KR101498043B1 - 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템 - Google Patents

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KR101498043B1
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주식회사 포뉴텍
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Abstract

본 발명은 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템에 관한 것으로서, 독립적으로 동작하는 복수의 채널을 포함하는 원자로 보호계통에 적용되는 발전소 모의 제어기에서, 원자로 계통들의 상태를 나타내는 공정 변수별 감지 신호들을 수신하고, 상기 수신한 감지 신호를 데이터 패킷 형태의 입력 신호로 변환하여 출력하는 입출력 모듈; 원자로 계통들의 상태를 나타내는 복수의 공정 변수를 사용하여 정의된 데이터 패킷 형태의 입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호의 데이터 패킷을 분석한 후 데이터 타입별로 데이터를 통합하여 최소 패킷 크기로 재정의하는 채널별로 구비된 패킷 재정의 모듈; 및 상기 패킷 재정의 모듈을 통해 입력받은 입력 신호에 대한 비교논리, 동시논리, 개시논리, 계통간 연계 시험 기능을 수행하는 복수의 프로세서들을 통합하여 관리하고, 상기 복수의 프로세서들의 시험 또는 진단 동작에 의해 상기 원자로 보호계통 또는 공학적 안전 설비(Engineered Safety Features, ESF)의 동작 제어를 위한 트립 신호, 개시 신호 또는 우회 신호를 발생하는 채널별로 구비된 프로세서 모듈; 및 상기 복수의 채널에서 각각 발생된 상기 공정 변수별 트립 신호를 고속 데이터 링크를 통해 동일 채널 또는 타채널의 프로세서에 전송하여 각 채널간에 정보를 교환하고, 채널내 통신을 통해 각 프로세서들간의 정보 교환 기능을 수행하는 통신 모듈을 포함한다. 따라서, 본 발명은 데이터 변경시 통신 모듈의 수정없이 데이터 패킷을 재정의하여 통신이 가능하도록 함으로써 발전소 모의 제어기의 설계가 변경되더라도 패킷 재정의를 통해 각 구성요소에 설계 변경 사항을 즉시 반영할 수 있고, 그로 인해 기존에 통신 모듈의 수정에 소요되던 인력, 부품 또는 시간의 비용이 소모되는 것을 방지할 수 있다.

Description

발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템{System for Redefining data packet of Power Plant Simulator}
본 발명은 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전소 모의 제어기의 데이터 변경시 통신 모듈의 수정없이 데이터 패킷을 재정의하여 통신이 가능하도록 하는 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템에 관한 것이다.
원자력 발전소는 보통 100개 이상의 개별적 기능을 가진 계통으로 구성된다. 이들은 크게 원자로를 중심으로 한 핵 증기 공급계통(NSSS: Nuclear Steam Supply System), 증기를 발전기로 전달하는 2차 순환냉각계통, 및 2차 계통으로부터 증기를 공급 받아 발전기를 돌리는 터빈 발전기 계통 그리고 기타 부수설비로 구분된다.
현재 한국 원자력발전소의 주종을 이루고 있는 가압 경수로형 발전소를 살펴보면 원자로를 중심으로 한 1차 계통, 증기발생기, 터빈, 발전기 및 복수기를 포함한 2차 계통, 사고에 대비한 공학적 안전설비계통, 송배전계통, 계측제어계통, 기타 보조계통들로 구성되어 있다.
이와 같은 원자력 발전소 운전을 수행하면서 각 계통의 건전성을 감시하기 위하여 여러 종류의 센서를 원자로 계통에 설치하고 센서로부터의 감지 신호들을 감시하여 원자력 발전소의 상태를 파악한다. 원자력 발전소 운전중 원자로의 안전에 영향을 미치는 계통의 이상이나 핵증기 공급계통 내의 냉각 기능의 이상이 발생하면 원자로를 보호하기 위하여 원자로 보호계통은 이상 상태를 감지하여 제어봉 낙하에 의한 원자로 정지기능을 구동하고, 공학적 안전설비 작동계통을 구동하여 원자로를 냉각시키도록 한다.
