KR910007056B1 - 종합적인 그래픽 표시방법 - Google Patents

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에프. 쉐이퍼 윌리엄
엘. 리틀 제임스
에프. 쿠우퍼 케네스
알. 이스터 제임스
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웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
알. 엘. 라인하트
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Abstract

내용 없음.

Description

종합적인 그래픽 표시방법
제1도는 본 발명의 원리를 채용하여 원자력발전소의 안전상태를 감시하기 위한 그래픽 표시에 대한 도면.
제2도는 표시가 동적으로 스케일되는 방식을 예시한 제1도의 표시의 일부를 도시한 도면.
제3도는 본 발명을 응용한 가압수형 원자력발전소에 대한 개략도.
제4도는 본 발명의 표시를 행하는 데에 디지털 컴퓨터를 활용한 시스템에 대한 블록선도형식의 개략도.
제5도는 제3도에 예시된 PWR 플랜트의 동작에 있어서 비정상조건의 존재를 나타내도록 제1모드에서 동작하는 동안 본 발명에 따라 행하여진 그래픽 표시에 대한 도면.
제6도는 예를 든 PWR플랜트의 동작에 있어서의 다른 비정상조건을 오퍼레이터 및 감독자에게 알리도록 본 발명의 제2동작 모드에서 행하여진 그래픽 표시에 대한 도면.
제7 내지 10도는 제5 및 6도에 예시된 것과 같은 CRT표시를 행하도록 제4도의 시스템에 의해 사용된 프로그램의 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
0 : 공통원점 35 : 원자로코어
36 : 하트레그파이프 37 : 증기발생기
39 : 코울드 레그파이프 40 : 원자로냉각펌프
41 : 가압기 43 : 증기터어빈
46 : 복수펌프 47 : 블로우다운 라인
48 : 공기이젝터 50 : 격납용기
51 : 메이크업 시스템 53 : 배출라인
56 : 디지털 컴퓨터 58 : 원격 VDU.
본 발명은 가시적으로 표시하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 규칙적인 기하학적형태의 편차로서 비정상 동작상태에 관한 정보를 가시적으로 전달하는 동적으로 스케일 된 적분식 그래픽 표시에 관한 것이다. 본 발명은 특히 원자력발전소에 응용되는 것이다.
현대식 원자력 발전소는 복잡한 작동시스템으로 제어실에 설치된 작동 반(operating crew)에 의해 연속적으로 제어되고 감시되어야하는 안전부품으로 되어 있다. 그러나 복잡한 시스템의 안전하고 효율적인 작동은 발전소 전체를 통해 위치한 지점들에서 수백 가지의 동작변수의 판독값을 작동 반에 나타내는 것을 필요로 한다. 판독값의 진정한 수는 본질적으로 모든 정보를 받아들여 그 정보를 기초로 적절한 판단을 내릴 수 있게끔 작동실의 처리능력에 크기를 조정할 수 있는 부하를 가한다. 작동 실은 감시중인 개개의 파라미터의 조건을 그 판단의 기초로 하여야할 뿐만 아니라 시스템의 전반적인 상태를 평가하고 시스템에서 발생되고 있는 사고를 이해할 수 있도록 나타내진 판독값을 동화시킬 수 있어야 한다. 최근의 사고는 적절한 시기에 유효하게 대처하여 비정상 상태를 종결시키거나 최소한 그 효과를 경감시킬 수 있도록 작동 반이 비정상 상태를 신속 정확하게 평가할 수 있는 능력을 가져야 하는 것이 극히 중요함을 보여준다. 이와 유사한 대량의 자료를 수집하여 표시하는 문제는 정유장치와 같은 다른 종류의 복잡한 공정 플랜트(plant)에 나타난다.
종래에는 필요한 정보가 계기와 다이얼 또는 상태 등이나 플래그(flag)에 의해 작동 반에 표시되었다. 어떤 경우에는 음극선관(CRT)이 이용되었지만, 우선적으로 편의상 동일종류의 판독값을 그룹 짓거나 혹은 자료를 플랜트의 개략도나 그것의 선택된 부분으로 자료를 투사시키고 있었다. 후자의 표시방식은 자료를 플랜트의 적절한 부분에 관련시키는 데 있어서 작동 반을 보조해주지만, 여전히 숫자적인 표시를 하게된다.
대량의 데이터를 개개의 계기나 게이지(gauge)상에 나타내거나 숫자적인 형태로 나타내는 데 있어서 어려운 점은 조작자가 그것의 직렬방식으로 받아들여야 한다는 점이다. 그렇지만 다수의 시스템 파라미터들의 값과 그들의 관계를 기초로 결정하기 위해서는 표시된 정보를 신속히 회상하도록 직렬식으로 기억하는 능력을 필요로 하지만 인간 조작자에게는 그러한 능력이 제한되어 있다. 한편, 인간은 고도로 개발된 현상 감지 및 기억능력 즉 장면을 관찰하여 장면에 의해 표현된 많은 복잡한 관계를 단시간에 평가하고 기억할 수 있는 그래프 형태로 표시될 때 훨씬 더 수월하게 감지된다. 인간의 기관은 숫자데이터의 직렬입력보다 그림형태와 같은 정보의 병렬 입력에 훨씬 적응하기 쉽다.
특별한 관계로 표현된 정보를 쉽게 받아들일 수 있는 인간의 능력을 인식함에 있어서, CRT상에 동시에 표시되는 몇 가지 중요한 파라미터를 나타내는 막대 그래프 형태로 인간관찰자에 데이터를 제시해주는 것이 고려되어 왔다. 유사한 형태의 표시방식은 CRT를 가로지르는 연속선의 일부가 여러 가지 파라미터를 나타내는 다중 레벨 선도를 사용하는 것이다. 모든 레벨이 정상상태 하에서 동일하도록 스케일링(scaling)한 것을 선택하게 되면, 정상상태로부터의 각각의 파라미터에 의한 편차가 명백히 드러나게 된다.
작업은 또한 복수의 파라미터를 기초로 한 결정을 하는데 필요한 데이터를 관찰자에게 제공하도록 극좌표계 그래프를 사용하여 행하여져 왔다. 극좌표계 그래프에서는 각 파라미터에 대해 하나인 다수의 각을 이루어 떨어져 있는 선들이 행하여져 왔다. 극좌표계 그래프에서는 각 파라미터에 대해 하나인 다수의 각을 이루어 떨어져 있는 선들이 공통점으로부터 반경방향으로 방사한다. 한 형태의 예를 들자면, 각 선의 길이는 관련파라미터의 값을 나타낸다. 다른 형태에서는, 선들만이 관련 파라미터에 대한 스케일이고 그 파라미터의 실제값은 선상의 점이다. 이러한 방식에서는 각 파라미터에 대한 판독은 다각형을 형성할 직선에 의한 각 인접 파라미터의 판독과 관련된다. 동결선(radiating line) 동일한 각 간격과 각 파라미터의 적절한 스케일링을 통해서, 표시는 각 파라미터의 정상조건의 경우 정 다각형의 형태 취하게 될 수 있다. 파라미터 값들의 하나 혹은 그 이상의 미소 변화조차도 인간관찰자에게 쉽게 감지될 수 있는 정다각형 구성을 왜곡시킨다. 이러한 표시방안은 실제의 판독에 의해 형성된 다각형과 아울러 "정상" 다각형을 연속적으로 표시함으로써 향상될 수 있다는 사실이 제안되어 왔다. 또한, 제공된 데이터의 분석은 허용한계에 대한 감시된 시스템의 상태 표시를 하도록 각 파라미터에 대한 최대 값 및 최소 값은 연결하는 표시부에 대해 부가적인 다각형을 제공함으로써 향상될 수 있다. 그 밖에 독립파라미터가 극좌표계 그래프 상에서 서로 근접하여 그룹지게 될 수 있으며 정상치로부터의 편차가 적당한 축들의 각도 회전에 의해 나타내어질 수 있다는 사실이 제안되어 왔다. 이것은 관련 판독값의 반경방향의 편향 대신에 혹은 그것에 부가되어 행하여질 수 있다. 후자의 경우에는, 여분의 차원이 디스플레이에 부가된다.
