KR100898077B1 - 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시방법 및 그 장치 - Google Patents

산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서, 상기 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 측정 운전값 수집수단, 상기 측정 운전값 수집수단으로부터 상기 측정 운전값을 전송받아 정지 여유도를 계산하는 정지 여유도 계산수단, 상기 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상이 복수의 그룹인 경우에 각 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최소값을 가지는 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 정지 설정값이 있는 플랜트 내 설비의 정지 여유도를 감시함에 있어서 정지 발생 가능성이 가장 높은 정지관련 신호의 정보 및 전체 정지관련 신호들의 움직임을 관련인들이 보다 쉽게 감시 가능하도록 화면에 그룹핑하여 표시함으로써 관련 설비의 이상 유무를 용이하게 감시 가능하게 하고, 설비 문제 발생을 조기에 감지하게 함으로써 정지 발생을 줄여 플랜트의 가동률을 높이는 효과가 있다.
산업플랜트, 트립, 감시

Description

산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시방법 및 그 장치{Method and Apparatus for Supervising Integrated Trip Margin of Facilities in Industrial Plant}
본 발명은 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시방법 및 그 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 정지 설정값이 있는 플랜트 설비의 감시방법을 개선하여 정지관련 모든 신호들의 정지여유도를 계산하고, 그 중 가장 정지 발생 가능성이 높은 신호 및 전체 신호의 움직임을 관련인들에 집약하여 제공하는 종합 정지여유도 감시방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 산업플랜트에는 많은 설비들이 존재하며 이들의 작동이 제대로 되고 있는지 여부를 감시하여 심각한 문제가 발생하기 전에 조치를 취할 수 있도록 하고 있다.
일반적으로 산업플랜트 내의 감시 기능을 하는 계측장비는 무수히 많으며 이러한 개별 계측장비가 설비의 작동상황을 계측한 것을 감시자들이 일일이 눈으로 확인하면서 감시하게 된다. 이와 같이 사람의 눈으로 수많은 개별 계측 장비를 일일이 확인하는 일은 많은 집중력을 요하게 된다.
따라서 많은 장비를 지속적으로 감시함에 따라 피로가 누적되고 이에 따른 스트레스로 계측장비 감시자의 집중력이 떨어짐으로 인해 감시자가 계측장비 상의 데이터를 제대로 인지하지 못하는 실수가 수반될 가능성이 높아진다.
이처럼 감시자들이 지속적으로 많은 계측장비를 모니터링하면서 설비의 이상 유무를 감시하기란 실질적으로 어려움이 많다. 실제로 설비에 이상이 발생하거나 혹은 이상이 발생하기 직전에 계측장비를 모니터링함으로써 설비의 이상여부를 확인하기 보다는 알람이 울린 후에야 해당 설비의 이상 상황을 인지하게 되어 이때에야 비로소 작업자가 설비의 이상에 대처하는 후속 조치를 취하게 될 가능성이 높다.
따라서 이는 설비의 이상유무를 미연에 감지하지 못하고 문제가 발생된 후 혹은 문제 발생에 임박해서야 감지하게 됨으로써 문제 대처에 어려움을 가중시키고 설비의 정지(일명 트립이라고도 함) 가능성을 높여 설비 가동률을 저하시키는 문제가 발생한다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 정지 설정값이 있는 플랜트 내 설비의 정지 여유도 및 정지여유시간을 계산하여 감시함으로써 정지 발생 가능성이 높아진 신호 및 전체 신호의 움직임을 집약된 하나의 화면으로 감시 가능하게 하는 데 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서, 상기 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 측정 운전값 수집수단; 상기 측정 운전값 수집수단으로부터 상기 측정 운전값을 전송받아 정지 설정값에 대한 여유비율인 정지 여유비율을 의미하는 정지여유도를 계산하는 정지 여유도 계산수단; 관심대상을 입력받는 선택수단; 및 상기 선택수단으로부터 상기 관심대상을 전송받고 상기 정지 여유도를 감시하고자 하는 상기 관심대상이 복수의 그룹인 경우에 각 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최소값을 가지는 정지 여유도 각각을 하나의 화면에 디스플레이하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치를 제공한다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서, 상기 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 측정 운전값 수집수단; 상기 측정 운전값 수집수단으로부터 상기 측정 운전값을 전송받아 정지 설정값에 대한 