원자로 보호계통은 원자로 보호 기능을 수행하여 원자력 발전소에 사고가 발생하더라도 원자력 발전소를 안전한 상태로 유지하고, 방사선 및 방사능 물질이 외부로 누출되지 않도록 한다. 따라서 원자로 보호계통은 원자력 발전소 안전성 및 신뢰성에 가장 중요한 역할을 담당하는 계통으로서, 발전소 현장에 적용되기 위해서는 고신뢰도의 높은 정밀성을 가진 시스템이 되어야 하고, 원자로를 정지시켜야 하는 조건에서 원자로 보호계통은 원자로 보호계통 내부 및 외부의 어떠한 상황 하에서도 원자로를 정지시키는 기능을 수행하여야 하며, 아울러 원자로를 정지시키지 않아야 하는 조건에서는 원자로를 정지시키지 않아야 하는 기능을 수행하여야 한다.
이에, 원자력발전소를 포함한 모든 발전용 플랜트의 안전성 확보, 효율적 운전 및 운전원의 운전능력 배양을 위해 시뮬레이션 기능을 추가하여 운전원이 많은 운영에 대한 연습을 수행하도록 하고 있다.
그러나, 원자력 발전소에 적용되는 시뮬레이션은 소프트웨어적으로 개발되어 방대한 발전소 시스템에 적용되어진 하나의 기능으로 제공되어지는 것으로서, 단순히 계산된 결과값만을 제공하여 발전소 운영관련 훈련을 수행하도록 구성된다.
선행 기술자료로서, 한국등록특허 제10-1394702호의 프로그램 기반의 시뮬레이터 및 시뮬레이션 방법은 시스템 모델링에 입력되는 명령과 이에 따른 출력 신호를 연동시켜 출력 신호를 자동으로 생성시키도록 하는 기술이 공지되어 있다.
그러나, 원자력 발전 시스템에서 보호계통 관련 시스템은 원자력 발전소의 장애상태를 감시하여 그에 대응되는 정지신호를 발생하도록 해 주는 것으로, 장애 발생시 상당한 위험성을 갖는 원자력 발전소에 있어서는 그 중요성이 더욱 강조되고 있다. 하지만, 훈련원이 단순히 계산값 만을 근거로 보호계통과 같은 중요한 기능들을 훈련하기에는 다소 부족함이 있게 된다.
또한, 원자력 발전소를 운용하다보면 최초 설계를 보완해서 추가로 설계의 수정이 이루어지는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 발전소에 관련된 로직 및 데이터들이 변경될 가능성이 농후하다. 따라서, 원자력 발전소에 적용되는 발전소 모의 제어기도 실제 원자력 발전소와 동일하게 발전소의 설계가 변경되는 경우에 이를 발전소의 각 시스템에 반영하여 운전에 문제가 없도록 해야 한다.
그러나, 종래에 원자력 발전소 적용되는 발전소 모의 제어기는 최초 설계시 정의된 발전소 운전에 관련된 데이터만을 송신 및 수신하도록 통신 장비가 설계되어 있다. 따라서, 발전소의 설계가 변경되면, 발전소 모의 제어기는 통신 장비의 수정 작업을 통해 변경된 데이터의 통신이 가능하도록 하여 발전소 운전이 원활해지도록 해야 한다.
이때, 발전소 모의 제어기는 발전소 설계 변경으로 인한 데이터 변경시 통신 장비를 정지하여 수정 작업을 수행한 후 다시 통신 모듈을 동작시키는 과정을 수행해야하는 번거로움이 있다.