상기 언급한 그래픽 표시장치(디스플레이)는 "전체상태의 신속한 인식을 위한 파라미터의 아향성있는 제시"란 명칭의 논문에 영국, 사우스-앰프톤(South-ampton)대학의 제이.에이.코에킨(J.A.Coekin)씨에 의해 논의되었다. 이 논문은 이러한 표시가 체온, 혈압, 심장 박동률, 백 세포 계수 등을 포함하는 몇 가지의 이를테면 8개의 생리학적 파라미터를 동시에 표시함으로써 진단에 도움이 되도록 의학 분야에 사용될 수 있다는 제안을 재 고찰한 것이다. 아울러, 연속적인 시간 변위 계수들을 비교함으로써 진단에 도움을 줄 수 있다고 제안하고 있다. 이때 코에켄씨는 그러한 극좌표계 표시의 응용이 공학 시스템의 감독자에게 데이터를 제공하는 것을 개선시킬 수 있다고 생각했다. 구체적으로 말하자면, 다각형표시가 시험 자로 하여금 공 차를 벗어난 대상물을 신속히 인식할 수 있게 하는 데 사용될 수 있다고 제안하였다.
지금까지 알려진 바에 의하면, 이러한 모든 다각형표시의 종래의 기술에서는 각 파라미터의 정상 값은 일정하다. 그러나, 원자력 발전소에서는 여러 파라미터의 정상 혹은 소정의 값들이 발전소의 동작상태에 따라 정적이 아니라 동적으로 변화한다. 본 플랜트 제어시스템은 동적 기준치를 발생한다. 즉, 이러한 기준치가 종래의 표시방식에 직접 가해지면, 기준 다각형의 형상도 또한 변형되므로 신속하고 정확한 분석이 어려워지게 된다.
본 발명의 목적은 플랜트의 조작자 및 감독자에게 플랜트의 상태에 대한 표시를 제공하는 것이다.
본 발명은 광의 적으로 실시간을 기준으로 측정된 선택된 동작 파라미터를 나타내는 상태신호를 발생하는 단계와, 현재의 동작 레벨에 대하여 상기 각각의 동작 파라미터들에 대한 목표 기준신호를 발생하는 단계와, 선정된 크기에 비례하는 크기를 갖도록 각 상태 신호를 그것의 관련 기준신호는 정규화하는 단계와, 표시된 동작 파라미터 전부가 목표값에서 측정된 경우에 디스플레이의 모든 각 부분(sector)이 원점에 대해 동일한 관계를 나타내게끔 각각 최소한 하나의 정규화된 상태신호의 크기에 의해 규정된 상기 디스플레이의 각 부분과 공통 원점으로부터 발산하는 가시적인 디스플레이 장치 상에 상기 정규화된 신호로부터 표시를 행하는 단계로 이루어진 가시적인 표시장치의 동작방법에 속하는 것이다.
본 발명에 의하면, 플랜트의 안정상태에 대한 실 시간표시는 플랜트의 안정생태의 결정에 적절한 것으로 선택된 동작 파리미터의 값을 나타내는 상태신호를 발생함으로써 음극선관(CRT)과 같은 가시 표시장치 상에서 행하여진다. 이 파라미터들의 예상 값이 플랜트의 동작 조건에 따라 변하므로, 플랜트의 현재 동작 레벨에서 각각 상태 신호들에 대한 목표값을 나타내는 기준 신호가 발생한다. 이어서 상태신호는 상태신호가 기준신호의 크기에 관계없이 관련기준 신호와 같을 때 일정한 선정된 크기를 가지거나 이 선정된 크기에 비례하는 크기를 갖게끔 관련기준 신호로 정규화된다. CRT 상의 공통 원점으로부터 퍼져 나오는 표시는 모든 동작 파라미터들이 목표값에서 측정되는 경우에 디스플레이의 모든 각 부분이 원점에 대해 동일한 관계를 보이게끔 정규화된 상태신호의 크기만큼 디스플레이의 각 부분으로써 정규화된 상태 신호로부터 행하여진다.
디스플레이는 정규화된 신호의 크기에 의해 결정된 공통원점으로부터 정점까지의 거리로써 다각형을 규정한다. 그 다각형은 모든 파라미터가 목표값이 얼마인가에 관계없이 그리고 목표값의 동적 변화에도 불구하고 모든 정점이 공통원점으로부터 제1의 일정한 거리인 정다각형이다.
상태신호들 중 어떤 것은 아날로그 신호이고 다른 것은 2진 신호이다. 아날로그 신호의 경우는, 한계신호들은 한계치들의 크기에 관계없이 모든 상한치를 나타내는 지표들을 공통원점으로부터 제2의 일정한 거리에 위치시키고 모든 하 한치를 나타내는 지표들을 원점으로부터 제3의 일정거리에 위치시킴으로써 정규화된다.
그 다음 동작 파라미터의 실제값들은 기준신호 및 한계신호의 현재 값에 의해 결정된 적절한 스케일의 일정거리에 대해 다각형의 정점을 위치시킴으로써 표시된다. 예를 들어, 기준신호 및 상하신호에 의해 결정된 스케일은 상태신호의 크기가 기준신호의 크기를 초과할 때 사용되는 반면, 기준신호와 하향신호의 상대크기는 상태신호의 크기가 기준신호의 크기 이하일 때 스케일을 결정한다. 명백히, 이 스케일들은 반드시 동일하지는 않으며 그 스케일들은 기준신호나 한계신호들의 크기 변화에 따라 변화한다.
실제적으로, 일정거리에 대한 다각형의 정점의 위치는 현재의 동작한계치 이내인 목표값으로부터 각 아날로그 동작 파라미터의 편차 백분율을 그래프식 으로 예시한다. 이 편차를 눈으로 감지하는 것을 돕기 위해서, 모든 정점이 공통 원점으로부터 제1의 일정거리에 위치한 경우에 정다각형인 기준 다각형이 디스플레이 상에 표시된다. 완전한 선 대신에 점선을 사용하거나 색 차이를 이용하는 것이 의해서 파라미터의 실제값을 나타내는 다각형과 구별되는 이 기준 다각형은 표시 장치상에 직접 놓이지 않고서도 목표값으로부터 매우 이소한 편차까지도 조작자가 검출하는 것을 가능케 한다.(예, 조작자는 꽤 먼 거리에서도-CRT의 경우 20피이트 대 표준 36인치). 이것이 바로 디스플레이의 독특한 장점이다. 디스플레이는 또한 공통 원점으로부터 나와 다각형의 정점을 통해 외부로 연장하는 스포우크(spoke)를 포함할 수도 있는데, 그 스포우크 상에는 상한치 및 하한치가 틱(tic)마크로 표시된다.
적절한 동작 조건의 존재 또는 비존재를 나타내는 2진 상태신호에 대해서, 다각형의 관련정점은 선택된 조건의 비존재시에는 공통원점으로부터 제1의 일정거리에 놓이거나 조건이 존재할 때에는 제2의 일정거리에 놓이는 기준값에서 표시된다. 두 개 혹은 그 이상의 2진 신호들은 다각형의 관련 정점이 어떤 관련조건이 존재한다면 공통원점으로부터 제2의 일정거리에 표시되도록 스포우크 상에 표시될 수 있다. 디스플레이 상에서의 문자숫자 판독은 어느 조건 또는 조건들이 비정상적인 지시에 의해 표시되는지 지시하는 데 사용될 수 있다.
본 발명은 예컨대 정유장치와 같은 여러 형태의 복잡한 공정 플랜트에 응용할 수 있지만, 특히 원자력 발전소에 응용할 수 있는 것이다. 이와 같이 본 발명은 원자로가 발전중인 정상조건동안과 사고상황이 발생할 수 있는 나머지 시간동안의 양 경우에 사용하게끔 되어 있다. 어떤 다른 파라미터들은 두가지 동작모드에서 적절한 안전정보를 제공하는 것으로서 선택되므로, 두가지 표시가 행하여진다. 아래에 상세히 설명될 실시예에서는 양표시가 팔각형을 발생하지만, 두 개의 팔각형의 대응 정점 중 몇 개에 의해 나타내어진 파라미터들은 각 경우에 어드레스 지정되어야 하는 다른 상황을 반영하도록 다르게 된다.