여유비율인 정지 여유비율을 의미하는 정지 여유도를 계산하는 정지 여유도 계산수단; 관심대상을 입력받는 선택수단; 및 상기 선택수단으로부터 상기 관심대상을 전송받고 상기 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치를 제공한다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 측정 운전값 수집수단, 정지 여유도 계산수단 및 디스플레이 수단을 구비하는 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에서 종합 정지 여유도 감시방법에 있어서, 상기 측정 운전값 수집수단이 상기 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 단계; 상기 정지 여유도 계산수단이 상기 측정 운전값으로부터 정지 설정값에 대한 여유비율인 정지 여유비율을 의미하는 정지 여유도를 계산하고 저장하는 단계; 및 상기 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상을 입력받고, 상기 관심대상이 하나인 경우에는 상기 디스플레이 수단 상에 상기 관심대상 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하되 상기 관심대상이 복수의 그룹인 경우에는 각 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최소값을 가지는 정지 여유도 각각을 하나의 화면에 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 정지 설정값이 있는 플랜트 내 설비의 정지 여유도를 감시함에 있어서 정지 발생 가능성이 가장 높은 정지관련 신호의 정보 및 전체 정지관련 신호들의 움직임을 관련인들이 보다 쉽게 감시 가능하도록 화면에 그룹핑하여 표시함으로써 관련 설비의 이상 유무를 용이하게 감시 가능하게 하고, 설비 문제 발생을 조기에 감지하게 함으로써 정지 발생을 줄여 플랜트의 가동률을 높이는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서 는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치의 구성도를 도시한 도면이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치는 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 측정 운전값 수집수단(102), 측정 운전값 수집수단으로부터 측정 운전값을 전송받아 정지 여유도를 계산하는 정지 여유도 계산수단(104) 및 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상이 복수의 그룹인 경우에 각 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최소값을 가지는 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하는 디스플레이 수단(108)을 포함한다.
도 1에서 측정 운전값 수집수단(102)은 산업 플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비들의 측정 운전값을 검출한다. 검출 방법 중 하나로 검출된 측정 운전값 중 디지털 데이터는 직접 정지 여유도 계산수단(104)으로 전송될 수 있으며 검출된 측정 운전값 중 아날로그 데이터는 AD 컨버터를 사용하여 변환시킨 후 정지 여유도 계산수단(104)으로 전송될 수 있다.
정지 여유도 계산수단(104)은 검출된 측정 운전값으로부터 정지 여유도를 계산한다.
정지 여유도는 정지관련 신호의 정지 여유비율 및 정지 여유시간 중 하나 이 상을 의미한다.
정지 여유비율은 정지관련 신호의 측정 운전값을 정지 설정값에 대한 여유비율로 나타내되, 설비가 정상 운전값을 갖는 정상동작점을 100, 설비의 정지가 발생하는 정지발생점을 0으로 각각 정의하고 측정 운전값이 정상동작점으로부터 정지발생점에 근접한 정도를 백분율로 나타낸 것이다.
예를 들어, S/G의 수위제어기가 0 ~ 10 m 범위로 제어될 때 정상 운전값이 5 m이고 정지 설정값이 8 m로 설정된 경우, 8 m와 5 m의 차이인 3 m가 정지 여유구간이 되며 이 3 m의 변화영역을 0 ~ 100 % 사이의 백분율로 환산한 것이다.
정지 여유비율은 (정지 여유비율 = |1 - (측정 운전값 - 정상 운전값)/(정지 설정값 - 정상 운전값)| * 100)의 식에 의하여 계산되며, 만일 S/G 수위제어기 측정 운전값이 5 m인 경우 정지 여유비율은 100 %로 계산되며 측정 운전값이 6 m인 경우에는 계산된 정지 여유비율은 |1 - (6 - 5)/(8 - 5)| * 100 67 %가 된다.
한편 정지 여유시간은 측정 운전값이 정지 설정값에 도달하는 예상시간으로서 측정 운전값이 변하는 속도 또는 가속도 등을 이용하여 계산할 수 있다.
측정 운전값이 변하는 속도를 이용한 정지 여유시간 계산법 중에 하나로 측정 운전값이 변하는 속도를 계산하여 [시간 = |측정 운전값 - 정지 설정값|/속도]의 식에 의해 구해지는 시간으로 구할 수 있다.
여기서 속도 계산 방법 중의 하나로 측정 운전값의 변화율을 규칙적인 시간 간격으로 구하고 최근 일정 횟수동안의 측정 운전값의 변화율을 평균한 이동평균값을 구함으로써 계산할 수 있다.