한국등록특허 제10-1394702호 " 프로그램 기반의 시뮬레이터 및 시뮬레이션 방법 "
본 발명은 발전소 모의 제어기의 설계 변경시 각 구성요소에 설계 변경 사항을 반영하여 운전할 수 있도록 통신 장비를 수정해야하는 불편함을 해소할 수 있도록, 데이터 변경시 통신 모듈의 수정없이 데이터 패킷을 재정의하여 통신이 가능하도록 하는 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템를 제공한다.
실시예들 중에서, 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템은, 독립적으로 동작하는 복수의 채널을 포함하는 원자로 보호계통에 적용되는 발전소 모의 제어기에서, 원자로 계통들의 상태를 나타내는 공정 변수별 감지 신호들을 수신하고, 상기 수신한 감지 신호를 데이터 패킷 형태의 입력 신호로 변환하여 출력하는 입출력 모듈; 원자로 계통들의 상태를 나타내는 복수의 공정 변수를 사용하여 정의된 데이터 패킷 형태의 입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호의 데이터 패킷을 분석하여 데이터 포맷의 변경이 감지되면 해당 데이터 패킷의 재정의 동작을 수행하고, 데이터 패킷의 각 데이터 타입별로 데이터를 최소 패킷 크기로 통합하도록 채널별로 구비된 패킷 재정의 모듈; 상기 패킷 재정의 모듈을 통해 입력받은 입력 신호에 대한 비교논리, 동시논리, 개시논리, 계통간 연계 시험 기능을 수행하는 복수의 프로세서들을 통합하여 관리하고, 상기 복수의 프로세서들의 시험 또는 진단 동작에 의해 상기 원자로 보호계통 또는 공학적 안전 설비(Engineered Safety Features, ESF)의 동작 제어를 위한 트립 신호, 개시 신호 또는 우회 신호를 발생하는 채널별로 구비된 프로세서 모듈; 및 상기 복수의 채널에서 각각 발생된 상기 공정 변수별 트립 신호를 고속 데이터 링크를 통해 동일 채널 또는 타채널의 프로세서에 전송하여 각 채널간에 정보를 교환하고, 채널내 통신을 통해 각 프로세서들간의 정보 교환 기능을 수행하는 통신 모듈을 포함하되, 상기 통신 모듈은 동일 채널의 채널내 통신을 위해 트위스트 페어 케이블을 사용하고, 타채널간의 고속데이터 링크(High Speed Link, HSL)를 통한 데이터 전송을 위해 채널간 격리를 유지하도록 광모뎀과 광케이블을 사용하는 것을 특징으로 한다.
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상기 프로세서 모듈은, 상기 입력신호를 기 저장된 설정치와 비교하여 트립신호를 발생하는 상기 채널별로 구비된 적어도 하나 이상의 비교논리 프로세서; 상기 비교논리 프로세서로부터 출력되는 트립신호들에 대해 논리 검증 알고리즘을 수행하여 2채널 이상의 트립 신호가 발생하면 최종 트립신호를 발생하는 적어도 하나 이상의 동시논리 프로세서; 상기 비교논리 프로세서, 동시논리 프로세서, 채널 통신 및 개시논리의 동작 상태를 감시하고, 각 프로세서 관련 논리회로를 시험하는 연계시험 프로세서; 및 상기 원자로 보호계통의 감시, 시험 및 유지 보수 기능을 지원하는 보수시험패널 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서 모듈은 상기 동시논리 프로세서의 논리 검증에 필요한 공정변수의 기준값 또는 트립 신호들을 저장하는 공유 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 패킷 재정의 모듈은, 상기 공정 변수를 사용하여 정의된 데이터 패킷 형태의 입력 신호를 수신하여 저장하는 패킷 저장부; 상기 패킷 저장부에 저장된 데이터 패킷을 분석하여 데이터 포맷의 변경 여부를 감지하고, 데이터 타입별로 분류하여 논리값 타입의 데이터들을 추출하는 패킷 분석부; 상기 패킷 분석부에서 추출한 논리값 타입의 데이터들을 최소 