KR101396491B1 - 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치 - Google Patents

원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주제어 전자카드 모듈, 주 공정 전자카드 모듈, 계수 전자카드 모듈 및 공정제어 전자카드 모듈을 디지털형태로 제작하고 상기 전자카드 모듈을 실행시키는 소프트웨어(LCU Master)를 부가하여 현장 제어장치를 구성함으로써, 현장 제어장치에서 발생하는 다양한 형태의 고장의 원인과 현상을 나타내는 상태 값을 개인용 프로그램(LCU Master)을 이용하여 확인하고 실시간 그래프로 나타낼 수 있으므로 현장 감시자가 방사선 감시시스템의 상태를 파악하기 용이하고, 현장 제어장치를 구성하는 전자카드 모듈 중의 계수 전자카드 모듈에 셀프 감시기능을 위한 회로를 추가하고 상기 회로와 외부 개인용 컴퓨터를 연결하여 줌으로써, 방사선 감시시스템을 운영하는 중에 오동작신호가 발생하는 경우 자동으로 오동작 발생 전과 후의 3분간의 방사선 검출기에서 출력되는 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호가 내부 메모리에 저장되어 오동작의 원인을 파악할 수 있으며, 현장 제어장치와 연동된 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호를 셀프기능을 통해 감시함으로써, 방사선 감시시스템에서 발생하는 오동작 신호로 인한 고장의 위치와 원인을 파악하는데 도움을 줄 수 있어 원자력발전소에 설치된 방사선 감시설비의 현장 제어장치 내에서 발생하는 다양한 형태의 고장 현상을 분석할 수 있는 효과가 있다.

Description

원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치{Local control unit having self function for radiation monitoring system of the nuclear power plant}
본 발명은 주제어 전자카드 모듈, 주 공정 전자카드 모듈, 계수 전자카드 모듈 및 공정제어 전자카드 모듈을 디지털형태로 제작하고 상기 전자카드 모듈을 실행시키는 소프트웨어(LCU Master)를 부가하여 현장 제어장치(LCU)를 구성함으로써, 현장 제어장치에서 발생하는 다양한 형태의 고장의 원인과 현상을 나타내는 상태 값을 개인용 프로그램(LCU Master)을 이용하여 확인하고 실시간 그래프로 나타낼 수 있으므로 현장 작업자가 방사선 감시시스템의 상태를 파악하기 용이하고, 현장 제어장치를 구성하는 전자카드 모듈 중의 계수 전자카드 모듈에 셀프 감시기능을 위한 회로를 추가하고 상기 회로와 외부 개인용 컴퓨터를 연결하여 줌으로써, 방사선 감시시스템을 운영하는 중에 오동작신호가 발생하는 경우 자동으로 오동작 발생 전과 후의 3분간의 방사선 검출기에서 출력되는 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호가 내부 메모리에 저장되어 오동작의 원인을 파악할 수 있으며, 현장 제어장치와 연동된 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호를 셀프기능을 통해 감시함으로써, 방사선 감시시스템에서 발생하는 오동작 신호로 인한 고장의 위치와 원인을 파악하는데 도움을 줄 수 있어 원자력발전소에 설치된 방사선 감시설비의 현장 제어장치 내에서 발생하는 다양한 형태의 고장 현상을 분석할 수 있는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치에 관한 기술이다.
방사선 감시시스템(Radiation Monitoring System, RMS)이란 방사선량이 존재하는 특정 구역의 방사선준위를 연속적으로 감시하는 시스템을 의미하며, 방사선 감시시스템은 원자력발전소, 병원의 진단 및 치료 방사선과와 방사선과 관련된 산업분야에서 사용된다.
우리나라에는 전체 11개의 원자력발전소가 운영되고 있는데, 이 발전소에서 사용되고 있는 방사선 감시 시스템은 공급처에 따라 각각 다른 모델들이 설치되어 운영되고 있는데, 원자력발전소에서 방사선 감시시스템은 방사선량이 높은 특정 작업구역이나 기체, 액체 상태의 폐기물 등의 방사선준위를 연속 감시하여 법에서 정한 허용치를 초과할 경우 경보등과 경보음을 통해 해당구역에서 작업하는 작업자들을 신속히 대피시키는 역할을 한다.
