에, 20%에 대한 유효수명감소 및 오일의 고속감쇠를 시뮬레이트하도록 감쇠등식에 감쇠상수를 변경할 수 있다. 부속물(A 및 B)은 펌프 및 펌프샤프트용 관리규칙의 예를 포함한다. 예로써, 샤프트를 위한 베어링 및 펌프샤프트를 고찰한다. 시뮬레이션 시점에서, 베어링 및 샤프트의 상태는 결정된다. 상태는 더욱 상세하게 하기에 기술될 베어링 및 샤프트 수명등식을 사용하여 외삽된다. 가정은, 베어링은 나쁜 것을 표시하는 상태 결정 다음에, 관리가 약간의 시간 이후까지 스케줄 되지 않는 것을 나타낸다. 결과와 같이, 베어링은 이것이 재배치까지 여전히 불량할 것이다. 샤프트 규칙은 현재 나쁜 베어링 품질을 고찰하는 입력을 갖고, 샤프트에 대한 내구틀이 지금 어떤지를 결정할 것이다. 만약 베어링이 재배치 된다면, 베어링의 연령은 0으로 지정되고, 조건은 좋게 지정되며, 규칙은 베어링의 상태가 좋은 것으로 결정한다. 나빠진 베어링 사이의 간격을 재배치하는 동안,샤프트는 가속된 올로 낡아지게 한다. 베어링이 재배치될 때, 샤프트규칙은 사프트내구율이 정상이고, 많은 시간이 지나지 않으면, 샤프트가 불량 또는 정상적인 샤프트 조건이 다른 부속품에 의해서 창출되는 것을 방해하는 다른 효과를 표시하는 것을 결정할 것이다. 이것은 샤프트의 가속된 에이징이 샤프트의 스케줄된 관리 이전에 샤프트를 나빠지게 하는 것을 가능하게하며, 만약 이것이 일어난다면, 나쁜 샤프트는 다른 부속품 또는 전체의 펌프영향을 미칠 것이다.
스케줄된 관리 이전에 베어링의 파손은 베어링이 스케줄된 관리 정지이전에 즉시 재배치될 것을 권고한다. 시뮬레이션에 있어서, 그것은 예보의 정확성에 대하여 항상 관계하고, 고유의 권고는 파손의 예보에 의해서 제작된다. 원자력 발전소에 요구되는 정확성의 수준은 재장전 운전정지에 의해서 한정되는 타임윈도우(time window)에 의해서 제한된다. 이것은 대략1-1.5년이다. 이러한 플랜트에서 모든 관리는 스케줄된 운전정지시에 실행되는 것이 바람직하며, 아니면 시스템 또는 부속품의 이외의 파손에 대비한 또는 예방 또는 보정관리를 실행하는 필요에 대비한 비계획된 또는 강제적이 운전정지를 위하여 플랜트 가동중지시에 실행된다. 이러한 시뮬레이션에서 본 발명은 대상물의 운전정지가 확실하게 실패 또는 파손의 정확한 데이터를 결정하는 것보다 오히려 관리를 요구하는 것 사이를 예보하도록 요구된다. 시스템은 파손의 실제적인 데이터를 정확하게 예보하도록 시도하나, 정확성은 대상물 모델의 정확성 및 초기조건에 관한 데이터의 정확성에 좌우된다. 작용이 취해질 때의 결정은 해결하는 사용자를 위한 상태로 되게 한다. 본 발명은 파손을 피하도록 관리의 실행상에 최종 가능한 데이터를 사용자에게 말할 것이다. 이 데이터는 파손이 일어나기 이전에 실제적으로 예기될 것이다. 사용자는 정상적으로 예보된 파손에 대하여 종전의 운전정지로 재 명령된 관리 작용을 실행하도록 예기된다.