패킷 크기로 데이터 패킷을 통합하여 출력하는 패킷 설정부; 및 상기 데이터 포맷의 변경이 감지되면 변경된 데이터 포맷에 따라 해당 데이터 패킷의 재정의 동작을 수행하고, 상기 데이터 패킷을 통합하도록 상기 패킷 저장부, 패킷 분석부 및 패킷 설정부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템은, 데이터 변경시 통신 모듈의 수정없이 데이터 패킷을 재정의하여 통신이 가능하도록 함으로써 발전소 모의 제어기의 설계가 변경되더라도 패킷 재정의를 통해 각 구성요소에 설계 변경 사항을 즉시 반영할 수 있고, 그로 인해 기존에 통신 모듈의 수정에 소요되던 인력, 부품 또는 시간의 비용이 소모되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템의 전체 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 각 채널간 데이터 전송 상태를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 패킷 재정의 모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템의 전체 구성을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 독립적으로 동작하는 복수의 채널을 포함하는 원자로 보호계통에 적용되는 발전소 모의 제어기에서, 각 채널은 1개의 프로세서 모듈(PM)을 구비하고, 1개의 프로세서 모듈(PM)에 하드웨어 고장(Fail)로 인한 트립을 방지하기 위해 2개의 비교논리 프로세서, 4개의 트립신호용 동시논리 프로세서 및 2개의 ESF 신호용 동시논리 프로세서를 포함한다.
예를 들어, 도 1에서, A채널은 AA와 AF의 비교논리 프로세서, B채널은 BA와 BF의 비교논리 프로세서 프로세서, C채널은 CA와 CF의 비교논리 프로세서, D채널은 DA와 DF의 비교논리 프로세서를 구비하고 있다.
그리고, 동시논리 프로세서는 4개의 트립신호용 동시논리 프로세서(RT_1, RT_2, RT_3, RT_4) 및 2개의 ESF 신호용 동시논리 프로세서(ESF_1, ESF_2)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템는 복수의 입출력 모듈(도시되지 않음), 패킷 재정의 모듈(100) 및 프로세서 모듈(PM)을 포함한다.
입출력 모듈은 센서에 의해 측정되어 원자로 계통들의 상태를 나타내는 공정 변수별 감지 신호들을 수신하고, 수신한 감지 신호를 디지털 값인 입력 신호로 변환하여 패킷 재정의 모듈(100)로 전송한다.
패킷 재정의 모듈(100)은 공정 변수를 사용하여 정의된 데이터 패킷 형태의 입력 신호를 수신하고, 입력신호의 데이터 패킷을 분석하여 데이터 타입에 따라 통합 가능한 데이터들을 통합하여 최소 패킷 크기의 데이터 패킷으로 출력하고, 입력 신호의 데이터 패킷을 분석하여 데이터 포맷의 변경이 감지되면 해당 데이터 패킷의 재정의 동작을 수행한다.
프로세서 모듈(PM)은 패킷 재정의 모듈(100)을 통해 전송되는 데이터 패킷 형태의 입력 신호에 대한 비교논리, 동시논리, 개시논리, 계통간 연계 시험 기능을 수행하는 각각의 프로세서들을 통합하여 관리한다. 따라서, 프로세서 모듈(PM)은 각 프로세서들의 시험 또는 진단 동작에 의해 원자로 보호계통의 동작 제어를 위한 트립 신호 또는 공학적 안전 설비(Engineered Safety Features, ESF)의 동작 제어를 위한 개시 신호, 채널 우회 상태에 따라 트립 신호와 개시 신호의 우회를 위한 우회 신호를 발생한다.
이러한 프로세서 모듈(PM)은 비교논리 프로세서(210), 동시논리 프로세서(RT_1, RT_2, RT_3, RT_4, ESF_1, ESF_2), 연계 시험 프로세서(도시되지 않음) 및 보수시험 패널 프로세서(도시되지 않음)를 포함한다.