현재 우리나라의 원자력발전소에서 사용되는 있는 방사선 감시 시스템 중, 특히 고리원자력 제1발전소 및 제2발전소, 영광원자력 제1발전소에서 사용되고 있는 방사선 감시 시스템은 미국의 빅토린 사가 공급한 시스템이다.
상기 빅토린 사의 현장 제어장치는 총 7장의 전자카드 모듈과 철제 외함 그리고 외함 전면의 키보드 입력장치로 구성되어 있는데, 상기 현장 제어장치를 구성하는 7장의 전자카드 모듈은 전체 전자카드를 제어하고 데이터를 비교하고 저장하며 전산기로 전송하는 제어 모듈(Controller Module)과, 현장 제어장치의 전면에 설치된 키보드에서 입력되는 신호를 처리하는 키보드 제어 모듈(Keyboard Controller Module)과, 검출기와 제어 모듈(960 CD) 사이의 인터페이스 모듈로 검출기에 고전압을 공급하고 검출기에서 아날로그 출력신호를 입력받는 계수 모듈(Scaler Module)과, 검출기 또는 기체나 액체 폐기물 시료채집 장치에 장착된 모터 및 밸브 등의 구동과 제어를 담당하는 릴레이 모듈(Relay Module)과, 계수 모듈(960 SF)로부터 출력된 방사선 검출신호를 전압펄스의 크기와 누적 계수별로 분석하여 방사선원의 핵종분석에 사용하는 분석 모듈(Analyzer Module)과, 각 방사선검출기에서 입력된 방사선량 상태를 현장 제어장치의 전면 판넬로 전송하여 지시하는 디스플레이 모듈(Display Module)과, 각 전자카드 모듈에 필요한 구동전원을 공급하고 모듈 간 신호를 분배하는 마더보드 모듈(Motherboard Module)이 있다.
상기 빅토린 사의 현장 제어장치의 경우, 감시시스템에 이상신호가 발생한 이후 그 현상이 사라지는 경우가 많으며, 방사선검출기, 커넥터, 케이블, 부품결함, 전원부분 이상 등의 다양한 형태의 고장 징후와 원인이 존재하여 이에 대한 정확한 고장진단이 어려웠다.
또한, 현장 제어장치와 전산기 간에 통신두절 현상과 오 경보 발생 등의 고장, 그리고 방사선검출기 Fail 신호발생, Over Range 신호발생 등의 문제들이 도출된 경우가 많았다.
이렇게 현장 제어장치에서 오동작이 발생할 경우, 고장원인 규명을 위해서는 감시시스템을 구성하고 있는 모든 전자카드 모듈을 각각 정밀 점검해야 한다.
그러나 현장 제어장치의 이상신호가 발생한 이후 다시 사라지는 경우가 많아 시스템의 정확한 고장위치와 비정상 동작원인을 찾아내는데 많은 시간과 정비인력이 소요되는 불편함이 있었다.
