KR20120034975A - Simulator for nuclear fuel crane - Google Patents

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김원경
김철효
이일성
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Abstract

PURPOSE: A nuclear fuel handling crane simulator is provided to reduce inspecting time and costs by accurately indicating the location and cause in which an error is created. CONSTITUTION: A controller(10) controls a nuclear fuel handling crane. The controller outputs an answer signal about control commands by receiving the control commands. An embedded board(20) outputs location information about a transfer command among the control commands. A computer(30) inputs various set values in the embedded board. A computer(40) for HMI(Human Machine Interface) determines whether an error is generated or not by checking the control commands of the controller and the answer signal of the embedded board. The computer for HMI indicates the generation of the error in screen. An error indication part(50) indicates blocks according to function. The error indication part indicates a generation signal route of the error by interpreting PLC data of the controller.

Description

핵연료 취급 기중기 시뮬레이터{Simulator for nuclear fuel crane}Simulator for nuclear fuel crane

본 발명은 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접근이 용이하지 않은 액연료 취급 기중기와 동일한 조건의 구성으로 상시 핵연료 취급 기중기의 동작을 재현하고 이상의 발생시 더 정확한 표시가 가능하도록 한 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터에 관한 것이다.
The present invention relates to a fuel handling crane simulator, and more particularly, to reproduce the operation of the fuel handling crane at the same conditions as the liquid fuel handling crane which is not easily accessible, and to handle the fuel more precisely in the event of an abnormality. It is about a crane simulator.

일반적으로, 핵연료 취급 기중기는 원자력 발전소 정기점검 기간 중 핵연료를 교체하는데 사용되는 설비다. 즉, 사용된 연료를 인출하고 새로운 연료를 교체 하는 기능을 수행하는 크레인으로, 피엘씨(PLC) 및 산업용 PC에 의해 제어되어 이동위치 등이 제어된다.
In general, fuel handling cranes are equipment used to replace fuel during periodic inspections of nuclear power plants. In other words, the crane is used to take out the used fuel and replace the new fuel. The crane is controlled by the PLC and the industrial PC to control the moving position.

이러한 핵연료 취급 기중기는 원자로 건물에 설치되어 있으며, 정기점검 기간에만 접근이 가능하여, 정비 및 점검의 시간이 대단히 한정적이다. 이처럼 제한된 시간과 기간안에 사전 점검을 하여 설비를 안정화 시켜야 하며 만일 핵연료 취급 기중기의 운전중 고장이 발생되면, 핵연료가 직접적으로 손상 및 파손될 수 있어 주의가 요구되고 있다.
These fuel handling cranes are installed in the reactor building and can only be accessed during regular inspections, so the maintenance and inspection time is very limited. In this limited time and period of time, preliminary checks should be made to stabilize the plant. If failure occurs during operation of the fuel handling crane, nuclear fuel may be directly damaged and destroyed, requiring caution.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이 점검시간이 매우 한정적이어서 점검시간이 많이 소요되는 피엘씨와 전기계통을 모두 점검하기가 곤란하여, 점검의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.However, as described above, the inspection time is very limited, so it is difficult to check both the PLC and the electric system, which require a lot of inspection time, and there is a problem in that the reliability of the inspection is deteriorated.

아울러 이상이 발생됨을 표시하는 에이치엠아이(HMI)가 표시하는 정보가 매우 간단하여 이 정보만으로 고장을 수리하기에는 이상의 발생지점과 원인을 찾을 수 없는 문제점이 있었다.
In addition, the information displayed by HMI (HMI) indicating that an abnormality is generated is very simple, and there is a problem in that it is not possible to find a point and cause of an abnormality to repair a failure using only this information.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 실제 핵연료 취급 기중기와 동일한 응답성을 나타내는 시뮬레이터를 구성하여 상시 점검이 가능하도록 함과 아울러 이상이 발생하는 지점과 원인의 표시가 가능하도록하는 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터를 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention in view of the above problems is to configure a simulator that exhibits the same responsiveness as an actual fuel handling crane so that the inspection can be performed at all times, and the indication of the point and cause of the abnormality is possible. To provide a fuel handling crane simulator.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 점검시간을 줄이며, 기중기의 위치를 확인할 수 있도록 하여 핵연료 취급 운전을 연습할 수 있는 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터를 제공함에 있다.
In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide a nuclear fuel handling crane simulator that can reduce the inspection time, to confirm the position of the crane to practice the fuel handling operation.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터는, 컴퓨터로부터 입력되는 다양한 데이터를 입력받아 제어기의 제어명령에 부합하는 응답신호를 출력하는 임베디드 보드와, 상기 제어기의 레드 프로그램을 알고리즘을 분석하여 기능 블록을 표시하고, 상기 응답신호와 상기 제어기의 제어명령을 해석하여 오류가 발생한 기능 블록을 표시하는 HMI(Human Machine Interface)용 컴퓨터와, 상기 기능 블록의 연결관계를 표시하며, 상기 응답신호에 오류가 있는 경우 해당 신호의 흐름을 상기 기능 블록의 연결관계에서 경로로 표시하는 오류표시부를 포함한다.
The nuclear fuel handling crane simulator of the present invention for solving the above problems is an embedded board that receives various data input from a computer and outputs a response signal corresponding to a control command of a controller, and analyzes the algorithm of the red program of the controller. Displaying a functional block, interpreting the response signal and a control command of the controller, and displaying a connection relationship between a computer for a human machine interface (HMI) displaying the functional block in which an error has occurred, and the functional block, If there is an error in the flow of the signal in the connection relationship of the functional block includes an error display unit for displaying as a path.