비교논리 프로세서(210)는 입력신호를 2개로 나누어 계산하므로 2개의 프로그램 또는 프로세서로 구현되고, 입력신호를 기 저장된 설정치와 비교하여 트립신호를 발생한다.
비교논리 프로세서(210)는 각각의 공정변수에 대하여 독립된 비교논리 기능을 갖고 있으며, 입력된 공정변수 값이 기 저장된 설정치와 비교하여 예비트립 및 트립 여부를 결정한다. 즉, 비교논리 프로세서(210)는 입력신호의 값이 원자로 트립의 설정치 또는 공학적안전 설비의 설정치에 도달하면 트립신호(AA, AF, BA, BF, CA, CF, DA, DF)를 발생시키며, 설정치에 근접했음을 나타내기 위한 예비트립 신호를 발생한다. 이때, 트립신호는 통신 모듈(C0M_1, C0M_2)을 통해 PLC 내부 네트워크를 통해 연계 시험 프로세서로 전송되거나 공유 메모리(도시되지 않음)에 저장된다.
동시논리 프로세서(RT_1, RT_2, RT_3, RT_4, ESF_1, ESF_2)는 4채널의 비교논리 프로세서(210)로부터 출력되는 트립신호들에 대해 2/4 논리조합하는 논리 검증 알고리즘을 수행하여 2채널 이상의 트립 신호가 발생하면 최종 트립신호를 발생한다.
동시논리 프로세서(RT_1, RT_2, RT_3, RT_4, ESF_1, ESF_2)는 동일 입력신호에 대해 2채널 이상에서 트립이 발생한 경우에 최종 트립 신호를 출력하고, 트립 상태를 결정할 때 채널 우회 상태를 고려한다. 동시논리 프로세서는 동일 채널 및 타채널의 비교논리 프로세서(210)로부터 고속데이터링크를 통해 트립신호를 입력받고, 통신 모듈(C0M_1, C0M_2)에 설치된 공유 메모리를 통해 논리 검증에 필요한 공정변수의 기준값 또는 트립 신호들을 공유한다.
연계시험 프로세서는 비교논리 프로세서(210), 동시논리 프로세서(RT_1, RT_2, RT_3, RT_4, ESF_1, ESF_2), 채널 통신용 고속데이터링크 및 개시회로의 동작 상태를 감시하고, 각 프로세서 관련 논리회로를 시험한다. 연계시험 프로세서는 정상 운전시 계통의 안전 기능에 영향을 주지 않도록 피동적인(Passive) 감시 시험을 수행한다. 논리 회로 및 하드웨어의 건전성을 확인하는데 필요한 능동적인(Active) 기능 시험은 보수시험 패널 프로세서에서 요청하는 경우에만 수행한다. 연계시험 프로세서는 센서 검사, 비교논리 회로 시험, 노심호보호연산기 시험, 동시논리회로 시험, 원자로정시 개시회로 시험, 우회 시험, 프로세서 동작 시험 등을 수행한다.
보수시험 패널 프로세서는 원자로 보호계통의 감시, 시험 및 유지 보수 기능을 지원하기 위해 필요한 인간-기계 인터페이스(Man-Machine Interface) 소프트웨어와 통신 소프트웨어로 구성된다.
한편, 통신 모듈(C0M_1, C0M_2)은 4채널에서 각각 발생된 공정 변수별 트립 신호를 고속데이터 링크를 통해 동일 채널 또는 타채널의 동시논리 프로세서에 전송하여 각 채널간에 정보를 교환하고, 채널내 통신을 통해 각 프로세서들간의 정보 교환 기능을 수행한다.