그러므로 주제어 전자카드 모듈, 주 공정 전자카드 모듈, 계수 전자카드 모듈 및 공정제어 전자카드 모듈을 디지털형태로 제작하고 상기 전자카드 모듈을 실행시키는 소프트웨어(LCU Master)를 부가하여 현장 제어장치(LCU)를 구성하므로 현장 제어장치에서 발생하는 다양한 형태의 고장의 원인과 현상을 나타내는 상태 값을 개인용 프로그램(LCU Master)을 이용하여 확인하고 실시간 그래프로 나타낼 수 있으므로 현장 작업자가 방사선 감시시스템의 상태를 파악하기 용이하고, 현장 제어장치를 구성하는 전자카드 모듈 중의 계수 전자카드 모듈에 셀프 감시기능을 위한 회로를 추가하고 상기 회로와 외부 개인용 컴퓨터를 연결하여 주어 방사선 감시시스템을 운영하는 중에 오동작신호가 발생하는 경우 자동으로 오동작 발생 전과 후의 3분간의 방사선 검출기에서 출력되는 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호가 내부 메모리에 저장되어 오동작의 원인을 파악할 수 있는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
KR 10-2007-0033238(2007. 4. 4)
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 주제어 전자카드 모듈, 주 공정 전자카드 모듈, 계수 전자카드 모듈 및 공정제어 전자카드 모듈을 디지털형태로 제작하고 상기 전자카드 모듈을 실행시키는 소프트웨어(LCU Master)를 부가하여 현장 제어장치를 구성함으로써, 현장 제어장치에서 발생하는 다양한 형태의 고장의 원인과 현상을 나타내는 상태 값을 개인용 프로그램(LCU Master)을 이용하여 확인하고 실시간 그래프로 나타낼 수 있으므로 현장 작업자가 방사선 감시시스템의 상태를 파악하기 용이한 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 현장 제어장치를 구성하는 전자카드 모듈 중의 계수 전자카드 모듈에 셀프 감시기능을 위한 회로를 추가하고 상기 회로와 외부 개인용 컴퓨터를 연결하여 줌으로써, 방사선 감시시스템을 운영하는 중에 오동작신호가 발생하는 경우 자동으로 오동작 발생 전과 후의 3분간의 방사선 검출기에서 출력되는 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호가 내부 메모리에 저장되어 오동작의 원인을 파악할 수 있는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 현장 제어장치와 연동된 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호를 셀프기능을 통해 감시함으로써, 방사선 감시시스템에서 발생하는 오동작 신호로 인한 고장의 위치와 원인을 파악하는데 도움을 줄 수 있어 원자력발전소에 설치된 방사선 감시설비의 현장 제어장치 내에서 발생하는 다양한 형태의 고장 현상을 분석할 수 있는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치는 현장 제어장치의 내부프로그램(Firmware)을 외부에서 수정하여 저장하는 메모리 전자카드를 내장하고 있으며, 소프트웨어(LCU Master)와 RS232 통신으로 내부프로그램을 저장하는 기능과, 독립적으로 동작하는 중앙처리장치와 복합논리소자를 이용하여 메모리에 저장된 데이터가 정상인지 검증하는 기능과, 메모리에 저장된 각종 데이터를 개인용 컴퓨터로 읽어 쉽게 확인이 가능하도록 하는 기능을 갖는 주제어 전자카드 모듈과; 현장 제어장치의 통신(RS485)과 디지털 입출력 기능을 수행하는 기능과, 내장되어 있는 중앙연산처리장치(CPU)를 통해 데이터 및 어드레스 버스신호를 제어하는 기능을 갖는 주 공정 전자카드 모듈과; 방사선 검출기 출력신호 처리와 전자카드 내부의 주요 신호인 계수, 고전압, +5, +10, ±15 Vdc, JAM, WARN, ALARM, FAIL, RESET, RESTART의 12개의 물리량을 셀프 감시하는 전자카드를 내장하고 있으며, 방사선 검출기의 동작을 위한 100 ∼ 2,000 Vdc, 1 mA의 고전압 공급과 방사선 검출기에서 출력되는 검출신호를 측정하는 기능과, 소프트웨어(LCU Master)와 연결하여 주요 신호인 0 ∼ 10 Vdc, 4 ∼ 20 mA의 아날로그 계수 값, 고전압 공급 수치, +5, +10, ±15 Vdc의 동작전원 및 현장 제어장치의 상태를 실시간 감시하는 기능과, 감시시스템에 오동작 신호가 발생하는 경우, 오동작이 발생하는 시점에서 오동작이 발생하는 시점전과 시점후의 3분간의 정보를 자동으로 메모리에 저장하는 기능을 갖는 계수 전자카드 모듈과; 현장 제어장치와 연결된 외부의 다양한 릴레이, 스위치, 램프의 기구장치를 동작하는데 필요한 디지털 신호를 제어하는 기능을 갖는 공정제어 전자카드 모듈과; 상기 주제어 전자카드 모듈과, 주 공정 전자카드 모듈과, 계수 전자카드 모듈과, 공정제어 전자카드 모듈을 실행시키는데, 주제어 전자카드의 현장 제어장치(LCU) 운용 내부프로그램을 개인용 PC에서 다운로드하거나, 주제어 전자카드에 저장되어 있는 파일을 개인용 PC에서 저장하며, 서로 비교하게 하는 기능과, 