관리규칙의 점호는 모든 것이, 상대결정규칙(178)이 화일되는 후자를 만족시킬 때(176)까지 연속적으로 실행된다. 몇가지의 상태결정 규칙의 예는 오직 직접적으로 입력데이터를 요구하지 않지만, 데이터는 부속물(A 및 B)에 예시된 것과 같이 보조대상물에 의해서 본래는 산출된다. 일단 모든 상태결정 규칙이 모델모듈개시를 만족하고(180) 또는 결정론적 이거나 또는 통계론적으로 기초된 것 및 어느 한쪽을 실행하는 포트란 등식 루틴을 호출(182)하면, 현재시간에 대하여 요구되는 대상물의 상태에 변화를 시뮬레이트하도록 확률적인 계산을 한다. 포오트란 루틴의 호출은 변화(V1-V3)를 필요로 수명루틴을 호출하는 콜 어겔아우틴(CALL AGEROUTINE [V17] [V27] [V37]과 같은 OPS5에 표준호출문에 의해서 실행된다. 물론, 루틴은 변화를 사용하여 이루어진다. 그러나, 변화는 호출루틴내에 작동기억 기소 또는 변화를 사용하여, 창출하는 포오트란 루틴요구에 의해서 OPS5에 이르기 까지 통과한다. 이것의 예는 부속물에 도시된다. 등식의 예는 오직 대상물에 대하여 직접적으로 제공되는 입력데이터를 사용하지 않지만, 대상물의 수명을 결정하도록 보조대상물에 의해서 제공되는 입력데이터를 사용하고, 대상물의 파손의 위험은 부속물(C 및 D)에 예시됐다. 이전에 현재시간에 대한 부속품의 상태에 변화의 시뮬레이션은 사용자에게 관리권고를 제공하는 권고규칙의 모듈화일을 일어나게 한다. 결과적으로, 모델모듈은 어떤 권고의 목록이 발생되는 것을 결정하도록 진단을 실행한다. 관리모듈은 관리작용의 완성을 확인한다. 양쪽의 상태에서, 본문은 공통 기억장소(68)에 기억되고, 디스플레이 모듈은 본문을 보조결과로 접근하고, 표시한다. 펌프 및 샤프트를 위한 권고규칙의 예를 부속물에 예시된다.
일단 권고규칙이 만족된다면(186), 결과는 대상물용 제어기에 대하여 전송되는(190) 개입중단에 의해서 계속하여 공통기억소(190)에 입력된다(188). 시뮬레이션의 단일 사이클의 결과는 다음 사이클의 초기조건대로 사용된다. 이것은 특히 데이터에 관련된 시간에 대하여 적용할 수 있다. 그러나, 시뮬레이션 진행과 같이, 그것들의 변화는 사용자 또는 다른 외부 데이터에 의해서 변경될 수 있다. 예로써, 시간증가는 흥미를 잃은 사건을 뛰어넘도록 시뮬레이션을 허용하고, 더욱 상세하게 흥미 있는 사건을 시뮬레이트하는 고 또는 저 해답의 기간을 제공하도록 시뮬레이션 시에 변경할 수 있다. 사이클에서 사이클까지 전송되지 않는 외부소스(source)에 대한 다른 데이터의 예는 관리 스케줄이다.
루틴은 다음에 값을 초기화 하도록 변화를 세팅하는 것같이, 듀티(duties 192)를 해결하고 감독을 충당하게 실행하고, 그 다음에 연합된 제어기로부터 개입중단을 위하여 대기한다(194). 이 감독은 또한 지시계를 끝마친 공정의 세팅 및 에러 체크모듈에 의해서 분석하기 위한 완성시간을 포함한다. 개입중단이 일어날 때, 실행상 사이클은 재개시한다.