통신 모듈(C0M_1, C0M_2)은 1.5Mbps 전송 속도를 갖는 고성능 시리얼 데이터 전송 네트워크를 형성하며, 프로세서 모듈(PM) 내의 각 프로세서 상호간의 통신을 담당한다. 이러한 통신 모듈(C0M_1, C0M_2)은 비교논리 프로세서(210), 동시논리 프로세서(RT_1, RT_2, RT_3, RT_4, ESF_1, ESF_2) 및 연계시험 프로세서 등에 2중으로 설치되어 각 프로세서간에 필요한 데이터를 송수신하지만, 트립신호 또는 ESF 개시 신호는 처리하지 않는다. 통신 모듈(C0M_1, C0M_2)은 2/4 논리를 검증하는 채널당 4개씩 설치된 동시논리 프로세서에 공유 메모리를 제공한다.
각 프로세서는 PLC(Programmable Logic Controller)를 사용하며, 상태 및 시험 정보의 교류를 위해 PLC의 내부 네트워크를 사용한다. 이때, 1채널 내 네트워크를 관장하는 2개의 통신 모듈(COM_1, COM_2)이 동시 고장일 경우에, 1채널 트립이 발생한다. 따라서 보수시험 패널 프로세서는 트립 우회, 설정치 변경 및 계통상태 감시를 위해 이 네트워크에 접속한다.
한편, 원자로 정지를 위한 트립 신호는 가변 과출력 트립, 고 대수출력준위 트립, 고 국부출력밀도 트립, 저 핵비등이탈률 트립, 가압기 고압력 트립, 가압기 저압력 트립, 증기발생기 저수위 트립, 증기발생기 저압력 트립, 원자로 건물 고압력 트립, 증기발생기 고수위 트립, 원자로 냉각재 저유량 트립, 수동 원자로 트립 중 어느 하나 이상의 상태에서 발생한다.
ESF 개시 신호는 안전주입 작동 신호, 원자로건물격리 작동신호, 원자로건물살수 작동신호, 주증기격리 신호, 보조급수 작동신호, 재순환 작동신호를 위해 발생된다.
운전 우회는 발전소 기동, 정지 및 저출력 운전 시험을 가능하게 하기 위해 제공되고, 주제어반의 원격제어모듈, 보수시험 패널 프로세서 및 원격정지 패널 등에서 수행되는 것으로서, 가압기 압력 저 신호 우회, 고 대수출력준위 우회, 트립채널 우회를 시행한다.
도 2는 도 1의 각 채널간 데이터 전송 상태를 설명하는 도면이다.
도 2를 참고하면, 통신 모듈(C0M_1, C0M_2)은 동일 채널의 채널내 통신을 위해 트위스트 페어 케이블을 사용하고, 타채널 간의 고속데이터 링크(High Speed Link, HSL)를 통한 데이터 전송을 위해 채널간 격리를 유지하도록 광모뎀과 광케이블을 사용한다. 즉, 동일 채널의 트립 신호는 실배선으로 연결되고, 다른 채널의 트립 신호는 광케이블을 통해 연결된다.
프로세서 모듈(PM)별 비교논리 프로세서(210)의 고속 데이터 링크 통신은 아래 표 1에 나타나있고, 동시논리 프로세서와 비교논리 프로세서(210)에의 고속 데이터 링크 통신은 아래 표 2에 나타나있다.
A채널 B채널 C채널 D채널
포트1 포트2 포트1 포트2 포트1 포트2 포트1 포트2
D채널 A채널 B채널 C채널
A채널의 동시논리
프로세서		 B채널의 동시논리
프로세서		 C채널의 동시논리
프로세서		 D채널의 동시논리
프로세서
포트1 포트2 포트1 포트2 포트1 포트2 포트1 포트2
A채널의 비교논리프로세서 D채널의 비교논리 프로세서 C채널의 비교논리 프로세서 B채널의 비교논리 프로세서 B채널의 비교논리 프로세서 C채널의 비교논리 프로세서 D채널의 비교논리 프로세서 A채널의 비교논리 프로세서
도 3은 도 1의 패킷 재정의 모듈의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3을 참고하면, 패킷 재정의 모듈(100)은 패킷 저장부(110), 패킷 분석부(120), 패킷 설정부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
패킷 저장부(110)는 각 공정 변수를 사용하여 정의된 데이터 패킷을 수신하여 임시 저장한다. 패킷 분석부(120)는 패킷 저장부(110)에 저장된 데이터 패킷을 논리값 타입의 데이터와 실수값 타입의 데이터로 분류하고, 논리값 타입의 데이터 패킷만을 추출한다.