계수 전자카드로 입력되는 방사선 검출기의 펄스 카운트 값을 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드로 입력되는 다양한 방사선의 ALARM, WARNING, FAIL, HORN, BEACON의 상태신호를 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 사용 중인 실시간(Real Time Clock, RTC)을 셋팅하거나 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 지정한 모든 어드레스 영역을 읽거나 쓸 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 사용되는 +5, +10, ±15 Vdc 및 고전압 상태를 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에 입력되는 4채널의 아날로그 값과 출력되는 디지털 값을 확인할 수 있게 하며, 자체 메모리에 저장할 수 있는 기능과, 계수 전자카드를 이용하여 로깅된 전원과 고전압, 출력 디지털 값을 그래프로 표시할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드의 로깅주기를 제어할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 6점의 릴레이(SSR)출력을 제어할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 동작 전원(AC입력) 상태를 확인할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 7점의 스위치 입력상태를 확인할 수 있게 하는 기능을 수행하게 하는 현장 제어장치 소프트웨어(LCU Master); 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 주제어 전자카드 모듈에 내장되는 주제어 전자카드는 메모리 전자카드이며, 상기 카드의 저장 메모리는 내부프로그램 다운로드와 업로드를 위해 EPROM(1Mbyte)을, 저장을 위해 FLASH MEMORY(2Mbyte)를 사용하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 주 공정 전자카드 모듈에는 2개의 전류환형(Current Loop) 통신채널과, 프로그램을 저장하는 ROM과, 보드 내부의 배터리로 동작하는 RAM이 장착되어 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 계수 전자카드 모듈은 중앙연산처리장치(CPU)와 복합논리소자를 이용하여 회로를 구성하고, 현장에서의 시험을 위해 18 bit 펄스 발진회로도 추가한 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 공정제어 전자카드 모듈은 중앙연산처리장치(CPU)와 복합논리소자를 이용하여 회로를 구성한 것을 포함함을 특징으로 한다.
삭제
상술한 바와 같이, 본 발명인 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 주제어 전자카드 모듈, 주 공정 전자카드 모듈, 계수 전자카드 모듈 및 공정제어 전자카드 모듈을 디지털형태로 제작하고 상기 전자카드 모듈을 실행시키는 소프트웨어(LCU Master)를 부가하여 현장 제어장치를 구성함으로써, 현장 제어장치에서 발생하는 다양한 형태의 고장의 원인과 현상을 나타내는 상태 값을 개인용 프로그램(LCU Master)을 이용하여 확인하고 실시간 그래프로 나타낼 수 있으므로 현장 감시자가 방사선 감시시스템의 상태를 파악하기 용이하다.
둘째, 본 발명은 현장 제어장치를 구성하는 전자카드 모듈 중의 계수 전자카드 모듈에 셀프 감시기능을 위한 회로를 추가하고 상기 회로와 외부 개인용 컴퓨터를 연결하여 줌으로써, 방사선 감시시스템을 운영하는 중에 오동작신호가 발생하는 경우 자동으로 오동작 발생 전과 후의 3분간의 방사선 검출기에서 출력되는 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호가 내부 메모리에 저장되어 오동작의 원인을 파악할 수 있다.
셋째, 본 발명은 현장 제어장치와 연동된 측정 값, 고전압 수치, 전원, 비정상적인 검출신호, 경보신호, 최근 5분간 입력 실패신호, 리셋신호, 교류전원과 같은 물리적 신호를 셀프기능을 통해 감시함으로써, 방사선 감시시스템에서 발생하는 오동작 신호로 인한 고장의 위치와 원인을 파악하는데 도움을 줄 수 있어 원자력발전소에 설치된 방사선 감시설비의 현장 제어장치 내에서 발생하는 다양한 형태의 고장 현상을 분석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치에서 오동작의 원인을 파악하기 위한 개인용 프로그램(LCU Master)의 운영화면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치에서 개인용 프로그램(LCU Master)을 이용하여 확인한 실시간 결과를 나타낸 그래프 화면.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치를 상세하게 설명한다.