예를 들어 측정 운전값의 변화율을 매초 계산하되 최근 5회 계산한 값에 대한 이동평균을 구한 값으로 속도를 구할 수 있다.
만일 예를 들어, S/G의 수위제어기의 정상 운전값이 5 m이고 정지 설정값이 8 m로 설정된 경우, 측정 운전값이 현재 6 m이고 5 초전부터 매초 측정 운전값의 변화율이 0.1 m/초, 0.2 m/초, 0.3 m/초, 0.2 m/초 및 0.1 m/초 만큼 각각 변했다면 5회 이동평균한 변화율, 즉 속도는 0.2 m/초이다. 따라서 정지 여유구간은 2 m이다.
이 때 측정 운전값이 변하는 속도를 다음의 식에 적용하여 [시간 = |측정 운전값 - 정지 설정값|/속도]의 식에 의해 구해지는 시간으로 정지 여유시간을 구하면 (|8m - 6m|/0.2 m/초 = 10 초)의 식에 의하여 10 초가 된다.
한편, 측정 운전값이 변하는 속도 이외에 가속도를 계산한 후 [시간 = (-속도 + (속도2 - 4 * (가속도/2) * (-정지 여유구간))1/2) / 가속도]의 식에 의해 구해지는 시간으로 정지 여유시간을 구할 수도 있다.
즉, 속도를 v, 가속도를 a, 정지 여유구간은 c로 놓고 가속도의 법칙을 적용하면 공식 (a/2 * t2 + v * t = c)로부터 이차방정식 (a/2 * t2 + v * t - c = 0)이 성립한다. 여기서 근의 공식을 이용하면 t = (-v ± (v2 - 4 * a/2 * (-c))1/2)/(2 * a/2)을 이용하여 시간을 구한다. 이 때 시간은 양수이므로 t = (-v + (v2 - 4 * a/2 * (-c))1/2)/(2 * a/2)의 식을 이용한다.
예를 들어, S/G의 수위제어기의 정상 운전값이 5 m이고 정지 설정값이 8 m로 설정된 경우, 측정 운전값이 현재 6 m이고 2 초 전부터 매초 측정 운전값이 0.1 m/초 및 0.2 m/초 만큼 변했다면 가속도는 0.1 m/초2 가 된다. 가속도는 본 실시예에서는 측정 운전값의 변화속도의 변화율을 2 초 동안 계산한 값으로 가속도를 계산하였다.
따라서 가속도의 법칙을 적용한 상기 이차방정식 (a/2 * t2 + v * t - c = 0)로부터 이차방정식의 근의 공식을 이용하여 정지 설정값에 도달하는 시간을 구한다.
따라서 t = (-v + (v2 - 4 * a/2 * (-c))1/2)/(2 * a/2)의 식을 이용하면 (0.1/2 * t2 + 0.2 * t - 2 = 0)의 식으로부터 (t = (-0.2 + (0.22 - 4 * 0.1/2 * (-2))1/2)/(2 * 0.1 / 2))로부터 t = 4.6 초 이다. (단 a는 가속도, v는 속도, c는 정지 여유구간)
따라서 정지 여유시간인 4.6초 후에 정지 발생 가능성이 있다는 뜻이 된다.
제 1 실시예의 정지 여유도 감시장치에서 디스플레이 수단(106)은 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상이 복수의 그룹인 경우에 각 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최소값을 가지는 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이한다. 여기서 관심대상은 기설정된 복수의 그룹일 수 있다. 다른 하나의 방법으로는 선택수단(108)을 추가로 포함함으로써 선택수단(108)에 의해 관심대상이 선택되어 디스플레이 수 단(106)으로 전송되도록 구성하여 감시화면 전환이 가능하도록 할 수 있다.
따라서 선택수단(108)을 추가로 포함된 경우 선택수단(108)에 의하여 관심대상으로 하나의 그룹이 선택된 경우에는 선택된 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하는 기능을 추가로 갖도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서 원자력발전소 설비를 그룹화한 것을 트리 구조로 도시한 도면이다.
도 2에 도시하듯이 원자력 발전소의 설비를 대그룹으로서 원자로, 터빈 및 SI의 세 그룹으로 대분류하고, 원자로 정지관련 신호를 소그룹으로 소분류하여 RX01, RX02 및 RX03이 할당되고, 터빈 정지관련 신호를 소그룹으로 소분류하여 TX01, TX02 및 TX03이 할당되고, SI 정지관련 신호를 소그룹으로 소분류하여 SI01, SI02 및 SI03이 할당된 것을 도시한 것이다. 이와 같이 대분류, 소분류 등으로 그룹화하면 도 2와 같은 트리 구조가 되는 것이다.