원자력 발전소에 응용할 경우에는 두가지 동작모드에서의 표시를 위해 선택된 파라미터들은 특별히 정의된 키이 안전사고에 대한 그들의 관련성을 기초로 하여 선택된다. 가압수형 원자력 발전소의 경우에 6가지 키이 안전사고는 다음과 같이 정의된다. : 즉, 원자로 냉각제의 포화, 반응도일탈, 1차 냉각제의 상실, 압력 및 온도 제어의 상실, 방사능 유출 및 오염환경이다. 각 플랜트 동작 모드에서, 이러한 6가지 키이 안전사고에 대한 간명한 정보를 가장 훌륭하게 제공해주는 일련의 파라미터들이 표시를 위해 선택된다. 각 디스플레이에서 선택된 파라미터들은 플랜트 안전상태에 대한 조작자의 이해를 증진시키도록 배열된다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 선택된 파라미터의 측정 또는 계산 값을 나타내는 상태신호, 기준신호 및 한계신호의 성질은 결정되어 디스플레이를 통해 조작자에게 전달된다. 여기서 "성질(quality)"란 감지신호의 타당성을 의미하는 것으로 공지된 계기 기술로써 판정된다. 만일 파라미터와 관련된 이들 신호 중 어떤 것의 성질의 "불량"하다면, 그 파라미터를 나타내는 정점에 인정한 다각형의 변들이 디스플레이 상에 표시되지 않는다. 또한, 만일 그것이 "불량한" 성질을 보이는 한계신호들 중 하나라면, 예를 들어 틱 마크의 색상과 같은 디스플레이상의 대응지표가 그 사실을 조작자에게 알리도록 변경된다.
본 발명은 여러 형태의 복잡한 공정 플랜트에 응용될 수 있지만, 여기서는 원자력 발전소, 특히 가압수형 원자로 플랜트에 응용하는 것에 대해 상세히 설명하겠다. 이처럼, 본 발명은 원자력 발전소의 작동을 감시하여 조작자 및 감독자에게 플랜트 안전상태에 대한 간략한 정보를 제공하도록 설계된 플랜트 안전상태 표시 시스템(PSSD)이라 일컬어지는 시스템의 일부이다. PSSD의 기본기능은 다수의 입력 파라미터들을 모아서 구성하여 그 데이터를 세부적인 몇 개의 레벨로 나타내는 것이다. 본 발명은 최고 레벨에 있는 유용한 정보를 계층적으로 제공하기 위한 것이다. 이 레벨에서 조작자는 비정상 상태를 검출하는 데 일차적인 관심이 있다. 계층의 다른 레벨은 그 상태에 반응하기 위해 보다 상세한 정보를 얻는 데에 참조될 수 있어서, 그 문제점에 대한 진단을 행하여 정확한 작용을 실행하게 한다. 그 다음 조작자는 취해진 작용의 유효성에 관한 궤환을 얻거나 다음 작용사이클을 준비하도록 고 레벨 디스플레이로 돌아가길 원할 수도 있다.
본 발명의 주체인 PSSD의 최상 레벨표시는 일차적으로 플랜트 동작에서의 비정상 상태의 검출에 있어 조작자를 보조하기 위한 것이다. 이러한 검출작업은 주로 플랜트의 동작상태에 관계되는 두 개의 카테고리로 나뉘어질 수 있다. 원자로가 발전중이고 안전시스템이 작동중이 아닌 경우에 조작자의 역할은 중요한 안전기능을 만족시키는 데 있어 문제점을 초래하거나 나타낼 수도 있는 플랜트 공정에서의 편차에 대해 알려주는 것이다. 원자로 안전관리 시스템의 작동 전에 조작자가 정확한 대응을 취하여 사고를 종결시키는 상황도 있을 수 있다. 이러한 "종결모드"에서 효과적으로 행하기 위해서 조작자는 발전동작동안 의미 있는 좁은 범위의 지시 및 기능이 관점에서 파라미터들을 필요로 한다. 검출동작의 두번째 카테고리에서 조작자는 플랜트의 전체 동작범위에 대하여 중요한전기능의 만족을 보장해 주는 운전 경계 부에 대한 플랜트의 전체상태에 관심이 있다. 이 모드는 또한 1차 작용이 종결이라기보다는 경감에 해당하는 원자로 안전관리 시스템의 자동적인 개시에 수반되는 사고상황을 포함한다. "경감"모드에서, 파라미터들은 광범위 작동 및 조건에 대해 플랜트의 상태를 나타낼 필요성이 있기 때문에 보다 넓은 범위로써 선택된다. PSSD가 각각의 작동모드에 대해 보조해주는 역할은 다음과 같다 :
[종결 모드]
1. 즉각적인 원자로 트립(trip)을 초래하지 않는 완만한 과도기를 나타내며 제어실 오퍼레이터가 정확하거나 보호적인 행동을 취할 수도 있는 비정상성에 대해 플랜트 공정을 감시하라.
2. 방사능 유출에 대한 어떤 방어레벨이 불일치를 초래할 수도 있는 조건들에 대해 감시하라.
[경감 모드]
1. 트립 조건의 안전상태를 감시하라.
2. 방사능 유출에 대한 어떤 방어레벨의 불일치를 초래할 수도 있는 조건들에 대해 감시하라.
3. 방사능 유출에 대한 장벽의 조건을 감시하라.
가압수형 원자로의 경우에는, 어떤 사고에 대한 플랜트의 안전상태가 6가지 기본안전사고의 관점에서 평가될 수 있다.
이들 사고는 다음과 같이 말할 수 있다 :
1. 원자로 냉각제의 포화
2. 반응도 일탈
3. 일차 냉각제 재고량의 상실
4. 압력 및 온도 제어의 상실
5. 방사능 유출
6. 오염 환경
이들 키이 안전사고를 알림으로써, 비정상적인 사고의 결과는 제한되거나 경감될 수 있다.
키이 안전사고를 특별한 비정상적인 상황에 관계된다. 두가지 PSSD 동작모드에 대한 몇 가지 통상의 가정된 사고들 및 그 사고들에 대한 키이 안전사고의 관계는 다음과 같다 :
[종결모드]
원자로 제어시스템 오 기능
반응도 일탈
압력 및 온도 제어의 상실
RCS 메이크업(Make-up)제어 시스템 오 기능
반응도 일탈
일차 냉각제 재고량의 상실
압력 및 온도 제어의 상실
부주의한 감압(느림)
압력 및 온도 제어의 상실
원자로 냉각 시스템 누설
일차 냉각제 재고량의 상실
방사능 유출
압력 및 온도 제어의 상실
[경감모드]
원자로 트립
압력 및 온도 제어의 상실
원자로 냉각 시스템의 포화
스테이션 블랙아우트(station Blakout)
압력 및 온도 제어의 상실
원자로 냉각 시스템의 포화
긴급 봉산화
반응도 일탈
자연순환에 따른 동작
압력 및 온도 제어의 상실
원자로 냉각 시스템의 포화
불필요한 안전주수(Injection)
키이 안전사고가 위반되지 않아 주수를 종결시킬 것을 결정하라.
원자로 냉각제의 상실
1차 냉각제 재고량의 상실
압력 및 온도 제어의 상실
원자로 냉각제의 포화
방사능 유출
오염환경
방사능 폐기관리
2차 냉각제의 상실
원자로 냉각제의 포화
반응도 일탈
압력 및 온도 제어의 상실
방사능 유출
오염환경
증기발생기 관 파열
원자로 냉각제의 포화
1차 냉각제 재고량의 상실
압력 및 온도 제어의 상실 방사능 유출
상기한 사고들이 통상적이긴 하나 여러 사고가 정의할 수 없는 순서로 발생하는 경우를 생각할 수 있음에 유의하여야 한다. 이러한 이유 때문에, PSSD는 특정의 각본보다는 주요 안전사고를 기초로 하여 설계된다.