방사선 감시 시스템은 크게 방사선을 측정하는 검출기(Detector) 부분과, 상기 검출기에 전원을 인가하고 출력되는 방사선 검출신호를 처리하며 제어하는 현장 제어장치(Local Control Unit, LCU) 부분과, 그리고 계산된 방사선량 값을 시각적으로 확인할 수 있는 전산기 부분으로 나눌 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치(600)는 현장 제어장치의 내부프로그램(Firmware)을 외부에서 수정하여 저장하는 메모리 전자카드를 내장하고 있으며, 소프트웨어(LCU Master)와 RS232 통신으로 내부프로그램을 저장하는 기능과, 독립적으로 동작하는 중앙처리장치와 복합논리소자를 이용하여 메모리에 저장된 데이터가 정상인지 검증하는 기능과, 메모리에 저장된 각종 데이터를 개인용 컴퓨터로 읽어 쉽게 확인이 가능하도록 하는 기능을 갖는 주제어 전자카드 모듈(100)과; 현장 제어장치의 통신(RS485)과 디지털 입출력 기능을 수행하는 기능과, 내장되어 있는 중앙연산처리장치(CPU)를 통해 데이터 및 어드레스 버스신호를 제어하는 기능을 갖는 주 공정 전자카드 모듈(200)과; 방사선 검출기 출력신호 처리와 전자카드 내부의 주요 신호인 계수, 고전압, +5, +10, ±15 Vdc, JAM, WARN, ALARM, FAIL, RESET, RESTART의 12개의 물리량을 셀프 감시하는 전자카드를 내장하고 있으며, 방사선 검출기의 동작을 위한 100 ∼ 2,000 Vdc, 1 mA의 고전압 공급과 방사선 검출기에서 출력되는 검출신호를 측정하는 기능과, 소프트웨어(LCU Master)와 연결하여 주요 신호인 0 ∼ 10 Vdc, 4 ∼ 20 mA의 아날로그 계수 값, 고전압 공급 수치, +5, +10, ±15 Vdc의 동작전원 및 현장 제어장치의 상태를 실시간 감시하는 기능과, 감시시스템에 오동작 신호가 발생하는 경우, 오동작이 발생하는 시점에서 오동작이 발생하는 시점전과 시점후의 3분간의 정보를 자동으로 메모리에 저장하는 기능을 갖는 계수 전자카드 모듈(300)과; 현장 제어장치와 연결된 외부의 다양한 릴레이, 스위치, 램프의 기구장치를 동작하는데 필요한 디지털 신호를 제어하는 기능을 갖는 공정제어 전자카드 모듈(400)과; 상기 주제어 전자카드 모듈(100)과, 주 공정 전자카드 모듈(200)과, 계수 전자카드 모듈(300)과, 공정제어 전자카드 모듈(400)을 실행시키는 기능을 갖는 현장 제어장치 소프트웨어(LCU Master)(500); 을 구비한다.
상기 본 발명인 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
상기 주제어 전자카드 모듈(100)은 현장 제어장치의 내부프로그램(Firmware)을 외부에서 수정하여 저장하는 메모리 전자카드를 내장하고 있으며, 소프트웨어(LCU Master)와 RS232 통신으로 내부프로그램을 저장하는 기능과, 독립적으로 동작하는 중앙처리장치와 복합논리소자를 이용하여 메모리에 저장된 데이터가 정상인지 검증하는 기능과, 메모리에 저장된 각종 데이터를 개인용 컴퓨터로 읽어 쉽게 확인이 가능하도록 하는 기능을 갖는다. 여기서, 상기 주제어 전자카드 모듈(100)에 내장되는 주제어 전자카드는 메모리 전자카드이며, 상기 카드의 저장 메모리는 내부프로그램 다운로드와 업로드를 위해 EPROM(1Mbyte)을, 저장을 위해 FLASH MEMORY(2Mbyte)를 사용하는 것이다. 또한 상기 주제어 전자카드 모듈(100)에서는 소프트웨어(LCU Master)와 RS232 통신으로 내부프로그램을 최대 32개까지 저장하는 것이다.
