KR20010076719A - 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조 - Google Patents
원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 장치에 관한 것으로서, 발전소의 전반적인 상태를 한눈에 파악하기 위한 발전소 전체 계통의 개요 및 주요 기기변수들의 현 상태인 대형 발전소 개요를 표시해주는 대형정보표시판, 상기 대형정보표시판의 발전소 정보를 받아 원자로운전원 및 터빈운전원이 장악하여 각각의 원자로 및 터빈 운전에 필요한 직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대, 원자력발전소의 발전과장이 장악하여 발전과장 직무를 수행할 수 있도록 설계된 발전과장 작업대 및 상기 모든 운전원 작업대가 고장 등의 이유로 사용이 불가능해졌을 경우에도 발전소 안전을 유지할 수 있는 운전직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대인 안전제어반을 포함함으로써, 운전수행도를 높이고 부적절한 인간-기계 연계로 인한 운전원의 조작 오류를 방지하여 원자력발전소의 안정성 및 경제성 향상을 꾀할 수 있는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 ‘주제어실 인간-기계 연계 배치 개요’로 원자력발전소 첨단 주제어실 내에 설치되는 컴퓨터 기반의 인간-기계 연계 배치 구조에 관한 것이다.
기존의 원자력발전소 주제어실 내에 설치된 인간-기계 연계는 컴퓨터 기반이 아닌 전기/기계(electro-mechanical) 기반임에 따라, 이러한 인간-기계 연계를 설계함에 있어서 사용자 편의성과 효율성을 확보하기 위해서는 계기판 정보의 가시성, 제어기에의 접근성, 운전원의 동선 등 주로 인체공학(Anthropometry) 원리만이 설계에 적용되었다.
최근 컴퓨터 기술의 급속한 발달로 인하여 컴퓨터가 제공하는 화면, 즉 컴퓨터 인간-기계 연계를 통하여 발전소 상태를 파악하고 발전소 기기들을 제어할 수 있게 됨에 따라, 이러한 컴퓨터 기반의 인간-기계 연계를 사용함으로써 얻어지는 많은 장점들로 인하여 앞으로 설계되는 첨단 주제어실에는 이러한 컴퓨터 인간-기계 연계의 설치가 선호되는 추세를 보이고 있으며, 기존의 전기/기계 기반의 인간-기계 연계 또한 점차 컴퓨터 기반 기기로 교체되는 추세이다.
기존 주제어실에는 주제어실 벽면을 따라 설치된 배전반에 모든 인간-기계연계들이 위치되어 있어 운전원이 배전반을 따라 움직이기만 하면 발전소 정보 전체를 파악할 수 있고 필요한 기기조작을 신속하게 할 수 있는 반면, 컴퓨터 기반 인간-기계 연계로 구성되는 첨단 주제어실에서는 일부의 발전소 정보 및 제어수단만이 컴퓨터 화면에 제공됨에 따라, 편의성 및 효율성이 보장된 인간-기계 설계를 위하여 주제어실에서는 운전원이 수행하는 모든 직무를 종합적으로 분석하여 첨단 주제어실에는 어떠한 종류의 인간-기계 연계들이 필요하며, 각각의 인간-기계 연계에는 어떠한 정보 및 제어수단을 제공할 것인가에 대한 방안을 결정해야 하고, 이를 위해서는 기존의 인체공학 및 인간공학 원리뿐만 아니라 인간-컴퓨터 상호작용(human-computer interaction) 및 인지공학(cognitive engineering) 원리들이 매우 중요하게 적용되어야 하는 문제가 발생한다.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 원자력발전소 첨단 주제어실 내에 설치되는 각종 컴퓨터 기반(computer-based)의 인간-기계 연계(man-machine interface)를 인간공학 및 인지공학 원리를 적용하여 설계함으로써 운전원에게 편의성과 효율성이 증대된 발전소 상태 파악 및 제어 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원자력발전소의 전반적인 상태를 한눈에 파악하기 위한 발전소 전체 계통의 개요 및 주요 기기변수들의 현 상태인 대형 발전소 개요를 표시해주는 대형정보표시판과, 상기 대형정보표시판의 발전소정보를 받아 원자로운전원 및 터빈운전원이 장악하여 각각의 원자로 및 터빈 운전에 필요한 직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대와, 원자력발전소의 발전과장이 장악하여 발전과장 직무를 수행할 수 있도록 설계된 발전과장 작업대 및 상기 모든 운전원 작업대가 고장 등의 이유로 사용이 불가능해졌을 경우에도 발전소 안전을 유지할 수 있는 운전직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대인 안전제어반을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 원자력발전소 첨단 주제어실 내에 설치되는 컴퓨터 기반의 인간-기계 연계를 인간-컴퓨터 상호작용 및 인간공학/인지공학 원리들을 적용하여 설계함으로써, 주제어실 운전원들이 발전소운전을 편리하고 효율적으로 수행할 수 있도록 함과 동시에 부적절한 인간-기계 연계 설계로 인한 조작 오류를 방지함으로써 원자력발전소의 안정성을 확보하고자 한다.