패킷 설정부(130)는 패킷 분석부(120)에서 추출한 논리값 타입의 데이터들을 최소 패킷 크기로 통합한 후 데이터 패킷을 재정의하여 각 채널의 비교논리 프로세서(210)로 출력한다.
제어부(140)는 데이터 포맷의 변경이 감지되면 해당 데이터 패킷의 재정의 동작을 수행하는데, 발전소 설계 변경으로 인해 데이터 포맷이 변경되면 변경된 데이터 포맷에 따라 패킷 재정의 동작을 통해 이전 프로토콜의 데이터 패킷을 변경된 프로토콜의 데이터 패킷으로 변환하여 프로세서 모듈에 전송되도록 패킷 저장부(110), 패킷 분석부(120) 및 패킷 설정부(130)의 동작을 제어한다.
또한, 제어부(140)는 프로세서 모듈(PM)로 출력되는 데이터 패킷이 최소 패킷 크기가 되도록 논리값 타입의 데이터 패킷을 통합하도록 패킷 저장부(110), 패킷 분석부(120) 및 패킷 설정부(130)의 동작을 제어한다.
예를 들어, 고속 데이터 링크 통신은 128 바이트(Byte)로 정해져 있고, 실수값(Real) 타입의 데이터는 8바이트를 사용하고, 논리값(Boolean) 타입의 데이터는 1비트(bit)를 사용하며, 1바이트의 데이터는 8비트의 데이터를 묶어서 보낼 수 있다.
따라서, 패킷 저장부(110)는 입출력 모듈을 통해 입력되는 데이터 패킷을 임시로 저장하고, 패킷 분석부(120)는 데이터 패킷의 데이터 타입을 분류한 후 논리값 타입의 데이터들만 추출한다.
최소 패킷 크기가 4바이트이고, 데이터 패킷이 실수값 타입의 데이터(D11), 논리값 타입의 데이터(D12), 실수값 타입의 데이터(D13) 및 논리값 타입의 데이터(D14)으로 정의되었다고 가정한다. 이때, 데이터 패킷은 D11에 8바이트, D12에 4바이트, D13에 8바이트, D14에 4바이트를 할당하여 총 24바이트를 사용하게 된다.
그러면, 패킷 설정부(130)는 논리값 타입의 데이터인 D12와 D14를 통합하여 논리값 타입의 통합 데이터(D21)를 4바이트를 사용하고, 데이터 패킷을 통합 데이터(D21), 실수값 타입의 데이터(D11)에 8바이트, 실수값 타입의 데이터(D13)에 8바이트를 각각 사용하여 총 20바이트의 데이터 패킷으로 재정의하여 출력한다.