모델링 시스템의 모듈을 향상하도록, 모델모듈(30)은 시스템에 가산되는 것을 필요로 하는 어떤 새로운 대상물을 위하여 용이하게 최신 것으로 될 표준모델 모듈형판을 허용하는 별개의 분리된 단면적으로 편성되는 것이 바람직하다. 표준모텔 모듈을 위한 양호한 배치는 제7도에 예시됐다. 양호한 배치는 입력루틴 규칙(214)을 갖는 내부 데이터 기억면적(212)에 의해서 계속되는 발단에서 실행 연속 규칙 및 감독 및 초기화를 포함한다. 다음에, 관리(216) 및 상태결정(218)규칙은 계속하는 동시에, 등식루틴호출(220)은 상태결정 규칙을 계속한다. 다음에 권고규칙(222) 출력루틴(224)에 의해서 계속한다. 모든 개입중단 취급 및 초기화 규칙은 클린엎(cleanup)형 감독(228)에 의해서 계속되고, 함께 그룹된다. 등식보조루틴(230)에 본 다음에 호출 (220)에 의해서 호출된다.
펌프 및 샤프트보다 다른 대상물을 위하여 상기 기술된 것과 같은 규칙 및 등식은 모델되는 대상물과 친숙한 통상의 숙련의 부속 엔지니어에 의해서 발전될 수 있다.
대안으로 현재 숙련된 알려진 엔지니어는 부속 엔지니어에게 질문할 수 있고 규칙 및 등식을 발전시킬수 있다. 제7도에 예시된 것과 같이 표준배치는 모델되는 시스템 내에 대상물의 어떤 요구된 번호를 취급하고, 전개하도록 본 발명의 능력을 향상할 것이다.
더욱이 모듈을 향상하도록 공통 데이터면적(68)은 또한 모듈방식으로 편성된다. 각각의 대상물은 공통데이타 기억소(68)내에 작동 매개변수데이터 기억소면적 및 고정된 크기의 초기조건을 제공하는 것이 바람직하다. 예정된 기억소면적내에, 기억소 면적은 연합된 변경 가능한 명칭을 갖는다. 예로써 샤프트에 대하여 남은 유효서비스용 기억소 면적은 예비 보류되고, 샤프트 유효서비스와 같이 명칭을 지정한다. 주사에 의해서, 대상물에 대하여 요구된 데이터 기억소면적의 변경 가능한 명칭은 만들어진다. 고정된 크기의 대상물 기억소면적을 갖는 공통데이터 기억소면적을 제공하므로써, 작동속도의 증가가 손쉽게 된 배열 안으로 데이터를 적재한다.
각각의 대상물에 에러체크 모듈(28)은 제8도에 예시된다.
에러체킹 루틴의 골(goal)은 대상물 종속이 적당하게 실행하는 동시에, 대상물에 의하여 상호작용하는 다양한 모듈을 결정한다.
에러체크루틴의 초기화 사이클시, 즉, 후자실행은 제3도의 루틴에 의해서 개시되며(240), 시간이 지정된 에러체크모듈(28)의 스케줄(240)은 구체화된 실제시간에서 개입중단을 위하여 개입중단을 실행한다. 예로서, 개입중단은 시초마다 실행한다. 대기상태(242)에 들어간 다음의 공정은 그것들의 개입중단을 위하여 대기한다.
일단 개입중단은, 제어기의 공정체크(244)를 일으킨다. 이 체크는 대상물 제어기를 위한 지시계 공정의 개시 및 종료와 개시된 제어기공정을 위한 경과된 시간을 결정하는 것을 체크하므로써 실행된다. 만약 제어기모듈을 위한 실행시간이 예정된 총계를 지난다면 모듈이 루우프에 고정되는 또는 제어기가 고정된 상에 대기하는 대상물 공정을 표시한다. 이것은 에러이다. 에러의 다른 유형은 조건이며, 여기서 제어기모듈은 시뮬레이션의 개시로부터 예정된 시간내에 실행되지 않는다. 만약 에러가 일어나면(245), 모듈(28)은 공통기억소(68)안으로 충당하는 에러조건 사항 데이터를 대기시킨다. 디스플레이 모듈(18)은 디스플레이 스크린상에 에러를 기술하는 메세지를 산출하고, 이 정보를 이후에 보상할 것이다. 다음에, 에러체크기(28)는 에러표시문자를 세트(248)하고, 그 다음, 개입 중단될 때, 대상물 제어모듈(26)을 개입중단(249)하고, 제5도에 예시된 것과 같이, 모듈(26)은 에러표시문자 및 그 자신 종결시키는 것을 체크할 것이다. 모듈(26)을 개입 중단한 뒤에, 에러 체크모듈(28)은 모델 및 보조대상물 제어기 및 그 자신(253)을 종결시킨다. 다음에, 루틴은 만약 그것이 사전에 논의된 방식으로 제어기에 통지하는 에러라면, 모델모듈(30)상에 체크의 동일한 짧음을 실행한다.