도 1 은 본 발명의 주제어실 주변 배치 개요 구조도,
도 2 는 본 발명이 적용되는 주제어실 인간-기계 연계 배치 개요 구조도,
도 3 은 본 발명에 따른 위에서 본 대형정보표시판 배치 구조도,
도 4 는 본 발명에 따른 옆에서 본 대형정보표시판 배치 구조도,
도 5 는 본 발명에 따른 RO 및 TO Workstation의 인간-기계 연계 배치 구 조도,
도 6 은 본 발명에 따른 워크스테이션(Workstation) 측면 구조도,
도 7 은 본 발명에 따른 안전 콘솔(Safety Console) 개요 구조도.
* 도면의 주요부분에 따른 부호의 설명
100 : 주제어실 110 : 대형정보표시판
121 : 원자로운전원 작업대 121a : 대형정보표시판 중앙부
121b : 대형정보표시판 왼쪽 날개부 122, 122b : 터빈운전원 작업대
122a : 대형정보표시판 오른쪽 날개부 122c : 컴퓨터 모니터
122d : 평면 모니터 122e : 컴퓨터 모니터
122f : 평면 모니터 130 : 발전과장 작업대
140 : 발전부장 및 안전과장 작업대 150 : 안전제어반
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명의 주제어실 주변 배치 개요 구조도로서, ‘주제어실 인간-기계 연계 배치 개요’인 컴퓨터 기반(computer-based)의 인간-기계 연계(Man-Machine Interface, 이하 MMI라 칭함)가 설치되는 원자력발전소의 첨단 주제어실 및 주변 방들의 구성을 보여준다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 주제어실 인간-기계 연계 배치 개요 구조도로서, 원자력발전소 첨단 주제어실 내에 설치되는 컴퓨터 기반의 인간-기계 연계의배치를 보여준다.
그 구조를 보면, 발전소의 전반적인 상태를 한눈에 파악하기 위하여 발전소 전체 계통의 개요 및 주요 기기 변수들의 현 상태를 표시하여 주는 대형 발전소 개요 표시판인 대형정보표시판 (Large Display Panel, 이하 LDP라 칭함)(110), 원자로 운전원 및 터빈 운전원이 장악하여 각 원자로와 터빈 운전에 필요한 직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대인 원자로(RO Workstation)(121) 및 터빈 운전원 작업대(TO Workstation)(122), 발전과장이 장악하여 발전과장 직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대인 발전과장 작업대(CRS Workstation)(130), 발전부장 및 안전과장이 직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대인 발전부장 및 안전과장 작업대(STA/SS)(140) 및 상기 모든 운전원이 작업대가 고장 등의 이유로 사용이 불가능해졌을 경우에도 발전소 안전을 유지할 수 있는 운전직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대인 안전제어반(Safety Console)(150)으로 이루어져 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 위에서 본 대형정보표시판 배치 구조도로서, 발전소 주요 계통의 개요 및 경보 관련 정보를 고정적으로 표시한 상기 LDP(110)의 중앙 부분(121a)과, 운전원이 필요할 경우 기기상태 그래프, 도표, 발전소 계통 상세 도면 등을 유동적으로 표시할 수 있도록 설계된 화면 양쪽의 꺽인 날개 부분(121b, 122a)으로 이루어져 있다.
상기와 같이 배치된 대형정보표시판 은 가능한 한 많은 정보를 표시할 수 있도록 인간공학 기준이 허용하고 운전편의성을 저해하지 않는 범위 내에서 최대한의 면적을 갖도록 설계하고, 대형정보표시판의 양쪽 날개를 꺽어 중앙 부분에는 발전소 개요 및 경보와 관련된 정보를 고정적으로 표시하는 반면, 양쪽 날개 부분에는 운전원이 상황에 따라 필요한 발전소 기기 상태 등에 관한 정보를 유동적으로 표시하도록 설계하였다.
도 4 는 본 발명에 따른 옆에서 본 대형정보표시판 배치 구조도로서, 운전원의 가시성 향상을 위하여 앞쪽으로 약간 기울인 형태로 대형정보표시판 을 설치하였다.
도 5 는 본 발명에 따른 원자로운전원(RO Workstation) 및 터빈운전원 작업대(TO Workstation)의 인간-기계 연계 배치 구조도로서, 상기 RO Workstation는 평소에는 앉아서 운전하는 것으로 가정하여 설계하나, 필요한 경우 일어선 상태에서도 운전직무를 수행할 수 있도록 하고, 트랙볼 또는 마우스로 조작하는 네 대의 컴퓨터 모니터와 손가락 접촉으로 조작하는 새 대의 평면모니터로 구성된다.
또한 상기 TO Workstation는 평소에는 앉아서 운전하는 것으로 가정하여 설계하나, 필요할 경우 일어선 상태에서도 운전직무를 수행할 수 있도록 하며, 트랙볼 또는 마우스로 조작하는 네 대의 컴퓨터 모니터와 손가락 접촉으로 조작하는 세 대의 평면모니터로 구성된다.