PSSD에 대한 입력을 정의하는 데에는 두가지 요건이 다음과 같이 충족되어야 한다.
1. 선택된 입력은 예상치 못할 수도 있는 것을 포함하여 모든 가능한 사고를 감시하는데 충분한 최소세트를 나타내야 한다.
2. 입력의 선택은 잠정적인 오 신호, 까다로운 표시 및 범위를 벗어난 파라미터(즉, 여분 및 다양성)를 갖는 조건을 지정하여야 한다.
제1요건에 대하여 PSSD의 기능은 두가지 방법으로 생각되어 왔다. 1차 기능은 키이 안전사고를 만족시키는 관점에서 플랜트 공정을 감시하는 것이다. 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 사고가 지정되었다는 것을 보증함으로써, 예상치 못한 사고 또는 사고결과의 조건이 만족될 수 있다. PSSD의 두번째 기능은 가정된 사고에 대한 플랜트의 감시기능을 보조하고 또 비정상적인 사고에 대처하기 위한 정의된 평가공정 및 절차를 보조하는 인간-기계 접속용 설계를 제공하는 것이다.
오 신호와 여분 및 다양성에 대한 필요성을 평가하는 두번째 생각을 만족시키기 위해서, PSSD는 오 신호를 식별하기 위해 다중 감지기 입력에 대한 동작을 수행하고 플랜트 공정을 지시하는 다양한 방법을 조작자에게 제공해준다. PSSD의 입력은 키이 안전사고에 대한 그것의 직접적인 관련성을 기초로 하여 선택된다.
검출작용에 있어서, 조작자는 공저에 나타나는 편차를 어느 정도 정량하기 위하여 플랜트의 현재 상태와 일련의 동작 한계 사이에 존재하는 차이(margin)에 관한 약간의 정보를 필요로 한다. 종결모드에서, 그 초점은 주로 자동원자로 안전관리 시스템, 즉 안전 주수 설정 점, 원자로 트립 설정점등에 의해 부여된 경계 점 상에 있다. 경감모드에서, 경계 점은 중요한 안전기능 : 즉 원자로 냉각시스템의 과압화 및 포화에 대하 절대적인 한계에 의해 정의된다. 다스플레이 내의 정보 내용은 공정에서 상당한 편차를 나타내는 피라미터들이 강조되게끔 되어야 한다. 표시를 위해 선택된 파라미터들은 사고가 발생할 때 오퍼레이터가 사고영역에 대한 몇 가지 초기의 가설을 형성하기 위하여 강조된 정보세트를 쉽게 분석하여 다음의 반응 및 진단의 작용에서 디스플레이 계층의 어떤부분이 호출되어야하는지 결정할 수 있어야 한다. 본 발명의 주체인 최상 레벨 PSSD표시는 중요 안전사고의 상태를 그래프로 나타낸 것이다. 두가지 표시, 즉 종결모드를 위한 것과 경감모드를 위한 것이 행하여진다. 둘 다 공통원점으로부터 퍼져나오는 극좌표계의 표시이다. 이러한 표시의 일례는 제1도에 예시된다. 공통원점(0)으로부터 뻗어 나온 스포우크들(1) 내지 (8)은 각각 하나 혹은 그 이상의 공정 파라미터에 대한 스케일을 나타낸다. 공통원점(0)으로부터 모두 일정거리에 있는 점들(9) 내지 (16)은 관련 파라미터 혹은 파라미터들에 대한 목표값 또는 기준값을 나타낸다. 점들(9) 내지 (16)을 점선(17)으로 연결하면, 정다각형, 도시된 예의 경우 8각형이 형성된다. 각 파라미터의 실제값도 또한 관련 스포우크 상에 기재된다. 목표값으로부터 정 방향의 편차는 기준값보다 공통원점에서 더 멀리 떨어진 점에 도시된다. 각 파라미터에 대한 상한치는 기준값 외부에서 공통원점으로부터 제2의 일정거리에 있는 점들(18) 내지 (25)에 기재되고 하한치는 기준값 내부에서 원점에서 제3의 일정거리에 있는 점들(26) 내지 (33)에 기재된다. 모든 파라미터들이 기준값일 때, 각 파라미터의 실제값은 공통원점으로부터 제1의 일정거리에 기재되고 기준다각형을 씌우는 정다각형이 실제 파라미터 값들을 실선(34)로 연결함으로써 형성된다.
기준값 및 상한치와 하한치는 모두 공통원점(9)으로부터 일정한 거리에 표시되므로, 목표값으로부터 정의 편차가 기재되는 기준값과 상한치 사이의 스케일은 대부분의 경우에 기준값과 부의 편차가 기재되는 하한치 사이의 스케일과는 다르게 될 것이다. 또한, 기준값 및 몇 개의 파라미터들의 경우에 있어 한계 값들은 스케일도 역시 변호하도록 원자로의 동작조건의 변화에 따라 변경된다. 오퍼레이터가 정상으로부터의 편차를 검출하여 평가할 수 있게 하는 표준화된 기준형태를 오퍼레이터에게 제공해주는 균일한 기준계수 및 상기한 한계마크를 유지하기 위해서는 그래픽 표시의 축들을 동적으로 스케일 하는 것이 필요하게 된다.
기준값으로부터 정의편차가 결정되는 방식은 제2도에 예시되는데, 여기서 A는 기준값과 일치하고, B는 상한치, 그리고 C는 파라미터의 실제값과 일치한다. 선 A-B의 숫자 값은 상한치에서 기준값을 뺀 것에 해당한다. 점 C의 위치는 파라미터의 실제값에서 기준값을 뺀 것을 선A-B의 값으로 나눔으로써 결정된다.
그 결과는 영에서 1까지의 범위인 값을 갖는 정규화된 소수이다. 이 관계는 다음 식으로 표현될 수 있다.
Figure kpo00001
실제값이 기준값보다 작을 때, 기준값 및 하한치에 의해 정의된 스케일에 대한 파라미터의 실제값의 위치는 다음 식으로 결정된다.
Figure kpo00002
식(1) 및 (2)로부터, 파라미터의 정규화된 실제값의 위치가 적절한 한계로 향하는 정상으로부터 실제값의 편차에 대한 백분율로서 표현된다는 것을 알 수 있다. 실제값이 어느 한 방향에서 한계치를 초과할 때, 정점은 한계치에 표시되지만, 알 수 있는 바와 같이 파라미터의 숫자 값이 디스플레이 상에 나타나므로, 오퍼레이터가 그 조건을 알 수 있을 것이다.
제1도에 도시한 표시는 색으로 행하여지는 것이 바람직하다. 스포우크(1) 내지 (8) 및 점선으로 된 기준 다각형(17)과 같은 기준 정보는 예를 들어 청색으로 도시된다. 파라미터의 실제값을 나타내는 다각형(34)은 예를 들어 황색으로 도시된다. 상한치를 나타내는 틱 마크(18) 내지 (25)와 하한치를 나타내는 틱 마크(26) 내지 (33)는 정상적으로 황색으로 나타내어진다. 파라미터의 실제값이 한계치와 같거나 초과할 때 오퍼레이터에게 그 사실을 경고하기 위해서, 관련 틱 마크는 적색으로 표시된다. 물론, 그 파라미터를 나타내는 다각형의 정점을 틱 마크에 위치할 것이지만, 황색에서 적색으로서 틱 마크의 색상변화로 오퍼레이터에게 그 사실을 강조한다.
상기한 바와 같이, 입력데이터의 신뢰성은 전체 시스템의 유용성에 중요하다. 따라서, 다중 감지기가 채용되고 기술상 공지된 방법이 기준값 및 한계치를 포함한 각각의 파라미터 값들의 성질을 결정하는 데 사용된다. 각 값에는 4가지 레벨의 성질 즉 양호 보통, 불량 및 나쁨이 할당된다. 만일 실제 파라미터 값의 성질, 기준값 또는 한계치중 어떤 것이 나쁘다면, 그것으로부터 형성되는 다각형의 대응정점 및 두 변들이 표시되지 않는다. 또한, 나쁜 성질을 갖는 한계치중 하나라면, 관련 틱 마크는 그 사실을 오퍼레이터에게 알리도록 자색으로 표시된다.