여기서 관심대상으로 원자로, 터빈 및 SI가 기 설정되어 있다면 원자로 내의 최소 정지 여유도, 터빈 내의 최소 정지 여유도 및 SI 내의 최소 정지 여유도가 각각 디스플레이될 수 있다.
만일 선택수단(108)에 의하여 관심대상으로 하나의 그룹이 선택된 경우 선택된 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하는 기능을 추가로 가질 수 있다. 즉, 선택수단(108)이 원자로를 관심 대상으로 선택하면 소정갯수가 3인 경우에 RX01, RX02 및 RX03의 정지 여유도가 디스플레이 될 수 있는 것이다.
전술하였다시피 관심대상은 기설정되거나 혹은 선택수단(108)으로 선택할 수 있다. 이하의 설명은 별다른 언급이 없는 한 선택수단(108)이 관심대상을 선택하는 경우를 설명한다.
도 2와 같이 원자력 발전소의 경우 전체 설비를 원자로, 터빈 및 SI 등의 그룹으로 분류한 후 선택수단(108)이 관심대상으로서 원자로, 터빈 및 SI를 선택함으로써 각 그룹의 정지 여유비율 중 최소값을 갖는 정지 여유비율을 디스플레이 할 수 있다.
이와 같은 방법으로 원자력 발전소 그룹별 설비의 관심 정지 여유도를 감시할 수 있으며 이는 도 3에서 자세히 설명한다. 또한 디스플레이 할 그룹으로 터빈을 선택할 경우에는 터빈의 복수의 정지관련 신호의 정지 여유도 중에서 최소값을 갖는 소정 숫자의 설비의 관심 정지 여유도를 디스플레이 하도록 선택할 수 있으며 이는 도 4에서 자세히 설명한다.
이상에서 설명한 것처럼 도 2의 트리 구조와 같이 감시할 설비를 그룹화하여 할당된 원자력발전소의 경우를 예로 들면 다음과 같다.
먼저 원자력 발전소 설비의 대분류로서 원자로, 터빈 및 SI의 세 그룹으로 나누고 각 그룹에 신호가 3개씩 할당된 경우를 예로 든다. 물론 신호 수가 많은 경우 더 세분화 가능하다.
- 원자로: RX01, RX02, RX03
- 터빈 : TX01, TX02, TX03
- SI : SI01, SI02, SI03
그리고 각 신호들의 정지 여유비율 및 정지 여유시간 계산값을 다음과 같다고 가정한다.
- RX01: 정지 여유비율=70%, 정지 여유시간=30초
- RX02: 정지 여유비율=80%, 정지 여유시간=40초
- RX03: 정지 여유비율=90%, 정지 여유시간=40초
- TX01: 정지 여유비율=35%, 정지 여유시간=50초
- TX02: 정지 여유비율=70%, 정지 여유시간=60초
- TX03: 정지 여유비율=80%, 정지 여유시간=60초
- SI01: 정지 여유비율=50%, 정지 여유시간=100분
- SI02: 정지 여유비율=90%, 정지 여유시간=90초
- SI03: 정지 여유비율=100%, 정지 여유시간=95초
따라서 전체 신호 중 최소 정지 여유비율 신호와 최소 정지 여유시간 신호는 다음과 같다.
- 최소 정지 여유비율: TX01, 정지 여유도=35%
- 최소 정지 여유시간: RX01, 정지 여유시간=30초
그리고 각 그룹별 최소 정지 여유비율은 다음과 같다.
- 원자로: RX01, 정지 여유비율=70%
- 터빈 : TX01, 정지 여유비율=35%
- SI : SI01, 정지 여유비율=50%
이상의 자료를 기초로 제 1 실시예 디스플레이 화면을 구성하면 도 3 및 도 4와 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서 디스플레이 수단(106)에 디스플레이된 원자력발전소 정지 여유도 감시화면을 도시한 도면이다. 도 3에서 디스플레이되는 정지 여유도는 정지 여유비율이다.
도 3은 원자력 발전소의 설비를 크게 분류하여 원자로, 터빈 및 S/I 등의 세 그룹으로 대분류하고 각 그룹 내의 최소 정지 여유비율을 갖는 정지관련 신호의 관심 정지 여유비율을 각각 디스플레이한 실시예이다.