다음에, 루틴은 대상물 제어기에 의해서 기술되는 실행공정의 목록을 호출하므로써 대상물 제어기에 의해서 제어되는 보조대상물의 제어기를 체크한다.(257). 일단 다시하면, 만약 에러가 검출(258)되면, 제어기(26)는 통지한다.
사용자 제어루틴(16)으로 사용자가 초기조건을 세트하고 유지보수 스케줄을 변경하고 시뮬레이션을 인터럽트하고 비정규보수를 수행하며 수행시에 시뮬레이트될 대상을 선택할 수 있으며, 이 루틴 동작은 제9도에 나타나 있다. 일단 이 루틴이 사용자에 의해 시작되면, 사용자는 루틴 엔트리가 이 뒤에 실행되는 이용할 수 있는 옵션(options)중 디스플레이(272)를 공정이 옵션 선택을 대기하는 대기상태(272)로 제공한다.
인터럽트가 출두될 때 옵션결정(276)이 수행된 후에 옵션처리가 실행된다. 예를 들면, 사용자에 의해 선택된 옵션이 유지보수데이터를 갱신된다면, 옵션처리는 유지보수 파일을 검색하여 유지보수 파일의 내용을 사용자가 변경할 수 있게 된다. 사용자가 시뮬레이트될 시스템의 대상물의 부분집합을 지정하기 위한 옵션을 선택한다면, 공통데이터베이스(68)는 데이터 베이스의 태그에서 이용 가능한 대상물의 이름을 결정하도록 스캔(scan)된다. 대상물의 리스트는 사용자에게 제공되며 사용자는 시뮬레이션이 요구되는 대상물을 표시한다. 리스트는 슈퍼바이저모듈(14)을 포함하고 이것과 관련된 모든 페런트(parent) 및 목표대상물을 포함해야 한다. 예를들면, 터빈펌프 대상물이 시뮬레이션 관심대상물이라면, 이것은 대상물의 하나로서 표시된다. 수행된 대상물 리스트는 또한 부대상물이 펌프인 터빈대상물, 부대상물이 터빈인 발전소 대상물인 슈퍼바이저를 포함해야 한다.발전소 대상물이 또한 부대상물로서 발전기, 보일러 및 배전시스템의 구비한다면, 이들 시스템은 실행을 위해 표시되지 않을 것이다. 각각의 대상물 조사는 제5도에 관하여 상술한 바와 같이 이 리스트를 사용한다. 그 다음에, 대상물은 이들을 상술한 바와 같이 실행할 것인가에 대한 여부를 결정하기 위해 이 플래그 리스트를 사용한다. 사용자는 예를들어, 원자력 발전소의 부품들을 시뮬레이트할 경우에 수명프로우필(profile) 안전여유, 트립여유, 기대수명, 마모를 유지보수 및 경과된 시뮬레이션 시간을 도시하는 산출 표시와 같은 결과를 출력하는 각종 모드를 선택하도록 옵션을 제공받을 수 있다. 일단이 옵션이 처리되면 사용자는 신규디스플레이(280)를 선택하도록 옵션을 부여받으면, 신규디스플레이가 선택되지 않는다면, 사용자에 의해 선택된 모든 기능이 수행된다. 예를들면, 사용자가 최초의 초기조건으로부터 실행을 중단하고, 유지보수 데이터를 변경하고 시뮬레이션을 요구할 것이다. 