상기와 같이 배치된 인간-기계 연계 배치에 따라 발전소 운전 수행시 운전원은 먼저 발전소 상태를 감시하고, 이상상태 발견 및 감지시 상세 정보를 취득하고, 필요시 기기 조작을 통하여 조치를 취한다는 주제어실 운전원 행동 모델에 따라 이러한 일련의 운전원 직무들을 효과적으로 수행할 수 있도록 발전소 상태 감시에 필요한 대형정보표시판을 제공하며, 이상상태 발견 및 상세 정보 취득에 필요한 작업대 모니터(CRT)를 제공하고, 마지막으로 손가락 조작으로 기기를 제어할 수 있는 평면 모니터를 제공하는 종합적인 첨단 주 제어실 인간-기계 연계를 설계한다.
도 6 은 본 발명에 따른 워크스테이션(Workstation) 측면 구조도로서, 원자로 및 터빈 운전원 또는 발전과장(Control Room Supervisor, 이하 CRS)용 작업대의 측면을 보여주는 것으로, 평소에는 앉아서 운전하는 것으로 가정하여 설계하나, 필요할 경우 일어선 상태에서도 운전직무를 수행할 수 있도록 하고, 트랙볼 또는 마우스로 조작하는 네 대의 컴퓨터 모니터와 손가락 접촉으로 조작하는 세 대의 평면모니터로 구성된다.
도 7 은 본 발명에 따른 안전 콘솔(Safety Console) 개요 구조도로서, 작업대가 고장 등의 이유로 사용할 수 없게 되었을 때 발전소 상태파악 및 제어를 할 수 있도록 설치되는 안전제어반(safety console)의 개요를 보여준다.
상기 안전제어반의 일부 기능은 발전소 기동시에도 사용되나, 일반적으로 발전소가 정상적으로 운전중일 때는 사용되지 않는다.
상술한 바와 같이 본 발명은 인간-컴퓨터 상호작용 및 인간공학/인지공학 원리를 적용하여 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계를 배치 설계하고, 주제어실 운전원들에게 편리하고 효율적인 발전소 정보 및 제어수단을 제공함으로써 운전수행도(operating performance)를 높이고 부적절한 인간-기계 연계로 인한 운전원의 조작 오류를 방지하여 원자력발전소의 안정성 및 경제성 향상을 꾀할 수 있는 효과를 갖는다.
Claims (9)
- 원자력발전소의 안정성 및 경제성 향상을 위한 인간-기계 연계 배치에 있어서,상기 발전소의 전반적인 상태를 한눈에 파악하기 위한 발전소 전체 계통의 개요 및 주요 기기변수들의 현 상태인 대형 발전소 개요를 표시해주는 대형정보표시판과;상기 대형정보표시판의 발전소 정보를 받아 원자로운전원 및 터빈운전원이 장악하여 각각의 원자로 및 터빈 운전에 필요한 직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대와;원자력발전소의 발전과장이 장악하여 발전과장 직무를 수행할 수 있도록 설계된 발전과장 작업대; 및상기 모든 운전원 작업대가 고장 등의 이유로 사용이 불가능해졌을 경우에도 발전소 안전을 유지할 수 있는 운전직무를 수행할 수 있도록 설계된 작업대인 안전제어반을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 대형정보표시판은발전소 주요 계통의 개요 및 경보 관련 정보를 고정적으로 표시한 중앙부분과, 운전원이 필요할 경우 기기상태 그래프, 도표, 발전소 계통 상세도면을 유동적으로 표시한 화면 양쪽의 꺽인 날개 부분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
- 제 2 항에 있어서, 상기 대형정보표시판은가능한 한 많은 정보를 표시할 수 있도록 인간공학 기준이 허용하고 운전편의성을 저해하지 않는 범위 내에서 최대한의 면적을 갖도록 설계한 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 대형정보표시판은앞쪽으로 기울인 형태로 설치하여 운전원의 가시성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 원자로운전원 및 터빈운전원 작업대는평소 앉아서 운전하는 것으로 가정하여 설계하나, 필요할 경우 일어선 상태에서도 운전직무를 수행할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
- 제 5 항에 있어서, 상기 원자로 및 터빈운전원 작업대는트랙볼 또는 마우스로 조작하는 다수 개의 컴퓨터 모니터와 손가락 접촉으로 조작하는 일정개수의 평면모니터로 구성된 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
- 제 6 항에 있어서,원자로운전원과 터빈운전원의 원활한 의사소통을 위해 서로 접근시키는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발전과장 작업대는평소에는 앉아서 작업하는 것으로 가정하여 설계하나, 필요할 경우 일어선 상태에서도 운전직무를 수행할 수 있도록 하며, 트랙볼이나 마우스로 조작하는 다수개의 컴퓨터 모니터와 손가락 접촉으로 조작하는 일정 개수의 평면 모니터로 이루어진 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 안전제어반은발전소 기동시에도 사용되는 기능과 발전소가 정상적으로 운전중일 때는 사용되지 않는 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 원자력발전소 첨단 주제어실의 인간-기계 연계 배치 구조.
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