키이 안전사고와 관련하여 감시된 몇 개의 파라미터는 존재하거나 존재하지 않는 임계레벨 이상의 오염 방사와 같은 조건이다. 이러한 파라미터들은 2진 상태 신호로 표시된다. 그 조건이 존재하지 않을 경우, 2진 다각형 표시를 갖는 더 많은 정보를 제공하기 위해서는, 하나 이상의 2진 신호가 다각형의 특정정점, 따라서 관련 스포우크에 의해 표시될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 2진 신호로 표시된 조건들이 존재한다면, 다각형의 관련정점은 상한치에 표시될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 2진 신호로 표시된 조건들이 존재한다면, 다각형의 관련 정점은 상한치에 표시된다. 스토우크에 인정한 문자숫자 지표는 조건들 중 어느 것 또는 어느 것들이 존재하는 지 지시해준다.
본 발명은 특정 예에 의해 가장 잘 이해될 수 있다. 제3도는 본 발명을 응용한 가압수형 원자력 발전소를 개략적으로 예시한 것이다. 이 시스템에서, 원자로 코어(35)내의 핵연료 찌꺼기는 하트레그(hot leg)파이프(36)를 통해 증기발생기(37)의 일차 측으로 흐른 다음 원자로 냉각 시스템 펌프(40)에 의해 코울드(cold)레그 파리프(39)를 통해 코어(35)로 다시 순환되는 원자로 냉각제 및 물을 가열시킨다. 통상적으로, 각각 자체의 원자로 냉각 펌프를 갖는 2개 내지 4개의 증기 발생기가 하트레그와 코울드 레그 사이에 접속된다. 하트레그(36)에 접속된 단일 가압기(41)는 1차회로를 물로 계속 채우며 원자로 냉각제 압력을 조절한다.
원자로 냉각제의 열에 의해 증기발생기(37)의 2차 측에 생성된 증기는 도관(42)에 의해 전력 발생기(44)를 구동시키도록 팽창하는 증기 터어빈(43)으로 운반된다. 터어빈으로부터 활성된 증기는 콘댄서(45)에서 복수되고 그 복수 증기는 복수펌프(46)에 의해 증기 발생기의 2차 측으로 돌아가게 된다. 블로우 다운(blowdown)라인(47)은 증기 발생기의 물의 순도를 유지하도록 물을 증기발생기로부터 직접 콘덴서로 추출하는 데 사용된다. 공기 이젝터(egector)(48)는 그것의 효율을 유지하도록 콘덴서로부터 공기를 제거한다.
원자로 코어(35)는 원자로 용기(49)내에 내장되어 있다. 원자로 용기(49), 증기발생기(37), 원자로 냉각펌프(40) 및 가압기(41)는 모두 격납용기 구조물(50)내에 들어있다. 격납용기 외부의 메이크업 시스템(51)은 원자로 냉각 시스템의 냉각제 재고량을 유지하고 냉각제를 소정의 붕소 농도로 제조하여 그것을 방류라인(52)을 통해 코을드레그(39)로 넣거나 배출라인(53)을 통해 냉각제를 제거함으로써 코어 반응도를 장기간 제어하도록 단기간 제어는 중성자 흡수봉을 코어(35)내로 삽입하는 봉 제어 시스템(54)에 의해 실시된다.
원자력 발전소는 기술상 공지된 방법으로 제어 플랜트로부터 수집된 원시 데이터 및 몇 가지 제한치와 제어 및 보호 시스템에 의해 계산된 파라미터들 및 감시용 프로그램을 활용하여 상기한 바의 그래픽 표시를 행하는 것이다. 제4도에 예시한 바와 같이, 플랜트로부터의 이 입력들 및 일반 참조부호(55)로 서술된 그것의 관련시스템은 디지털 컴퓨터(56)에 의해 처리되어, 제어실내의 오퍼레이터용 가시 표시장치(VDU 예컨대 음극선관)상에 그리고 비정상 조건동안 정상으로 동작을 복귀하거나 안전한 정지를 행하려는 노력에 대해 전체적인 지령을 내리도록 배치된 기술보조 센터내의 원격 VDU들(58)상에 나타내어지는 표시를 행하게 된다.
제5도는 종결모드에서 PSSD 시스템을 갖춘 본 발명에 따른 전형적인 고 레벨 표시를 예시한 것이다. 예시된 사고는 증기 발생기들 중 하나에 있는 열교환기란에서 누출이 있을 경우에 생길 수 있는 1차 및 2차 냉각시스템의 누출이다. 각 스포우크 따라서 다각형의 각 정점으로 표시된 파라미터들은 오퍼레이터에 의한 식별을 위해 각 스포우크의 바깥쪽 끝에 표시된다. 아울러, 파라미터의 숫자 값이나 조건도 나타내어진다.
아날로그 신호의 경우에, 실제값은 기준값이 수반되는 죄측 상에 나타내어진다. 2전 신호의 경우에는, 워어드 "Hi"가 어느 조건들이 존재하는 지 지시해준다. 제3도는 각 파라미터의 현재 값을 나타내는 상태신호를 발생하는 데 쓰이는 감지기를 예시하고 있다.
제5도에서 12시 위치에 있는 스포우크로 시작하여, 종결모드에서 키이 안전사고에 대한 정보를 제공하도록 선택된 파라미터들은 다음과 같다. "Tavg"는 하트레그와 코울드레그에 있는 원자로 냉각제 온도의 평균이다. Tavg는 각 루우프(각 증기 발생기)에 대해 기준온도 Tref로부터 대부분(정 혹은 부)의 편차가 생긴 Tavg와 Tref로써 계산되는데, 기준온도 Tref는 루우프 번호(예에서는 루우프 2)와 함께 표시하기 위해 선택된다. Tref는 봉 제어시스템(54)에 대해 사용된 기준 온도이다.
제5도의 종결모드 표시의 제2스포우크는 "출력 부정합"을 백분율로 예시한 것이다. 출력 부정합은 터어빈(43)내의 충격 실 압력으로부터 통상의 방법으로 계산된 부하에 비교된 제3도에서 원을 그린 문자 " "에 의해 나타내어진 핵 계기 시스템에 의해 측정된 코어(35)내의 핵 플럭스(flux)의 함수로서 결정된 핵 시스템에 의해 발생중인 출력의 백분율차이다. 출력부정합은 기술상 공지된 플랜트 감시용 프로그램으로부터 얻어지며 핵 출력과 터어빈 출력의 백분율 숫자 값은 디스플레이 상에 나타내진다. 출력부정합에 대한 한계치는 부정합의 임계값을 정의하는 동작절차의 분석으로부터 결정되며 이 예에서는 +5 및 -10의 출력 백분율로 세트된다.
종결모드 표시의 제3스포우크는 각각 격납용기 섬프(sump) 레벨 및 온도 경보조건을 나타내는 두 개의 2진 신호들을 나타낸다. 이 2진 신호들이 모두 선정된 임계레벨이하일 경우에, 다각형의 정점은 제5도에 도시한 것처럼 기준레벨에 있게 된다. 그러나, 만일 어느 하나 혹은 양 파라미터가 임계레벨 이상이라면, 정점은 상한 틱 마크에 표시될 것이다. 이 오퍼레이터는 판독된 다음 스포우크의 상태에 대한 표시 " "에 의해 어느 파라미터 혹은 파라미터들이 정상치 이상인지 알게된다.
스포우크 번호 4는 3개의 2진 신호들을 표시하고 격납용기(50) 2차 시스템(47)에서 그리고 마련되어 있는 경우 예컨대 공기 이젝터(48)과 같은 다른 플랜트 장소에서 선정된 임계 치 이상의 방사레벨을 나타낸다. 또한 다각형의 관련정점은 이러한 방사판독값 중 어떤 것이 적절한 임계 치 이상이면 상항 치에서 표시되고, 그렇지 않으면 기준값에서 표시된다. 제5도에서 가종 된 사고는 2차 시스템 및 공기 이젝터와 같은 다른 검출기에서 검출된 터어빈에 공급된 증기는 방사를 유발하는 1차 및 2차 누출이므로, 제5도의 스포우크 4상에 있는 다각형의 정점은 상한치에서 표시된다. 스포우크 4다음의 판독은 어느 방사 판독치가 정상치 이상인지를 적절한 판독에서 "Hi"에 의해 나타낸다.