도 3에 도시하듯이, 디스플레이 수단(106)에는 원자로 최소 정지 여유비율(302), 터빈 최소 정지 여유비율(304), SI 최소 정지 여유비율(306) 및 발전소 정지점(308)이 디스플레이 되며 선택된 전체 그룹 중 발전소 최소 정지 여유비율 설비의 운전 데이터(310) 및 발전소 최소 정지 여유시간 설비의 운전 데이터(312)를 추가로 디스플레이할 수 있다.
도 3에서 설비그룹별 최소 정지 여유비율(302, 304, 306)을 갖는 측정 운전값을 나타내는 점의 위치는 발전소 정지가 발생한 경우, 즉, 정지 여유비율이 0인 경우 둥근 원의 중심부에 위치하도록 하고, 정상 운전값인 경우 둥근 원의 최외각에 위치하도록 하여 정지에 가까울수록 외곽에서 차츰 중심부로 향하도록 설정한다. 또한 측정 운전값이 정지점을 향하는 방향으로 변하고 있으면 화살표(314)를 정지점 방향으로 향하게 하고 측정 운전값이 정지점과 반대 방향으로 변하고 있으면 화살표를 정지점 반대 방향으로 향하게 디스플레이하는 기능을 추가할 수 있다.
또한 화살표를 표시함에 있어서 그 속도 또는 가속도의 크기에 따라 그 길이를 달리하여 표시하는 것도 가능하다. 즉 화살표의 길이가 길면 강대적으로 측정 운전값이 변하는 비율이 크다는 것을 의미한다.
한편 화면에 디스플레이하는 형태는 위와 같이 둥근 원 중앙에 정지점이 위치하도록 하는 방법 외에도 수직바 그래프 또는 수평바 그래프 등 여러 가지 방법으로 적용 가능하다.
도 3의 예에서 원자력발전소 내의 설비 중에서 원자로의 최소 정지 여유비율(302)은 70 %이며, 터빈의 최소 정지 여유비율(304)은 35 %, SI의 최소 정지 여유비율(306)은 50 %이다.
이 때 선택수단에 의해 선택된 그룹이 디스플레이된 정지관련 신호 중에서 최소 여유비율 설비의 운전데이터(310) 및 최소 정지 여유시간 설비의 운전데이터(312)를 정지 여유도 디스플레이수단(108)에 추가로 디스플레이할 수 있다.
도 3에 도시하듯이 최소 여유비율을 갖는 설비는 터빈의 TX01 신호로서 정지 여유비율은 35 %, 정지 설정값은 99도, 정상 운전값은 70도, 현재값은 88.8도 및 정지 여유시간은 50 초임을 알 수 있다.
또한 최소 여유시간을 갖는 설비는 원자로의 RX01 신호로서 정지 여유비율은 70 %, 정지 설정값은 99도, 정상 운전값은 70도, 현재값은 78.8도 및 정지 여유시간은 30 초임을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서 디스플레이 수단에 디스플레이된 터빈 정지 여유도 감시화면을 도시한 도면이다.
도 3의 화면에서 선택수단(108)에 의해 터빈을 선택하면 도 4와 같은 화면이 디스플레이될 수 있다. 도 4에 도시하듯이, 디스플레이 수단(106)에는 터빈의 TX02 정지 여유비율(402), TX01 정지 여유비율(404), TX03 정지 여유비율(406), 터빈 정지점(408), 터빈 최소 여유비율 설비의 운전데이터(410) 및 터빈 최소 여유시간 설비의 운전데이터(412)를 디스플레이 할 수 있다.
도 4에서 각 설비별 최소 정지 여유비율(402, 404, 406)을 갖는 측정 운전값을 나타내는 점의 위치는 터빈 정지가 발생한 경우, 즉, 정지 여유비율이 0인 경우 둥근 원의 중심부에 위치하도록 하고, 정상 운전값인 경우 둥근 원의 최외곽에 위치하도록 하여 정지에 가까울수록 외곽에서 차츰 중심부로 향하도록 설정한다. 또한 측정 운전값이 정지점을 향하는 방향으로 변하고 있으면 화살표(414)를 정지점 방향으로 향하게 하고 측정 운전값이 정지점과 반대 방향으로 변하고 있으면 화살표를 정지점 반대 방향으로 향하게 디스플레이하는 기능을 추가할 수 있다.
또한 화살표를 표시함에 있어서 그 속도 또는 가속도의 크기에 따라 그 길이를 달리하여 표시하는 것도 가능하다. 즉 화살표의 길이가 길면 강대적으로 측정 운전값이 변하는 비율이 크다는 것을 의미한다.