따라서, 패킷 재정의 모듈(100)은 24바이트의 데이터 패킷을 논리값 타입의 데이터들을 통합하여 최소 패킷 크기로 재정의함으로써 총 20바이트를 사용하여 각 채널의 비교논리 프로세서(210)로 전송할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템는 발전소 모의 제어기의 고속 데이터 통신에서 데이터가 변경된 경우에 통신 모듈을 수정하지 않고도 데이터 패킷을 재정의하여 통신이 가능하도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 패킷 재정의 모듈 110 : 패킷 저장부
120 : 패킷 분석부 130 : 패킷 설정부
140 : 제어부 200 : 비교논리 프로세서
PM : 프로세서 모듈

Claims (5)

  1. 독립적으로 동작하는 복수의 채널을 포함하는 원자로 보호계통에 적용되는 발전소 모의 제어기에서,
    원자로 계통들의 상태를 나타내는 공정 변수별 감지 신호들을 수신하고, 상기 수신한 감지 신호를 데이터 패킷 형태의 입력 신호로 변환하여 출력하는 입출력 모듈;
    원자로 계통들의 상태를 나타내는 복수의 공정 변수를 사용하여 정의된 데이터 패킷 형태의 입력 신호를 수신하고, 상기 입력 신호의 데이터 패킷을 분석하여 데이터 포맷의 변경이 감지되면 해당 데이터 패킷의 재정의 동작을 수행하고, 데이터 패킷의 각 데이터 타입별로 데이터를 최소 패킷 크기로 통합하도록 채널별로 구비된 패킷 재정의 모듈;
    상기 패킷 재정의 모듈을 통해 입력받은 입력 신호에 대한 비교논리, 동시논리, 개시논리, 계통간 연계 시험 기능을 수행하는 복수의 프로세서들을 통합하여 관리하고, 상기 복수의 프로세서들의 시험 또는 진단 동작에 의해 상기 원자로 보호계통 또는 공학적 안전 설비(Engineered Safety Features, ESF)의 동작 제어를 위한 트립 신호, 개시 신호 또는 우회 신호를 발생하는 채널별로 구비된 프로세서 모듈; 및
    상기 복수의 채널에서 각각 발생된 상기 공정 변수별 트립 신호를 고속 데이터 링크를 통해 동일 채널 또는 타채널의 프로세서에 전송하여 각 채널간에 정보를 교환하고, 채널내 통신을 통해 각 프로세서들간의 정보 교환 기능을 수행하는 통신 모듈을 포함하되,
    상기 통신 모듈은 동일 채널의 채널내 통신을 위해 트위스트 페어 케이블을 사용하고, 타채널간의 고속데이터 링크(High Speed Link, HSL)를 통한 데이터 전송을 위해 채널간 격리를 유지하도록 광모뎀과 광케이블을 사용하는 것을 특징으로 하는 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서 모듈은,
    상기 입력신호를 기 저장된 설정치와 비교하여 트립신호를 발생하는 상기 채널별로 구비된 적어도 하나 이상의 비교논리 프로세서;
    상기 비교논리 프로세서로부터 출력되는 트립신호들에 대해 논리 검증 알고리즘을 수행하여 2채널 이상의 트립 신호가 발생하면 최종 트립신호를 발생하는 적어도 하나 이상의 동시논리 프로세서;
    상기 비교논리 프로세서, 동시논리 프로세서, 채널 통신 및 개시논리의 동작 상태를 감시하고, 각 프로세서 관련 논리회로를 시험하는 연계시험 프로세서; 및
    상기 원자로 보호계통의 감시, 시험 및 유지 보수 기능을 지원하는 보수시험패널 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서 모듈은 상기 동시논리 프로세서의 논리 검증에 필요한 공정변수의 기준값 또는 트립 신호들을 저장하는 공유 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패킷 재정의 모듈은,
    상기 공정 변수를 사용하여 정의된 데이터 패킷 형태의 입력 신호를 수신하여 저장하는 패킷 저장부;
    상기 패킷 저장부에 저장된 데이터 패킷을 분석하여 데이터 포맷의 변경 여부를 감지하고, 데이터 타입별로 분류하여 논리값 타입의 데이터들을 추출하는 패킷 분석부;
    상기 패킷 분석부에서 추출한 논리값 타입의 데이터들을 최소 패킷 크기로 데이터 패킷을 통합하여 출력하는 패킷 설정부; 및
    상기 데이터 포맷의 변경이 감지되면 변경된 데이터 포맷에 따라 해당 데이터 패킷의 재정의 동작을 수행하고, 상기 데이터 패킷을 통합하도록 상기 패킷 저장부, 패킷 분석부 및 패킷 설정부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 모의 제어기의 데이터 패킷 재정의 시스템.
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