그 다음에 수행된 기능은 유지보수 데이터의 갱신 및 시뮬레이션의 개시일 것이다. 제10도에 예시된 스크린 디스플레이루틴(18)은 관례적인 가상의 디스플레이기법을 이용하여 관례적인 디스플레이 기능를 수행한다. 스크린 디스플레이 모듈의 제1사이클 시에, 전체 시스템용 총칭적인 디스플레이는 가상 대상물 디스플레이(294)와 함께 산출된다(292). 시스템은 또한 결과를 플롯하기 위하여 그래픽셸을 산출시킨 다음에, 사용자 입력을 기초로하여 초기대상물이 표시되는 것을 결정한다. 에를들면, 사용자는 사용자 제어모듈(16) 실행시에, 오직 워터 케미컬 메이컵 시스템이 시뮬레이트되고 다만 붕소 농도 분석기의 수명프로우필이 표시되는 것을 구체적으로 기술할 수 있다. 위와 같은 결정으로부터 가상 디스플레이에 적절한 윈도우가 지정되며(300) 사용자에게 적절한 디스플레이가 제공된다.
그 다음에 시스템은 시뮬레이션 시간중분이 완료되었다는 것을 나타내도록 슈퍼바이저를 기다리는 대기상태(302)에 들어간다.인터럽트가 발생된 경우에, 시스템은 시스템이 정지된다면(306), 시뮬레이션이 종료되었는가의 여부를 결정한다(304).사용자가 신규대상물을 표시하는 것을 바란다면, 구 윈도우는 소거되고(310) 신규 윈도우가 산출되며(312), 대상물 윈도우에 대한 출력 결과 데이터를 플롯된다(314). 신규 대상물이 요망되지 않는다면, 결정은 대상물의 신규프로우필의 요망여부에 관하여 이루어지며, 그렇다면, 윈도우는 다시 소거되어 신규 윈도우가 산출된다.
제11도에 예시된 유지보수 모듈(20)은 공통 데이터 베이스(68)로부터 유지보수 스케줄을 취득함으로써(322) 개시된다. 바람직하게는, 각각의 대상물에 대한 유지보수 스케줄을 상술한 대상물에 대한 입력데이터 및 출력결과에 관하여 제공된 기억장소에 기억된다. 스케줄은 리스트상의 각각의 대상물에 대한 현 시뮬레이트 시간을 비교하고 있다.특정 대상물에 대한 매치(326)가 이루어진다면, 그 대상물에 관한 유지보수 인디케이터는 대상물의 유지보수 루울이 적절한 유지보수를 수행할 수 있도록 세트된다. 예를들면, 유지보수 인디케이터는 대상물의 완전교체, 대상물의 재조립 또는 수리 또는 재개조를 나타낼 수 있으며, 유지보수에 대한 이와 같은 다른 형태의 각각에 관하여 부품 평균 수명, 신뢰도 등에 있어서 다른 개선책이 야기된다. 유지보수 스케줄의 모든 대상물이 현재시간에 이르기까지 비교되지 않았다면, 루틴은 더 많이 비교하기 위해 복귀된다. 모든 비교가 완결 되었을 때에, 슈퍼바이저가 새로운 시뮬레이션 동작을 개시하도록 슈퍼바이저(14/50)는 인터럽트 된다. 일단 슈퍼바이저가 인터럽트되면, 공정은 다른 유지보수 사이클이 필요하다는 것을 나타내는 슈퍼바이저로부터 인터럽트를 대기한다(334).