한편 화면에 디스플레이하는 형태는 정상 운전값을 원 중앙에, 정지 설정값을 원 바깥쪽에 각각 놓고 접근하는 방법, 수직바 그래프를 사용하는 방법, 수평바 그래프를 사용하는 방법 등 여러 가지 방법으로 적용 가능하다.
도 4의 예는 원자력발전소 내의 터빈 중에서 TX02 신호의 최소 정지 여유비율(402)은 70 %이며, TX01 신호의 최소 정지 여유비율(404)은 35 %, TX03 신호의 최소 정지 여유비율(406)은 80 %이다.
이 때 모든 정지관련 신호 중에서 가장 작은 정지 여유비율을 나타내는 설비의 운전데이터(410) 및 가장 작은 정지 여유시간을 나타내는 설비의 운전데이터(412)를 정지 여유도 디스플레이수단(108)에 디스플레이할 수 있다.
도 4에 도시하듯이 최소 정지 여유비율을 갖는 터빈의 정지관련 신호는 TX01 신호로서 정지 여유도는 35 %, 정지 설정값은 99도, 정상 운전값은 70도, 현재값은 88.8도 및 정지 여유시간은 50 초임을 알 수 있다.
또한 최소 정지 여유비율을 갖는 터빈의 정지관련 신호는 TX01 신호로서 정지 여유도는 35 %, 정지 설정값은 99도, 정상 운전값은 70도, 현재값은 88.8도 및 정지 여유시간은 50 초임을 알 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치는 도 1에 도시하듯이 상기 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 측정 운전값 수집수단(102), 상기 측정 운전값 수집수단으로부터 상기 측정 운전값을 전송받아 정지 여유도를 계산하는 정지 여유도 계산수단(104) 및 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하는 정지 여유도 디스플레이 수 단(108)을 포함한다.
도 1에서 측정 운전값 수집수단(102)은 산업 플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비들의 측정 운전값을 검출한다. 검출 방법 중 하나로 검출된 측정 운전값 중 디지털 데이터는 직접 정지 여유도 계산수단(104)으로 전송될 수 있으며 검출된 측정 운전값 중 아날로그 데이터는 AD 컨버터를 사용하여 변환시킨 후 정지 여유도 계산수단(104)으로 전송될 수 있다.
정지 여유도 계산수단(104)은 검출된 측정 운전값으로부터 정지 여유도를 계산한다.
정지 여유도는 정지관련 신호의 정지 여유비율 및 정지 여유시간 중 하나 이상을 의미한다.
정지 여유비율은 정지관련 신호의 측정 운전값을 정지 설정값에 대한 여유비율로 나타내되, 설비가 정상 운전값을 갖는 정상동작점을 100, 설비의 정지가 발생하는 정지발생점을 0으로 각각 정의하고 측정 운전값이 정상동작점으로부터 정지발생점에 근접한 정도를 백분율로 나타낸 것이다.
한편 정지 여유시간은 측정 운전값이 정지 설정값에 도달하는 예상시간으로서 측정 운전값이 변하는 속도 또는 가속도 등을 이용하여 계산할 수 있다.
정지 여유비율 및 정지 여유시간 계산방법과 이의 계산에 필요한 속도 및 가속도 계산방법은 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에서 설명한 것과 동일한 방법으로 계산할 수 있다.
디스플레이 수단으로 디스플레이 하는 방법은 다음과 같다.
만일, 정지 설정값이 설정되어 있는 전체 설비의 정지 관련 신호가 다음과 같다고 가정하자.
- 원자로: RX01, RX02, RX03
- 터빈 : TX01, TX02, TX03
그리고 각 신호들의 정지 여유비율 및 정지 여유시간 계산값을 다음과 같다고 가정한다.
- RX01: 정지 여유비율=70%, 정지 여유시간=30초
- RX02: 정지 여유비율=95%, 정지 여유시간=40초
- RX03: 정지 여유비율=100%, 정지 여유시간=40초
- TX01: 정지 여유비율=95%, 정지 여유시간=50초
- TX02: 정지 여유비율=90%, 정지 여유시간=60초
- TX03: 정지 여유비율=80%, 정지 여유시간=60초
또한 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 디스플레이 함에 있어서 소정갯수를 3이라 가정하고, 디스플레이 되는 정지 여유도를 정지 여유비율이라 가정하자.