상기와 같이 구성되는 본 발명 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터는, 임베디드 보드를 구현하여 핵연료 취급 기중기의 운전과 동일한 조건을 제공하고, 핵연료 취급 기중기를 제어하는 제어프로그램을 그대로 사용하여 상기 임베디드 보드에 동작을 제어하는 신호를 출력하며, 그 신호에 대한 응답값으로 이상이 발생함을 점검하되, 이상이 발생된 위치와 원인을 정확하게 표시할 수 있도록 하여 점검시간 및 비용을 단축할 수 있는 효과가 있다.The fuel handling crane simulator of the present invention configured as described above implements an embedded board to provide the same conditions as the operation of the fuel handling crane, and controls the operation on the embedded board using a control program that controls the fuel handling crane as it is. It outputs a signal and checks whether an abnormality occurs as a response value to the signal, but it can reduce the checking time and cost by accurately displaying the location and cause of the abnormality.

또한 본 발명 핵연료 취급 기중기는 상기 임베디드 보드에서 가상의 위치신호가 발생되도록 하여, 기중기의 운전연습을 위한 장치로도 활용이 가능한 효과가 있다.
In addition, the fuel handling crane of the present invention allows a virtual position signal to be generated in the embedded board, and thus can be utilized as an apparatus for driving training of the crane.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 HMI용 컴퓨터의 일실시 화면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 오류표시부의 일실시 화면 구성도이다.1 is a block diagram of a nuclear fuel handling crane simulator according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of an embodiment of a computer for an HMI applied to the present invention.
3 is a diagram illustrating an embodiment of an error display unit applied to the present invention.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention fuel handling crane simulator configured as described above will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터의 구성도이다.1 is a block diagram of a nuclear fuel handling crane simulator according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터는, 핵연료 취급 기중기를 제어하는 제어기(10)와, 상기 제어기(10)의 제어명령을 입력받아 그에 대한 응답신호를 출력함과 아울러 제어명령중 이동명령에 대한 위치정보를 출력하는 임베디드 보드(20)와, 상기 임베디드 보드(20)에 각종 설정값을 입력하는 컴퓨터(30)와, 상기 제어기(10)의 제어명령과 상기 임베디드 보드(20)의 응답신호를 확인하여 오류의 발생여부를 판단하여 화면에 표시하는 HMI용 컴퓨터(40)와, 기능별 블록을 표시하며 상기 제어기(10)의 PLC 데이터를 해석하여 오류가 발생한 신호경로를 표시하는 오류표시부(50)와, 상기 제어기(10) 또는 임베디드 보드(30)의 제어에 의해 절환동작을 수행하는 릴레이 보드(60)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, a fuel handling crane simulator according to a preferred embodiment of the present invention includes a controller 10 for controlling a fuel handling crane, a control command of the controller 10, and outputting a response signal thereto; In addition, the embedded board 20 for outputting the position information of the movement command of the control command, the computer 30 for inputting various setting values to the embedded board 20, the control command of the controller 10 and the embedded Check the response signal of the board 20 to determine whether the error has occurred, the HMI computer 40 to display on the screen and the function-specific blocks and displays the signal path in which the error occurred by analyzing the PLC data of the controller 10 Error display unit 50 to display the, and the relay board 60 performing the switching operation by the control of the controller 10 or the embedded board 30.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료 취급 기중기 시뮬에이터의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the nuclear fuel handling crane simulator according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above in more detail.