제5도 표시의 제5스포우크는 증기 발생기(37)의 2차 측에 있는 물의 레벨을 나타낸다. 종결 모드는 발전중인 플랜트를 나타내므로, 수위측정용 협범위계기가 사용된다. 기준값은 상한치 및 하한치가 협범위 측정의 경계점인 경우에 협범위 간격의 50%이다. 또한 Tavg의 경우처럼, 기준 값으로부터의 편차는 각 증기 발생기에 대해 백분율 최대 편차, 루우프번호 표시중인 기준값으로써 결정된다. 도시된 사고에서는 모든 장치내의 수위가 실질적으로 기준값에 해당한다.
제5도의 스포우크 6은 배출라인(53)을 통과하는 측정된 유동 량을 포진 라인(52)에서 측정된 포진 량에서 뺌으로서 계산되는 순수 포진 량을 표시한다. 차감 량은 원자로 냉각 펌프 밀폐 량에 대한 계산으로 들어가게 되어 그 순수 량을 영으로 만든다. 예시된 경우에는, 메이크업 물이 2차 시스템에 대한 손실을 보상하도록 1차 시스템에 공급되므로, 정의 순수 포진 량이 한계 값에서 표시된다. 이 파라미터에 대한 상한치는 배출 없는 경우의 최대 포진 율이고 하한치는 포진이 없는 경우의 최소 배출 율이다.
종결 모드표시의 제7스포우크는 가압기(41)에 액체 레벨을 나타낸다. 그 기준값은 아아트(art)제어 시스템의 일부인 레벨 제어시스템으로부터 얻어진다. 가압기 레벨에 대한 상한치는 100% 일정하고 하한치는 0%로 일정하다. 이 경우에 기준값으로부터의 정 및 부의 편차에 대한 상한치는 100%로 일정하고 하한치는 0%로 일정하다. 이 경우에 기준값으로부터의 정 및 부의 편차에 대한 스케일은 기준값 변동과 다르게 된 것임은 명백하다. 제5도에 의해 나타내진1차 및 2차 냉각 시스템의 누출의 경우에, 가압기 레벨이 증기발생기에 대한 물의 누출로 인하여 기준값 이하가 됨을 알 수 잇다. 실제 가압기 레벨과 기준레벨의 숫자 값은 다음 스포우크에 백분율로 표시된다.
종결모드 표시에서의 마지막 스포우크는 가압기(41)의 압력을 나타낸다. 가압기 압력에 대한 기준값은 기술상 공지된 제어시스템에 의해 유지된 일정한 동작 값을 나타낸다. 가압기 압력에 대한 상한치는 보호 시스템 원자로 트립이 압력 이완작용 및 안전밸브와 함께 발생한 것으로 예상된 값을 나타낸다. 가종 된 사고에 있어서, 가압기 압력은 실질적으로 기준값에 해당한다.
제5도에 예시된 다각형의 일정한 형태로부터, 오퍼레이터는 진행중인 다수의 파라미터를 가정하여 이때 PSSD의 다른 레벨을 진단을 판정하고 오퍼레이터가 적절하고 정확한 행동을 취하는 것을 돕는 데에 참조할 수 있다.
제6도는 PSSD의 경감모드에 대한 전형적인 고 레벨표시를 예시한 것으로, 특히 격납용기로의 1차 냉각시스템 누출의 경우에 예상할 수 있는 표시를 예시한 것이다. 이러한 표시는 보호 시스템이 원자로 트립을 개시한 후에 행하여진다. 12시 방향의 위치에 도시된 이 표시의 제1스포우크는 원자로 코어의 표면에서 열전 쌍에 의해 측정된 원자로 냉각 시스템 광범위(RCS W.R.)온도를 나타낸다. 그 기준값은 플랜트의 가열 및 냉각 작용 동안 목표값을 압력 및 온도의 함수로서 발생하는 사용자가 선택할 수 있는 가변서의 온도 및 압력 프로그램으로부터 결정된다. 그 상한치는 가압기(41)에서 측정된 원자로 냉각 시스템광범위(RCS W.R.)압력으로부터 계산된 냉각제의 포화 온도 TSAT이다. TSAT는 다음과 같이 계산된다.
TSAT=253.715+0.540537 P+2.924275×10-4P2+5.85718×10-18P3(415P 2500psi 경우)
·····························식(3)
그 하한치는 기술상 공지된 원자로 제어시스템의 원자로 냉각제 과압 한계에 영유연성 온도에 대응하는 것으로 측정된 광범위 압력을 사용하여 다음과 같이 계산된다.
TLO=0.009 P+140.68(415P 2500psi 경우)···········식(4)
RCS W.R.온도의 실제값 및 기준값은 디스플레이 상에 숫자적으로 나타내어진다. 아울러, 포화온도와 실제온도 같의 차로서 표현되는 부 냉각의 마진(margine)도 표시된다. 도시된 예에 있어서, RCS W.R. 온도는 메이크업 물이 격납용기의 손실을 수용하도록 시스템내의 포진되고 있다는 사실 때문에 기준값보다 약간 낮아진다.
2시 위치에 도시된 제6도의 제2스포우크는 핵 계기 시스템에 의해 측정된 코어 플럭스의 함수로서 결정되며 종래의 제어시스템으로부터 얻어질 수 있는 시동률을 표시한다. 그 기준값은 마찬가지로 제어시스템으로부터 얻어지며 원자로 트립에 이어 영이 될 것이다. 이 파라미터에 대한 상한치는 분당 5디케이드(decade)로 일정하고 하한치는 분당-5디케이드로 일정하다. 시동률의 숫자 값은 제 스포우크에 인접하여 분당 디케이드로 표시된다. 가정된 사고의 경우에, 시동룰은 영 또는 부가된다.
제6도의 스포우크 3은 격납용기(50)의 압력을 표시하며 psig로 현재의 숫자 값을 나타낸다. 이 압력의 하한치 및 기준값은 영 psig로 일정하다. 그리고 상한치는 60psig로 일정하다. 주어진 예에서, 실제 압력은 대략 기준값의 75%이상 즉 45psig이다.
경감모드표시의 스포우크 4는 종결모드의 대응 스포우크와 동일하므로 격납용기(50), 2차 시스템 혹은 다른 플랜트 시스템에서의 임계레벨 이상의 방사를 나타내는 디지털 신호를 표시한다.
제6도의 다음 스포우크는 증기발생기(37)의 광범위(SG W.R.)액체 레벨을 표시한다. SG W.R.에 대한 상한치는 광범위 간격의 0%이다. 그 기준값은 50%이다. 도시된 예에서, 48%의 실제값과 기준값은 모두 디스플레이 상에 숫자로 표시되어 있다.
제6도의 스포우크 6은 하트레그(36) 및 코울드 레그(39)의 원자로 냉각제 압력 차로부터 계산되고 종래의 레벨측정 계기 시스템으로부터 얻어질 수 있는 원자로 용기의 물의 레벨(R.V. 레벨)을 나타낸다. 이 파라미터에 대한 상한치 및 기준값은 둘 다 100%인 반면 하한치는 0%이다.
경감모드의 스포우크 7은 가압기 레벨을 표시하며 종결모드의 스포우크 7과 동일하다. 제6도에 도시된 바와 같이, 가압기 레벨은 격납 용기로의 1차 시스템 냉각제의 누출이 있는 경우 하한치인 0%가 된다.