이때 소정갯수를 3으로 가정하면 최하위 소정갯수의 정지 여유도는 (RX01: 70%), (TX02: 90%) 및 (TX03: 80%)이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서 디스플레이 수단에 디스플레이된 원자력발전소 정지 여유도 감시화면을 도시한 도면이다.
도 5에 도시하듯이, RX01 정지 여유비율(502), TX03 정지 여유비율(504), TX02 정지 여유비율(506), 발전소 정지점(508), 발전소 최소 정지 여유비율 설비의 운전 데이터(510) 및 발전소 최소 정지 여유시간 설비의 운전 데이터(512)를 디스플레이 할 수 있다.
도 5에서 최하위 소정갯수의 정지 여유비율(502, 504, 506)을 갖는 측정 운전값을 나타내는 점의 위치는 터빈 정지가 발생한 경우, 즉, 정지 여유비율이 0인 경우 둥근 원의 중심부에 위치하도록 하고, 정상 운전값인 경우 둥근 원의 최외각에 위치하도록 하여 정지에 가까울수록 외곽에서 차츰 중심부로 향하도록 설정한다. 또한 측정 운전값이 정지점을 향하는 방향으로 변하고 있으면 화살표(516)를 정지점 방향으로 향하게 하고 측정 운전값이 정지점과 반대 방향으로 변하고 있으면 화살표를 정지점 반대 방향으로 향하게 디스플레이하는 기능을 추가할 수 있다.
또한 화살표를 표시함에 있어서 그 속도 또는 가속도의 크기에 따라 그 길이를 달리하여 표시하는 것도 가능하다. 즉 화살표의 길이가 길면 강대적으로 측정 운전값이 변하는 비율이 크다는 것을 의미한다.
한편 화면에 디스플레이하는 형태는 정상 운전값을 원 중앙에, 정지 설정값을 원 바깥쪽에 각각 놓고 접근하는 방법, 수직바 그래프를 사용하는 방법, 수평바 그래프를 사용하는 방법 등 여러 가지 방법으로 적용 가능하다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시방법을 도시한 흐름도이다.
도 6에 도시하듯이, 측정 운전값 수집수단, 정지 여유도 계산수단 및 디스플 레이 수단을 구비하는 산업플랜트의 정지 여유도 감시장치에서 종합 정지 여유도 감시방법은 측정 운전값 수집수단이 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 단계(S602), 정지 여유도 계산수단이 측정 운전값으로부터 정지 여유도를 계산하고 저장하는 단계(S604) 및 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상이 하나인 경우에는 디스플레이 수단 상에 관심대상 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하되 관심대상이 복수의 그룹인 경우에는 각 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최소값을 가지는 정지 여유도 각각을 하나의 화면에 디스플레이하는 단계(S606)를 포함하여 이루어진다.
정지 여유도는 정지관련 신호의 정지 여유비율 및 정지 여유시간 중 하나 이상을 의미한다.
정지 여유비율 및 정지 여유시간 계산방법과 이의 계산에 필요한 속도 및 가속도 계산방법은 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에서 설명한 것과 동일한 방법으로 계산할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면, 정지 설정값이 있는 플랜트 내 설비의 정지 여유도를 감시함에 있어서 정지 발생 가능성이 가장 높은 정지관련 신호의 정보 및 전체 정지관련 신호들의 움직임을 관련인들이 보다 쉽게 감시 가능하도록 화면에 그룹핑하여 표시함으로써 관련 설비의 이상 유무를 용이하게 감시 가능하게 하고, 설비 문제 발생을 조기에 감지하게 함으로써 정지 발생을 줄여 플랜트의 가동률을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치의 구성도를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서 원자력발전소 설비를 그룹화한 것을 트리 구조로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서 디스플레이 수단(106)에 디스플레이된 원자력발전소 정지 여유도 감시화면을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서 디스플레이 수단에 디스플레이된 터빈 정지 여유도 감시화면을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서 디스플레이 수단에 디스플레이된 원자력발전소 정지 여유도 감시화면을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시방법을 도시한 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
102: 측정 운전값 수집수단 104: 정지 여유도 계산수단
106: 디스플레이 수단 108: 선택수단
302: 원자로 최소 정지 여유비율 304: 터빈 최소 정지 여유비율
306: SI 최소 정지 여유비율 308: 발전소 정지점
310: 발전소 최소 정지 여유비율 설비의 운전 데이터
312: 발전소 최소 정지 여유시간 설비의 운전 데이터
314, 414, 514: 화살표
402: TX02 정지 여유비율 404: TX01 정지 여유비율