상기 주 공정 전자카드 모듈(200)은 현장 제어장치의 통신(RS485)과 디지털 입출력 기능을 수행하는 기능과, 내장되어 있는 중앙연산처리장치(CPU)를 통해 데이터 및 어드레스 버스신호를 제어하는 기능을 갖는다. 여기서, 상기 주 공정 전자카드 모듈(200)에는 2개의 전류환형(Current Loop) 통신채널과, 프로그램을 저장하는 ROM과, 보드 내부의 배터리로 동작하는 RAM이 장착되어 있는 것이다.
상기 계수 전자카드 모듈(300)은 방사선 검출기 출력신호 처리와 전자카드 내부의 주요 신호인 계수, 고전압, +5, +10, ±15 Vdc, JAM, WARN, ALARM, FAIL, RESET, RESTART의 12개의 물리량을 셀프 감시하는 전자카드를 내장하고 있으며, 방사선 검출기의 동작을 위한 100 ∼ 2,000 Vdc, 1 mA의 고전압 공급과 방사선 검출기에서 출력되는 검출신호를 측정하는 기능과, 소프트웨어(LCU Master)와 연결하여 주요 신호인 0 ∼ 10 Vdc, 4 ∼ 20 mA의 아날로그 계수 값, 고전압 공급 수치, +5, +10, ±15 Vdc의 동작전원 및 현장 제어장치의 상태를 실시간 감시하는 기능과, 감시시스템에 오동작 신호가 발생하는 경우, 오동작이 발생하는 시점에서 오동작이 발생하는 시점전과 시점후의 3분간의 정보를 자동으로 메모리에 저장하는 기능을 갖는다. 여기서, 상기 계수 전자카드 모듈(300)은 중앙연산처리장치(CPU)와 복합논리소자를 이용하여 회로를 구성하고, 현장에서의 시험을 위해 18 bit 펄스 발진회로도 추가한 것이다.
또한, 현장 제어장치(600)내의 계수 전자카드 모듈(300)에서 셀프 감시하는 12개의 물리량은 계수, 고전압, +5, +10, ±15 Vdc, JAM, WARN, ALARM, FAIL, RESET, RESTART가 있는데, 상기 12개의 물리량의 의미를 살펴보면, 첫째로, 계수(COUNT)는 방사선 검출기에서 출력되는 측정값을 감시하는 것이고, 둘째로, 고전압(H.V.)는 방사선 검출기에 공급되는 고전압의 수치를 감시하는 것이며, 셋째로, +5 Vdc는 계수 전자카드에서 사용되는 전원을 감시하는 것이고, 넷째로, +10 Vdc : 계수 전자카드에서 사용되는 전원을 감시하는 것이며, 다섯째로, +15 Vdc는 계수 전자카드에서 사용되는 전원을 감시하는 것이고, 여섯째로, -15 Vdc는 계수 전자카드에서 사용되는 전원을 감시하는 것이며, 일곱째로, JAM은 방사선 검출기 신호가 비정상적으로 급격하게 증가할 경우를 표시하는 것이고, 여덟째로, WARN은 방사선 준위가 설정치의 80%에 이르렀을 때 발생하는 경보를 표시하는 것이며, 아홉째로, ALARM은 방사선 준위가 설정치를 넘었을 때 발생하는 경보를 표시하는 것이고, 열 번째로, FAIL은 방사선 검출기의 신호가 최근 5분간 입력되지 않았을 때 표시하는 것이며, 열한 번째로, RESET는 계수 전자카드의 중앙처리장치(CPU)가 리셋되었을 때 표시하는 것이고, 열두 번째로, RESTART는 현장 제어장치에 공급되는 교류전원을 감시하는 것이다.
상기 공정제어 전자카드 모듈(400)은 현장 제어장치와 연결된 외부의 다양한 릴레이, 스위치, 램프의 기구장치를 동작하는데 필요한 디지털 신호를 제어하는 기능을 갖는다. 여기서, 상기 공정제어 전자카드 모듈(400)은 중앙연산처리장치(CPU)와 복합논리소자를 이용하여 회로를 구성한 것이다.
상기 현장 제어장치 소프트웨어(LCU Master)(500)는 상기 주제어 전자카드 모듈(100)과, 주 공정 전자카드 모듈(200)과, 계수 전자카드 모듈(300)과, 공정제어 전자카드 모듈(400)을 실행시키는 기능을 갖는다.