제6도의 마지막 스포우크는 상기한 바와 같이 가압기(41)에서 측정된 압력인 원자로 냉각 시스템의 광범위(RCS W.R.)압력을 표시한다. 광범위 압력 스케일에 대한 한계치는 두가지 안전사고를 기초로 하여 선택된다. 그 첫번째는 적당한 코어 냉각 시스템 압력을 유지하는 것이다. 압력 스케일의 하한치는 정상적으로 부 냉각된 열역학적 조건에서 유지되도록 하는 원자로 냉각액이 포화에 대응하는 염력에 도달하는 조건을 나타낸다. 이 한계치는 1차 시스템 온도의 측정으로부터 다음과 같이 계산된다.
Figure kpo00003
여기서는 측정된 광범위 원자로 냉각제 온도이고 α=118.5089, β=20.2209096이다. 다른 안전 사는 과압화로 인한 코어 냉각 시스템의 완전성에 대한 것이다. 그 상한치는 1차 냉각시스템에 대한 이론적인 동적로 한계를 나타낸다. 기술상 공지된 이 한계는 1차 냉각제 온도의 함수이고 다음과 같이 계산된다.
Figure kpo00004
여기서, T는 측정된 광범위 원자로 냉각제 온도이다. RCS W.R. 압력의 숫자 값은 다음 스포우크에 표시된다. 예시된 표시에 있어서, 이 압력은 실질적으로 기준값 이하인 것으로 예시되어 있다. 그 압력에 대한 실제값 및 기준값 이외에, MOP(실제 코어 출구온도의 포화로 인한 최소동작입력)가 그 스포우크에 인접하여 표시된다.
스포우크 상의 파라미터들의 조직이 온도 및 압력과 같은 서로 단계 있는 플랜트 파라미터들을 인접 스포우크 상에 위치하도록 하는 한편, 인과 관계를 갖는 파라미터들을 서로 정 반대편에 위치하게끔 되어 있음은 본 발명의 중요한 특징이다. 후자의 예로서, 증기발생기 레벨의 감소로 코어 출구 온도가 증가되며, 모든 다른 것들은 일정하다. 따라서 이 파라미터들은 제6도의 반대편 스포우크 상에 위치한다. 이러한 배열은 플랜트의 전체 안전상태에 대한 오퍼레이터의 이해를 증진시켜 준다.
제5도 및 6도의 종결 및 경감 모드 표시를 하도록 제4도에 도시된 플랜트 컴퓨터(55)에 의해 사용된 컴퓨터 프로그램에 대한 순서도는 제7도 내지 10도에 도시되어 있다. 제7a도에 도시한 바와 같이, 먼저 블록(59)에서 "스포우크"라 명명된 플래그(flag)가 1로 세트되어 각 디스플레이에서 각 스포우크에 대한 필요한 데이터의 처리를 시작한다. 제5도에 도시된 종결모드 표시의 스포우크들은 12시 위치에 있는 "Tavg"스포우크로부터 시작하여 시계방향으로 1부터 8가지의 번호가 매겨진다. 알 수 있는 바와 같이, 단지 한 모드만이 표시될 것이지만 양 모드 표시의 모든 스포우크가 처리된다.
"스포우크"를 1로 세트한 후, 블록(60)에서 각 스포우크에 대한 필요한 데이터를 인출하는 루우프로 들어가게 된다. 모든 스포우크가 처리되었을 때, 프로그램이 완결되지만, 그때까지 프로그램은 겨려중인 스포우크에 대한 데이터가 그 스포우크의 한계치에 대한 틱 마크의 색상을 황색으로 정하고, 그 스포우크를 따로는 다각형의 정점 위치를 나태 내는 "백터"를 기준 점에 설정하고, 또 그 정점을 인접정점들에 이은 다각형의 변들이 디스플레이 상에 그려져야 한다는 것을 의미하는 백터를 그리도록 플래그를 세트시킴으로써 정상 조건으로 초기화되는 블록(61)으로 진행한다.
그 다음에, 블록(62)에서는 고려중인 스포우크에 의해 표시된 파라마터들이 2진 신호인지 혹은 아날로그 신호인지 결정된다 만일 스포우크3또는 4가 그 신호들이 2진 신호이라고 표시하면서 처리되고 있다면, 제5도에 대한 설명과 관련하여 이 스포우크들로써 식별된 2진 신호들의 상태가 블록(63)에서 그 스포우크와 관련된 어떤 디지털 신호들에 대한 실제값을 표시하지 않을 것을 의미하는 백터를 그리지 않고 또한 다각형의 인접 면들을 그리지 않도록 세트된다. 어느 경우에든지 "스포우크" 플래그는 블록(66)에서 1만큼 전진되고 프로그램은 다음 스포우크를 처리하도록 블록(60)으로 돌아간다.
만일 블록(62)에서 스포우크(3) 또는 (4)가 고려중이 아니라고 판단하면, 블록(68)에서는 그 대신 스포우크(12)인지의 여부가 결정된다. 만일 그렇다면, 경감모드의 이 스포우크는 경결모드의 스포우크(4)와 동일한 정보를 나타내므로 스포우크(4)에 있어 이전에 발생된 모든 데이터가 블록(67)에서 프로그램이 스포우크(13)으로 전진하기 전에 블록(69)에서 2진 데이터가 아니라 아날로그 데이터를 나타낸다면, 태그 "A"는 프로그램이 제7b도의 블록(70)으로 전달되도록 지시하는데, 이 블록(70)에서는 그 스포우크의 실제 파라미터 값 ACT, 기준값 REF, 상한치 HIL 및 하한치 LOL에 대한 입력 값 및 성질이 얻어진다. 블록(71)에서는, 이 4개의 파라미터의 최악성질이 결정되며, 이 최악성질이 블록(72)에서 "양호"라고 결정되면, 그 스포우크에 대한 데이터를 처리하는 "VECT A"서브 루우틴이 블록(73)에서 실행된다. 만일 그것이 "나쁨"이 아니면, "보통"이나 "불량"이 되어야 하며, 블록(75)에서 성질 저하를 초래하는 한계신호 HLI 또는 LOL 중 어느 것인지 알아보기 위한 검사가 행하여진다. 만일 상기 한계신호들이 성질 저하의 원인이 아니라면, "VECT A"서브 루우틴이 직접 들어가게 된다. 그렇지 않으면, VECT A 서브 루우틴이 들어가기 전에 블록(76)에서 적당한 한계 틱 마크를 자색으로 만들도록 플래그가 세트된다.
VECT A서브 루우팅으로부터 돌아왔을 때에는, 프로그램이 제7a도의 블록(67)로 돌아가서 다음 스포우크로 진행하기 전에 파라미터의 실제값 "백터 위치"가 블록(77) 또는 (79)에서 결정된 대응 한계치라면, 상한치 및 하한치 틱 마크들은 각각 블록(78) 및 (80)에서의 적색으로 세트된다.
제8도는 아날로그 스케일을 결정하기 위한 "VECT A" 서브 루우틴을 예시한 것이다. 만일 파라미터의 실제값이 블록(84)에서의 기준값과 같거나, 하한치가 기준값과 같고 실제값이 블록(85)에서의 기준값보다 작거나, 상한치가 기준값과 같고 실제값이 블록(86)에서의 실제값을 초과한다면, 다각형의 백터위치 즉 정점의 위치는 블록(87)에서 기준 점에서 표시되며, 프로그램은 제7b도의 블록(77)으로 돌아간다. 이 조건들 중 아무 것도 존재하지 않지만 하한치가 블록(88)에서 결정된 기준값이라면, 다각형의 백터 위치 즉 정점의 위치는 블록(9)에서 위의 식(1)을 사용하여 기준값으로부터의 정의 편차로 계산된다. 식(1)은 또한 기준값이 블록(88) 및 (90)에서 백터우치를 기준값으로부터의 정의 편차로서 계산하는 데 사용된다. 한편, 기준값이 블록(90)에서의 상한치와 같거나 파라미터의 실제값이 블록(91)에서 결정된 기준값보다 작으며 블록(92)에서 백터 위치는 식(2)을 사용하여 기준값으로부터의 부의 편차로서 계산된다. 아날로그 백터 위치가 계산되었을 때, 프로그램은 제7b도의 블록(77)으로 돌아간다.