406: TX03 정지 여유비율 408: 터빈 정지점
410: 터빈 최소 정지 여유비율 설비의 운전 데이터
412: 터빈 최소 정지 여유시간 설비의 운전 데이터
502: RX01 정지 여유비율 504: TX03 정지 여유비율
506: TX02 정지 여유비율 508: 발전소 정지점
510: 발전소 최소 정지 여유비율 설비의 운전 데이터
512: 발전소 최소 정지 여유시간 설비의 운전 데이터

Claims (28)

  1. 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서,
    상기 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 측정 운전값 수집수단;
    상기 측정 운전값 수집수단으로부터 상기 측정 운전값을 전송받아 정지 설정값에 대한 여유비율인 정지 여유비율을 의미하는 정지여유도를 계산하는 정지 여유도 계산수단;
    관심대상을 입력받는 선택수단; 및
    상기 선택수단으로부터 상기 관심대상을 전송받고 상기 정지 여유도를 감시하고자 하는 상기 관심대상이 복수의 그룹인 경우에 각 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최소값을 가지는 정지 여유도 각각을 하나의 화면에 디스플레이하는 디스플레이 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 수단은,
    상기 선택수단에 의하여 상기 관심대상으로 하나의 그룹이 선택된 경우 선택된 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하는 기능을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이 수단은,
    상기 정지 여유도가 변하는 방향을 추가로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 정지 여유비율은,
    상기 측정 운전값을 정지 설정값에 대한 여유비율로 나타내되, 상기 설비의 정상동작점을 100, 상기 설비의 정지발생점을 0으로 각각 정의하고 상기 측정 운전값이 상기 정상동작점으로부터 상기 정지발생점에 근접한 정도를 백분율로 나타낸 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에 있어서,
    상기 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 측정 운전값 수집수단;
    상기 측정 운전값 수집수단으로부터 상기 측정 운전값을 전송받아 정지 설정값에 대한 여유비율인 정지 여유비율을 의미하는 정지 여유도를 계산하는 정지 여유도 계산수단;
    관심대상을 입력받는 선택수단; 및
    상기 선택수단으로부터 상기 관심대상을 전송받고 상기 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하는 디스플레이 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서, 상기 관심대상은,
    상기 산업플랜트인 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치.
  15. 삭제
  16. 제 12항에 있어서, 상기 디스플레이 수단은,
    상기 정지 여유도가 변하는 방향을 추가로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치.
  17. 삭제
  18. 제 12항에 있어서, 상기 정지 여유비율은,
    상기 측정 운전값을 정지 설정값에 대한 여유비율로 나타내되, 상기 설비의 정상동작점을 100, 상기 설비의 정지발생점을 0으로 각각 정의하고 상기 측정 운전값이 상기 정상동작점으로부터 상기 정지발생점에 근접한 정도를 백분율로 나타낸 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 측정 운전값 수집수단, 정지 여유도 계산수단 및 디스플레이 수단을 구비하는 산업플랜트 설비의 종합 정지 여유도 감시장치에서 종합 정지 여유도 감시방법에 있어서,
    상기 측정 운전값 수집수단이 상기 산업플랜트 내 정지 설정값이 있는 설비의 측정 운전값을 수집하는 단계;
    상기 정지 여유도 계산수단이 상기 측정 운전값으로부터 정지 설정값에 대한 여유비율인 정지 여유비율을 의미하는 정지 여유도를 계산하고 저장하는 단계; 및
    상기 정지 여유도를 감시하고자 하는 관심대상을 입력받고, 상기 관심대상이 하나인 경우에는 상기 디스플레이 수단 상에 상기 관심대상 내의 정지 여유도 중에서 최하위 소정갯수의 정지 여유도를 하나의 화면에 디스플레이하되 상기 관심대상이 복수의 그룹인 경우에는 각 그룹 내의 정지 여유도 중에서 최소값을 가지는 정지 여유도 각각을 하나의 화면에 디스플레이하는 단계
    를 포함하되,
    상기 정지 여유비율은,
    상기 측정 운전값을 정지 설정값에 대한 여유비율로 나타내되, 상기 설비의 정상동작점을 100, 상기 설비의 정지발생점을 0으로 각각 정의하고 상기 측정 운전값이 상기 정상동작점으로부터 상기 정지발생점에 근접한 정도를 백분율로 나타낸 것을 특징으로 하는 종합 정지 여유도 감시방법.
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