여기서, 상기 현장 제어장치 소프트웨어(500)는 주제어 전자카드의 현장 제어장치(LCU) 운용 내부프로그램을 개인용 PC에서 다운로드하거나, 주제어 전자카드에 저장되어 있는 파일을 개인용 PC에서 저장하며, 서로 비교하게 하는 기능과, 계수 전자카드로 입력되는 방사선 검출기의 펄스 카운트 값을 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드로 입력되는 다양한 방사선의 ALARM, WARNING, FAIL, HORN, BEACON의 상태신호를 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 사용 중인 실시간(Real Time Clock, RTC)을 셋팅하거나 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 지정한 모든 어드레스 영역을 읽거나 쓸 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 사용되는 +5, +10, ±15 Vdc 및 고전압 상태를 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에 입력되는 4채널의 아날로그 값과 출력되는 디지털 값을 확인할 수 있게 하며, 자체 메모리에 저장할 수 있는 기능과, 계수 전자카드를 이용하여 로깅된 전원과 고전압, 출력 디지털 값을 그래프로 표시할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드의 로깅주기를 제어할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 6점의 릴레이(SSR)출력을 제어할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 동작 전원(AC입력) 상태를 확인할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 7점의 스위치 입력상태를 확인할 수 있게 하는 기능을 수행하게 하는 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치에서 오동작의 원인을 파악하기 위한 개인용 프로그램(LCU Master)의 운영화면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 데이터 로깅 메모리 테스트 정보, RTC 셋팅 정보, 계수 전자카드(SP100) 제어정보, 전원 모니터 정보, 계수 및 상태정보 및 기타 현장 제어장치의 동작 상태를 확인할 수 있는 정보를 화면상에서 알 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치에서 개인용 프로그램(LCU Master)을 이용하여 확인한 실시간 결과를 나타낸 그래프 화면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 정해진 스캔 시간 동안 현장 제어장치 내의 계수 전자카드와 관련된 12개의 물리량인 계수, 고전압, +5, +10, ±15 Vdc, JAM, WARN, ALARM, FAIL, RESET, RESTART를 셀프 감시하며, 저장된 상태 값을 개인용 프로그램(LCU Master)을 이용하여 확인하고 실시간 그래프로 나타내는 것을 보인 화면인 것이다.
상기 12개의 물리량을 셀프 감시한 정보가 계수 전자카드 모듈 내의 계수 전자카드에 저장되어 있으며, 저장된 정보를 현장 제어장치에서 개인용 프로그램(LCU Master)를 이용하여 그래프로 나타낼 수 있는 것이며, 상기 그래프를 확인하여 원자력발전소에 설치된 방사선 감시설비의 현장 제어장치 내에서 발생하는 다양한 형태의 고장현상 분석이 가능한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치는 원자력발전소의 고장 원인을 분석하는 분야에 적용될 수 있음은 물론 이 외에도 병원의 진단 및 치료 방사선과와 방사선과 관련된 산업분야에 적용할 수 있으므로 그 적용 분야의 폭이 넓은 것이다.