제9도는 2진 상태 신호를 나타내는 스포우크에 대한 스케일을 제공하는 "VACT D"서브 루우틴의 순서도를 도시한 것이다. 제1단계로서, 백터 즉 정점의 위치는 블록(93)에서 기준위치로 초기화된다. 만일 블록(94)에서의 검사가 그 스포우크에 대한 2진 입력의 성질이 "나쁨"이라고 지시하면, 블록(95)에서 최종 스포우크의 성질이 "나쁨"이라고 지시하도록 플래그가 세트되며, 만일 그 스포우크와 관련된 어떤 다른 2진 신호들이 블록(94)에서 결정된 것으로 유지되면, 블록97)에서 벡터가 상한 위치에 도시되고 프로그램이 제7a도의 블록(65)로 돌아가기 전에 블록(99)에서 최종 스포우크 성질이 "양호"로 세트된다. 그 서브 루우틴도 역시 검사될 디지털 신호가 더 이상 남아 있지 않을 때 블록(96)으로부터 나오게 된다.
제10도는 제어실 및 기술보조 센터에서 가시 표시장치(57)(58)상에 표시하기 위하여 선행 프로그램에서 인출된 데이터를 활용하는 "ICONIC" 프로그램에 대한 순서도를 예시한 것이다. 이전에 언급한 바와 같이, 플랜트 안정 상태를 감시하는 사람에 의해 호출될 수 있는 PSSD 시스템에는 몇가지 표시레벨이 있다. 만일 즉 최상 레벨 표시가 블록(100)에서 결정된 것처럼 가시 표시 장치들중 어떤 것 상에 표시하기 위해 선택되지 않았다면, ICONIC프로그램의 나머지가 필요 없으므로 운용되지 않게 된다. 적어도 한 명의 관찰자가 최상 레벨 표시를 호출하고 있다고 가정하면, 블록(101)에서 제5도의 종결 모드 표시가 행하여지는 동안 원자로 트립이 발생 되었는지의 여부에 대한 결정이 이루어진다. 만일 원자로 트립이 발생하였다면 블록(103)에서 종결 모드의 협범위 스포우크들로써 작업하도록 플래그가 세트된다. 어느 경우에든지, 이전의 ICONIC표시로부터의 모든 작용선들은 블록(104)에서 지워지고 블록(102) 또는 (103)에서 세트된 플래그에 의해 표시된 스포우크들에 대한 제7 내지 9도의 프로그램에 의해 결정된 새로운 선비, 성질 및 틱 색상으로 대치된다. 만일 플래그가 블록(106)에서 결정된 광범위(경감모드)로 세트되면, 스포우크 9 즉 제6도에서의 12시 위치의 스포우크가 블록(107)에서 표시를 행하기 위한 시작점으로서 선택되며, 그렇지 않은 경우에는 블록(108)에서 제5도의 스포우크 1이 선택된다. 이어서 루우프는 선택된 스포우크들을 처리하도록 블록(109)에서 들어가게 된다. 만일 처리중인 스포우크가 블록(11)에서 결정된 것처럼 "나쁨" 성질을 갖는다면, 그 스포우크상의 정점을 인접정점과 이은 선들은 블록(11)에서 VDU디스플레이 상에 나타나지 않도록 비어있게 된다. 그렇지만, 글 성질이 "나쁨"이 아니라면, 이 선들은 블록(112)에 표시된 것처럼 도시된다. 선들이 그려 있던 그려있지 않던 간에, 그 스포우크에 대한 한계를 나타내는 틱 마크는 블록(113)에 그려진다. 즉, 파라미터의 실제값이 한계치 이내일 때는 황색, 한계치일 때는 적색 그리고 그 스포우크와 관련된 어느 한계 신호의 성질이 "나쁨"일때는 자색으로 그려진다. 이어서 프로그램은 다음 스포우크를 처리하도록 블록(109)로 돌아간다. 선택된 모드 표시의 모든 스포우크들이 처리되었을 때에는, 프로그램이 다시 운용되도록 블록(100)으로 돌아간다. 이 프로그램은 약 2초마다 디스플레이를 갱신한다.
본 발명의 주체인 개선된 그래픽 표시는 통상의 제어 표시기에 비해 두가지 뚜렷한 장점을 제공한다. 즉, 파라미터들의 통합 및 그래픽 표시형식을 제공해 준다. 비정상 조건의 검출은 오퍼레이터 작업이 두가지 뚜렷한 장점을 제공한다. 즉, 파라미터들이 통합 및 그래픽 표시형식을 제공해 준다. 조건의 검출은 오퍼레이터 작업이 두가지 기하학적 구성에 의한 판별에 기초를 두고 있음으로 향상된다. 다수의 파라미터에 대한 결정 및 사고 평가는 표시의 종합적인 구성에 의한 판별에 기초를 두고 있음으로 향상된다. 다수의 파라미터에 대한 결정 및 사고 평가는 화학적 구성에 의한 판별에 기초를 두고 있음으로 향상된다. 다수의 파라미터에 대한 결정 및 사고 평가는 표시의 정합적인 성질과 파라미터들의 차이만이 표시에 의해 경조 된다는 사실에 의해 용이하게 된다. 비정상 조건을 검출할 때 오퍼레이터는 반응, 진단 및 종결/경감 작용을 보조하도록 다른 정보 레벨에서 더 많은 특정의 정보를 찾을 수 있다.
본 발명의 특정 실시예만을 상세히 설명하였지만, 본 분야의 기술자는 본 발명의 전체적인 설명에 비추어 여러 가지 변형 및 수정이 가능함을 알 수 있는 것이다. 따라서, 본 명세서에 기재된 특정의 배열은 예시만을 목적으로 하고 있으며, 부속 청구범위의 주어질 본 발명의 범위로 제한하고자 하는 것은 아니다.

Claims (5)

  1. 실시간 기준으로 측정된 선택된 동작 파라미터의 값을 나타내는 상태 신호를 발생하는 단계와, 현재의 동작 레벨에 대한 각각 상기 동작 파라미터의 목표기준신호를 발생하는 단계와, 각각의 상태 신호를 선정된 크기에 비례하는 크기를 갖도록 그것의 관련 기준 신호도를 정규화시키는 단계로 이루어진 가시표시장치를 동작시키기 위한 방법에 있어서, 표시된 모든 동작 파라미터들이 목표값에서 측정되는 경우에, 표시부의 모든 각 부분들이 상기 원점에 대해 동일한 관계를 보이도록 최소한 하나의 정규화된 상태 신호의 크기로 정의된 상기 표시부의 각 부분을 가지며, 원점으로부터 퍼져 나온 가시표시장치 상에 상기 정규화된 신호로부터 표시를 행하는 것을 특징으로 하는 정합 적인 그래픽 표시방법.
  2. 제1항에 있어서, 표시부가 다각형을 규정하고 정규화된 상태 신호의 크기를 원점으로부터 다각형의 정점까지의 거리를 결정하며, 그 모든 정점들은 선택된 모든 동작 파라미터들이 목표값에 해당할 때, 정다각형을 형성하도록 원점으로부터 제1의 일정거리에 있으며 그렇지 않은 경우에는 상기 다각형은 정다각형을 형성치 않은 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 표시를 행하는 단계가 원점으로부터 나와 다각형의 각 정점을 통해 외부로 연장하는 스포우크를 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 표시를 행하는 단계는 가시표시장치 상에 제2다각형을 발생하는 단계를 포함하는데, 상기 제2다각형은 상기 원점으로부터 상기 제1의 일정거리에서 그것의 정점을 갖는 정다각형 이어서, 상기 각각의 동작 파라미터에 대한 기준값을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 플랜트의 현재 동작 레벨에 대한 관련 상태 신호의 한계 값을 나타내는 최소한 몇 개의 상기 동작 파라미터들에 대한 실시간 기준한계 신호를 발생하는 단계를 포함하고, 가시 표시장치 상에 표시를 행하는 단계는 동작파라미터의 측정값이 한계 값에 해당할 때, 정규화된 상태 신호의 크기에 의해 결정된 다각형의 관련 정점의 위치를 나타내는 표시부의 공통원점으로부터 일정한 거리에 있는 관련 스포우크들상에 지표를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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