먼저, 제어기(10)는 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)로서 핵연료 취급 기중기의 동작을 제어하는 제어 콘솔을 역할을 하는 것이며, 각종 제어신호를 발생시켜 출력한다. 이때의 출력은 아날로그와 디지털 신호 모두 가능하며, 핵연료 취급 기중기로의 센서로부터 센싱결과 데이터를 입력받아 해석하는 역할을 한다.
First, the controller 10 serves as a control console for controlling the operation of the fuel handling crane as a programmable logic controller (PLC), and generates and outputs various control signals. At this time, the output is available for both analog and digital signals, and serves to interpret the sensing result data from the sensor to the fuel handling crane.

상기 제어기(10)에 의해 제어되는 핵연료 취급 기중기를 상시 운전시킬 수는 없기 때문에 그 핵연료 취급 기중기에 마련된 센서들의 신호를 임의로 발생시킬 수 있는 임베디드 보드(20)를 구성한다.Since the fuel handling crane controlled by the controller 10 cannot be operated at all times, an embedded board 20 capable of arbitrarily generating signals of sensors provided in the fuel handling crane is constructed.

즉 시뮬레이션을 통해 이상여부를 판단하기 위하여 상기 제어기(10)의 제어신호는 임베디드 보드(20)에 입력되며, 이 임베디드 보드(20)에서 발생된 신호는 제어기(10)로 입력되며, 그 제어기(10)는 응답신호를 통해 정상운전의 여부를 판단할 수 있게 된다.That is, the control signal of the controller 10 is input to the embedded board 20, and the signal generated from the embedded board 20 is input to the controller 10 in order to determine whether an abnormality is detected through the simulation. 10) it is possible to determine whether the normal operation through the response signal.

상기 임베디드 보드(20)의 응답신호는 실제 핵연료 취급 기중기에 마련된 엔코더의 신호와 근접 센서 등 각종 센서의 신호를 가상으로 발생시키는 역할을 하며, 이때의 신호값은 상기 컴퓨터(30)에서 입력된 데이터에 의해 변경된다.
The response signal of the embedded board 20 virtually generates signals of various sensors such as an encoder signal and a proximity sensor provided in an actual fuel handling crane, and the signal value at this time is data input from the computer 30. Is changed by.

즉, 컴퓨터(30)는 이상의 발생에 필요한 데이터를 임베디드 보드(20)로 입력하며, 그 임베디드 보드(20)에서는 상기 제어기(10)의 제어명령에 부합하는 상기 컴퓨터(30)의 입력데이터에 따른 응답신호를 출력하게 된다.
That is, the computer 30 inputs data necessary for occurrence of the abnormality into the embedded board 20, and the embedded board 20 according to the input data of the computer 30 corresponding to the control command of the controller 10. The response signal is output.

도 2는 본 발명에 적용되는 HMI용 컴퓨터(40)의 일실시 화면으로서, 에이치엠아이(HMI, Human Machine Interface)를 사용하는 HMI용 컴퓨터(40)는 상기 제어기(10)와는 근거리 네트워크(LAN)로 연결되어 있으며, 각 기능블록을 표시하고, 특정한 제어명령을 제어기(10)에 입력하거나 제어기(10)의 데이터를 입력받아 화면상에 표시하여 특정한 기능블록에 이상이 발생함을 표시할 수 있게 된다.FIG. 2 is an exemplary screen of an HMI computer 40 applied to the present invention. An HMI computer 40 using a human machine interface (HMI) is a local area network (LAN) different from the controller 10. Connected to each other, and displays each function block, and inputs a specific control command to the controller 10 or receives data from the controller 10 to display on the screen so that an abnormality occurs in a specific function block. do.

상기 특정한 기능블록들은 상기 제어기(10)의 레더 프로그램의 알고리즘을 분석하여 얻어지는 것으로, 이상이 발생한 기능블록은 정상 블록과는 다른 색상으로 표시되도록 하여 작업자가 이상이 발생한 블록을 정확하게 표시할 수 있게 된다.
The specific functional blocks are obtained by analyzing an algorithm of the ladder program of the controller 10. The functional blocks in which an abnormality is displayed are displayed in a different color from the normal block so that an operator can accurately display the abnormal block. .

이 응답신호를 입력받은 제어기(10)는 제어명령의 신호흐름에 따라 특정한 신호흐름의 경로인 제어계통에 이상이 발생함을 검출할 수 있게 되며, 그 제어계통의 이상은 각 기능블록과 그 기능블록들의 연결관계를 표시하는 오류표시부(50)에 표시된다.
The controller 10 receiving the response signal can detect that an abnormality occurs in the control system, which is a path of a specific signal flow, according to the signal flow of the control command. It is displayed on the error display unit 50 indicating the connection relationship of the blocks.