100 : 주제어 전자카드 모듈 200 : 주 공정 전자카드 모듈
300 : 계수 전자카드 모듈 400 : 공정제어 전자카드 모듈
500 : 현장 제어장치 소프트웨어 600 : 현장 제어장치

Claims (6)

  1. 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치에 있어서,
    현장 제어장치의 내부프로그램(Firmware)을 외부에서 수정하여 저장하는 메모리 전자카드를 내장하고 있으며, 소프트웨어(LCU Master)와 RS232 통신으로 내부프로그램을 저장하는 기능과, 독립적으로 동작하는 중앙처리장치와 복합논리소자를 이용하여 메모리에 저장된 데이터가 정상인지 검증하는 기능과, 메모리에 저장된 각종 데이터를 개인용 컴퓨터로 읽어 쉽게 확인이 가능하도록 하는 기능을 갖는 주제어 전자카드 모듈과;
    현장 제어장치의 통신(RS485)과 디지털 입출력 기능을 수행하는 기능과, 내장되어 있는 중앙연산처리장치(CPU)를 통해 데이터 및 어드레스 버스신호를 제어하는 기능을 갖는 주 공정 전자카드 모듈과;
    방사선 검출기 출력신호 처리와 전자카드 내부의 주요 신호인 계수, 고전압, +5, +10, ±15 Vdc, JAM, WARN, ALARM, FAIL, RESET, RESTART의 12개의 물리량을 셀프 감시하는 전자카드를 내장하고 있으며, 방사선 검출기의 동작을 위한 100 ∼ 2,000 Vdc, 1 mA의 고전압 공급과 방사선 검출기에서 출력되는 검출신호를 측정하는 기능과, 소프트웨어(LCU Master)와 연결하여 주요 신호인 0 ∼ 10 Vdc, 4 ∼ 20 mA의 아날로그 계수 값, 고전압 공급 수치, +5, +10, ±15 Vdc의 동작전원 및 현장 제어장치의 상태를 실시간 감시하는 기능과, 감시시스템에 오동작 신호가 발생하는 경우, 오동작이 발생하는 시점에서 오동작이 발생하는 시점전과 시점후의 3분간의 정보를 자동으로 메모리에 저장하는 기능을 갖는 계수 전자카드 모듈과;
    현장 제어장치와 연결된 외부의 다양한 릴레이, 스위치, 램프의 기구장치를 동작하는데 필요한 디지털 신호를 제어하는 기능을 갖는 공정제어 전자카드 모듈과;
    상기 주제어 전자카드 모듈과, 주 공정 전자카드 모듈과, 계수 전자카드 모듈과, 공정제어 전자카드 모듈을 실행시키는데, 주제어 전자카드의 현장 제어장치(LCU) 운용 내부프로그램을 개인용 PC에서 다운로드하거나, 주제어 전자카드에 저장되어 있는 파일을 개인용 PC에서 저장하며, 서로 비교하게 하는 기능과, 계수 전자카드로 입력되는 방사선 검출기의 펄스 카운트 값을 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드로 입력되는 다양한 방사선의 ALARM, WARNING, FAIL, HORN, BEACON의 상태신호를 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 사용 중인 실시간(Real Time Clock, RTC)을 셋팅하거나 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 지정한 모든 어드레스 영역을 읽거나 쓸 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에서 사용되는 +5, +10, ±15 Vdc 및 고전압 상태를 확인할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드에 입력되는 4채널의 아날로그 값과 출력되는 디지털 값을 확인할 수 있게 하며, 자체 메모리에 저장할 수 있는 기능과, 계수 전자카드를 이용하여 로깅된 전원과 고전압, 출력 디지털 값을 그래프로 표시할 수 있게 하는 기능과, 계수 전자카드의 로깅주기를 제어할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 6점의 릴레이(SSR)출력을 제어할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 동작 전원(AC입력) 상태를 확인할 수 있게 하는 기능과, 공정제어 전자카드로 입력되는 7점의 스위치 입력상태를 확인할 수 있게 하는 기능을 수행하게 하는 현장 제어장치 소프트웨어(LCU Master); 을 포함함을 특징으로 하는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주제어 전자카드 모듈에 내장되는 주제어 전자카드는 메모리 전자카드이며, 상기 카드의 저장 메모리는 내부프로그램 다운로드와 업로드를 위해 EPROM(1Mbyte)을, 저장을 위해 FLASH MEMORY(2Mbyte)를 사용하는 것을 포함함을 특징으로 하는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주 공정 전자카드 모듈에는 2개의 전류환형(Current Loop) 통신채널과, 프로그램을 저장하는 ROM과, 보드 내부의 배터리로 동작하는 RAM이 장착되어 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 계수 전자카드 모듈은 중앙연산처리장치(CPU)와 복합논리소자를 이용하여 회로를 구성하고, 현장에서의 시험을 위해 18 bit 펄스 발진회로도 추가한 것을 포함함을 특징으로 하는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공정제어 전자카드 모듈은 중앙연산처리장치(CPU)와 복합논리소자를 이용하여 회로를 구성한 것을 포함함을 특징으로 하는 원자력발전소 방사선 감시시스템용 셀프기능을 갖는 현장 제어장치.
  6. 삭제
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