시스템은 제12 및 제13도에 예시된 바와 같이 각종 형태의 디스플레이를 제공할 수 있다. 제12도의 디스플레이는 유지보수가 수행되지 않는 위치 및 발전소 부품에 대해 유지보수가 세 번 수행된 위치로부터 위험레벨에 관한 프로우필을 도시한다. 이러한 형태의 디스플레이는 사용자가 각종 유지보수 계획과 관련된 비용위험율을 매우 효과적으로 결정할 수 있게 한다. 제13도는 수명프로우필, 마모율, 기대수명 및 펌프를 구성하고 있느 부품의 잔여수명 및 마모율과 함께 펌프에 대한 안전여유를 도시한다.
본 발명은 발전소 작동, 안전 및 성능을 최적화하도록 가능성을 제공한다. 동작모드 및 조건, 안전 및 트립목적, 유지보수 및 부품 품질 및 정규유지보수, 교체, 테스트, 검사시간을 변경시키므로써 다른 시스템 및 부품을 분석하도록 가능성을 제공한다. 분석에 의해서, 안전, 성능 및 수명연장의 효과에 대해 예측할 수 있다. 모델링 시스템으로 발전소내의 각종 시스템에 관한 최적유지보수, 교체, 테스트 및 검사시간이 결정되고 이행된다.
발전소 시스템에 적용될 때, 본 발명의 전반적인 이점으로는 강제적인 운전중지를 줄일 수 있고, 안정이 향상되고, 운전중지의 지속시간이 감소된다는 것이다.
현재 시뮬레이션중에 작동조건을 변경하기 위해 다음과 같은 조치들이 취해진다. 먼저 시스템이 시뮬레이션중에 액서스하게될 한 세트의 작동조건이 만들어진다. 시뮬레이션은 시작되고 작동조건에 변경이 필요한 때의 시뮬레이션 포인트에서 정지한다. 그런 다음 작동조건 데이터는 교체 또는 갱신되고 시뮬레이션은 계속된다. 자동절환을 위해 시뮬레이션 중에 데이터 베이스를 사용하는 것도 가능하다.
이는 유지 스케줄이 체크됨과 동시에 작동조건 스케줄은 체크함에 의해 수행될 수 있다. 이 스케줄은 지정된 새로운 작동조건 데이터베이스에 적재하는데 사용한다.
상술한 바와 같이 블랭크 스텁은 모델링 시스템 내에 추가 모듈용 공간을 확보하기 위해 모델링 시스템 내에 제공된다. 하나의 블랭크 스텁은 최소 프로세싱을 제공하는데 필요한 모든 베이직 입출력변수와 디클터레이션 또는 어떤 처리된 데이터를 스텁이 삽입되는 호출 프로그램으로 복귀시키는데 계산치를 가지고 있다.
예를들면 시스템 레벨모듈은 펌프, 파이프, 그리고 밸브의 모델을 갖도록 만들 수 있다. 시스템 레벨 모델에 블랭크 스텁은 제공함에 의해 시스템은 연습 및 시험은 행할 수 있는데 이는 블랭크 스텁이 펌프, 파이프 및 밸브모듈이 위치할 곳에 복귀밸브를 구비하고 있기 때문이다.
스텁은 단순히 고정데이타를 수용하고 복귀시키기 때문에 스텁에 의한 모든 프로세싱과 스텁내외로의 모든 통신을 에믈레이트하게 된다. 예를들어 의사코드에 나타난 바와 같이 서브프로세스 스텁은 하기와 같이 된다:
서브프로세스밸브
호출프로세스로부터의 모든 데이터를 얻음
모든 데어터에 1을 더함
데이터를 복귀시킴
서브프로세스 밸브종료
의사코드에 나타난 바와 같이 모델 스텁은 하기와 같이 된다:
서브프로세스 밸브
호출프로세스로부터의 모든 데이터를 얻음
압력 = log (T + P) / g
호출 (서브루틴 A, B, C)
모든 온도데이타에 5를 더함
플로우 = 플로우 + % 오픈
데이터 복귀시킴
서브프로세스 밸브종료
이 스텁은 밸브내의 압력을 결정하는 변수들로부터 압력을 계산하고, 통상적으로 밸브의 수명을 계산하는 서브루틴을 호출하며, 밸브에 대한 온도데이타에 5°를 더하여, 밸브가 오픈되는 퍼센트에 의해 플로우를 증가시키게 된다.