도 3은 본 발명에 적용되는 오류표시부(50)의 일실시 화면이다.3 is a screen shot of the error display unit 50 applied to the present invention.

도 3을 참조하면 상기 오류표시부(50)는 상기 제어기(10)의 메모리 어드레스를 매핑하여 실시간 제어신호의 흐름을 표시할 수 있으며, 그 제어신호의 흐름 중 오류가 발생한 부분에 대해서 정상인 신호의 흐름들과는 다른 표시를 수행함으로써, 작업자가 용이하게 오류의 발생 위치와 원인을 파악하도록 할 수 있다.
Referring to FIG. 3, the error display unit 50 may display a flow of a real time control signal by mapping a memory address of the controller 10, and a signal flow that is normal to a portion where an error occurs in the flow of the control signal. By performing a different display from these, the operator can easily identify the location and cause of the error.

이는 제어기(10)의 레더 프로그램의 알고리즘을 분석함으로써 얻어지는 기능적인 블록들 중 이상이 발생한 블록을 다른 색상으로 표시하고, 상기 오류표시부(50)에 해당 신호의 입출력 오류를 표시하여 신호의 흐름 분석을 보다 용이하게 할 수 있도록 하여, 고장의 발생시 또는 정기점검에서 오류가 검출된 경우 점검에 필요한 시간을 최소화하고 용이하게 보수를 수행할 수 있다.
It displays the block in which the abnormality occurs among functional blocks obtained by analyzing the algorithm of the ladder program of the controller 10 in a different color, and displays the input / output error of the corresponding signal on the error display unit 50 to analyze the flow of the signal. By making it easier, it is possible to minimize the time required for inspection and easily perform maintenance when a failure occurs or when an error is detected in a periodic inspection.

아울러 해당 신호 흐름에 이상이 발생한 것으로 판단되면, 해당 신호 흐름 이상에 연관된 점검사항을 메모리로부터 호출하여, 화면에 표시함으로써 작업자가 오류가 발생한 위치 및 이때 점검해야 하는 사항들을 간편하게 알 수 있도록 하여 점검시간을 최소화할 수 있게 된다.
In addition, when it is determined that an abnormality has occurred in the signal flow, the check items related to the signal flow abnormality are called from the memory and displayed on the screen so that the operator can easily know where the error has occurred and what needs to be checked at this time. Can be minimized.

또한 상기 임베디드 보드(20)는 근접 센서의 신호를 가상으로 발생시키며, 이는 실제 핵연료 취급 기중기의 위치와 동일하기 때문에 정비원이 핵연료 교체관련 운전의 숙달을 위한 트레이닝 장치로 사용이 가능하다.
In addition, the embedded board 20 virtually generates a signal of the proximity sensor, which is the same as the position of the actual fuel handling crane can be used as a training device for trainees to master the fuel replacement-related operation.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And this also belongs to the present invention.

10:제어기 20:임베디드 보드
30:컴퓨터 40:HMI용 컴퓨터
50:오류표시부 60:릴레이 보드10: controller 20: embedded board
30: Computer 40: Computer for HMI
50: error display unit 60: relay board

Claims (2)

컴퓨터로부터 입력되는 다양한 데이터를 입력받아 제어기의 제어명령에 부합하는 응답신호를 출력하는 임베디드 보드;
상기 제어기의 레드 프로그램을 알고리즘을 분석하여 기능 블록을 표시하고, 상기 응답신호와 상기 제어기의 제어명령을 해석하여 오류가 발생한 기능 블록을 표시하는 HMI(Human Machine Interface)용 컴퓨터; 및
상기 기능 블록의 연결관계를 표시하며, 상기 응답신호에 오류가 있는 경우 해당 신호의 흐름을 상기 기능 블록의 연결관계에서 경로로 표시하는 오류표시부를 포함하는 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터.
An embedded board that receives various data input from a computer and outputs a response signal corresponding to a control command of the controller;
A human machine interface (HMI) computer for analyzing a red program of the controller to display a functional block by analyzing an algorithm, and interpreting the response signal and a control command of the controller to display a functional block in which an error occurs; And
And a fault display unit for displaying a connection relationship between the functional blocks and displaying a flow of the corresponding signal as a path in the connection relationship between the functional blocks when an error occurs in the response signal.
제1항에 있어서,
상기 오류표시부는,
상기 오류의 발생위치를 경로로 표시함과 아울러 그 경로에 해당되는 점검사항을 텍스트로 표시하는 것을 특징으로 하는 핵연료 취급 기중기 시뮬레이터.
The method of claim 1,
The error display unit,
A fuel handling crane simulator, characterized in that to display the location of the occurrence of the error in the path, and to display the check items corresponding to the path in text.
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