따라서 스텁은 밸브의 모든 변수에 대한 데이터를 변화시킬 수 있게 한다.

Claims (10)

  1. 소정 데이터가 플랜트 작동 시스템에 입력되는 복수의 보조 시스템 및 성분들과, 상기 플랜트 작동 시스템은: 시스템의 감독기능을 수행하는 슈퍼바이저(14,50)와; 상기 슈퍼바이저에 의해 개시된 시뮬레이션 사이클에 응답하여 시스템 내에서 대상물을 모델링하기 위한 대상물 모델들(32,34,36,54,56,58,60,62)에 의해 특징지워지는 모델링 시스템을 포함하는 소정 작동 요소들을 가지며, 여기서, 각 대상물 모델을 대상물을 결정적으로, 확률적으로 그리고 경험적으로 모델링하고 시뮬레이트된 기간 경과에 대한 대상물의 예상되는 수명 상태 정보를 생성하기 위한 모델 모듈(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 모든 대상물 모델이 호출되는 공통 데이터베이스(68)에 의해 추가로 특징지워지는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 모델링 시스템은 관리입력에 응답하여 대상물의 상태를 변경하기 위한 전문가 관리결정 서브루틴(216)과; 대상물의 현 상태를 결정하기 위한 전문가 상태 결정 서브루틴(218)과; 현상태로부터 대상물의 상태 변경을 결정하기 위한 상태변환 서브루틴(220)과; 상태 변경으로부터의 권고를 제공하기 위한 전문가권고 서브루틴(222)에 의해 추가로 특징지워지는 것을 특징으로하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 대상물 모델은 상부레벨이 실행이 완료하기 이전에 계층의 하부레벨의 실행완성을 요구하는 계층으로 배열되는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상부레벨 대상물 모델은 하부레벨 대상물 모듈 실행 결과를 제어하는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 대상물에 대하여 실행제어기능을 수행하기 위한 제어모듈 (26); 및 대상물 모듈이 올바르게 기능하는 가를 결정하기 위한 에러결정 모듈(28)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 슈퍼바이저(14,50), 상기 제어 모듈(26), 상기 에러 결정 모듈(28) 및 상기 모델 모듈(30)이 독립적으로 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제어 모듈(26)은 하부레벨 대상물 모델들의 실행 결과 명령 목록을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 사용자는 상기 계층의 서브세트를 지정하고 상기 모듈(26)은 서브세트에 응답하여 실행을 제어하는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
  10. 소정 데이터가 플랜트 작동 시스템에 입력되는 복수의 보조시스템 및 성분들과, 상기 플랜트 작동 시스템은 시스템 감독을 수행하기 위한 종합 슈퍼바이저(14,50)와; 상기 종합슈퍼바이저에 의해 호출가능한 공통 데이터베이스(68)와; 하단부터 상단까지 실행하는 대상물 모델(32,34,36,53-66)을 가진 계층 대상물 모델 트리에 의해 특징지워지는 모델링 시스템을 포함하는 소정 작동 요소들을 가지며, 상기 대상물 모델은 각각은 상응하는 대상물을 모델링하고 관리 스케줄에 응하여 상응하는 대상물의 상태를 변경시키기 위한 전문관리서브루틴과 상응하는 대상물의 현 상태를 결정하기 위한 전문상태결정서브루틴과 현 상태로부터 대상물의 미래 상태를 결정하기 위한 상태변경서브루틴을 포함하는 모델 모듈(30)과; 상기 모델 모듈의 실행을 착수하기 전에 계층에 있어 저부대상의 지시된 실행을 착수하기 위한 제어모듈(26)과; 상기 모델 모듈(30)과 상기 제어 모듈(26)이 실행하고 있는지를 결정하는 에러결정모듈(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트의 작동을 제어 및 관리하기 위한 시스템.
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