(57)【要約】［課題］プラントが運転中の状態であっても系統のアイソレーションをすることなくプラントのセンサ類の点検・交換などのメンテナンスができる装置および方法を提供すること。［解決手段］プラントにおける操作端末ごとに設けられた各現場センサの計測信号を中央操作室に伝送し、中央操作室から前記操作端末の操作を行うプラントの計測制御装置において、前記現場センサ１は、前記現場センサの機能を診断する自己診断手段と、前記現場センサの検出出力を、無線ＬＡＮを通じて伝送する無線ＬＡＮ通信手段１３と、前記各手段に給電する永続性電源１１とをそなえたことを特徴とするプラントの計測制御装置、および方法。
2010038794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントにおける操作端末ごとに設けられた各現場センサの計測信号を中央操作室に伝送し、この中央操作室から前記操作端末の操作を行うプラントの計測制御装置において、
前記現場センサは、
前記現場センサの機能を自己診断する自己診断手段と、
前記現場センサの検出出力を、無線ＬＡＮを通じて伝送する無線ＬＡＮ通信手段と、
前記各手段に給電する永続性電源と
をそなえたことを特徴とするプラントの計測制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラントの計測制御装置において、
前記現場センサが、自己診断機能に加えて、測定しているプロセス値の異常検知機能、および系統的な異常判断機能を有し、前記現場センサそれぞれにより分散監視を行うことを特徴とするプラントの計測制御装置。
【請求項３】
請求項１記載のプラントの計測制御装置において、
現場に設置された分散制御盤をそなえ、
前記現場センサが、自身の制御判定を行うとともに、前記分散制御盤に向け計測信号を送って前記操作端末を操作する分散制御を行うことを特徴とするプラントの計測制御装置。
【請求項４】
請求項１記載のプラントの計測制御装置において、
前記現場センサに、校正機能手段またはテスト用の端子を組み込んだことを特徴とするプラントの計測制御装置。
【請求項５】
請求項１記載のプラントの計測制御装置において、
前記現場センサは、ＩＰアドレスを有し、
前記現場センサ毎に多重化されたバックアップ機能を有することを特徴とするプラントの計測制御装置。
【請求項６】
プラントにおける操作端末ごとに設けられた各現場センサの計測信号を中央操作室に伝送し、この中央操作室から前記操作端末の操作を行うプラントの計測制御方法において、
前記現場センサは、
前記現場センサに自己診断機能を持たせるとともに、
前記現場センサの検出出力を、無線ＬＡＮを通じて伝送するようにし、
前記現場センサに永続性電源から給電する
ようにしたことを特徴とするプラントの計測制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの計測制御装置および方法に係わり、とくに原子力発電所等の、稼動率向上が望まれているプラントにおいて重要な計測制御系センサを完全無線化して計測制御する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず図４を参照して、一般的なプラントを構成する計測制御系の一例を説明する。この図４において、現場センサ１は、計装電源２から電源供給を受け、電流−電圧変換器３により計測値（電流）を電圧信号に変換し、演算器４、制御装置５、指示／記録計６に信号を伝達する。【０００３】
また制御装置５は、中央操作室の操作盤７から現場操作盤８を経由し、操作端末であるバルブ９に操作信号を出力する経路における各手段が、電線で接続されたアナログループとして構成されている。【０００４】
従来の原子力発電所等向けの現場センサの装置は、このように構成され、計測制御系の定期的な点検が実施されて、品質および安全を確保している。そして、プラントの定期点検のための停止時に、系統の分離（アイソレーション）を行って安全処置を施した上で、点検を行なっている。
【特許文献１】特開平10-148694号公報
【特許文献２】特開2001-94970号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この系統の分離作業が、プラント運営者の大きな負担になっている。そして、これらのセンサは、プラントの建設時、設備改良等の工事においても設置工事に伴う費用、期間および使用面で膨大な負担になっている。【０００６】
また、原子力発電所等では、現場作業においては放射線被曝による健康・安全面での改善が望まれており、設備の改修・改善工事などにおいても、比較的容易に現場センサの拡張性や多重化に対応するニーズがある。【０００７】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、プラントが運転中の状態であっても系統のアイソレーションをすることなく、プラントのセンサ類の点検・交換などのメンテナンスができる装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、下記の装置および方法を提供する。【０００９】
装置としては、
プラントにおける操作端末ごとに設けられた各現場センサの計測信号を中央操作室に伝送し、この中央操作室から前記操作端末の操作を行うプラントの計測制御装置において、
前記現場センサは、
前記現場センサの機能を診断する自己診断手段と、
前記現場センサの検出出力を、無線ＬＡＮを通じて伝送する無線ＬＡＮ通信手段と、
前記各手段に給電する永続性電源と
をそなえたことを特徴とするプラントの計測制御装置、
である。また、方法としては、
プラントにおける操作端末ごとに設けられた各現場センサの計測信号を中央操作室に伝送し、この中央操作室から前記操作端末の操作を行うプラントの計測制御方法において、
前記現場センサは、
前記現場センサに自己診断機能を持たせるとともに、
前記現場センサの検出出力を、無線ＬＡＮを通じて伝送するようにし、
前記現場センサに永続性電源から給電する
ようにしたことを特徴とするプラントの計測制御方法、
である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上述のように、現場センサに、自己診断機能を持つマイコンと永続性のある電源と無線ＬＡＮ装置とを組み合わせて一体化したため、電線による接続を省略した計測制御装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す全体構成図。
【図２】図１に示した現場装置の内部構成を示す説明図。
【図３】図１に示した現場センサの対象物への取り付け例を示す説明図。
【図４】従来のシステム全体の構成を示すブロック図。
【発明の実施の形態】
【００１２】
以下、図１ないし図３に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例を示したものである。図１に示すように、現場センサ１は、自己診断機能を有するマイコン等の自己診断装置１０と、例えば自家発電機のような永続性のある電源１１と、無線ＬＡＮ用アンテナ１３とが一体化されていて、無線ＬＡＮ装置１２を経由してＬＡＮ接続で演算制御装置１４、さらに指示／記録計６、操作盤７に接続されている。操作盤７からの操作信号は、無線ＬＡＮ装置１２を通じて、現場操作盤８、操作端／バルブ９に与えられる。
ここで、自己診断装置１０による自己診断機能とは、次の(a)ないし(d)に示すような機能を指す。
(a)演算器が正常に機能しているかを監視する、CPU（中央処理装置）のウォッチドッグタイマ（WDT）機能
(b)自己診断装置自体の駆動電圧を読み取り、異常がないかを監視する電源モニタ機能
(c)センサからの信号または電源から分圧した電圧値をモニタすることでI/0部の健全性を確認する機能
(d)本体に自己監視のための温度・湿度センサ等を内蔵し、測定環境の異常を検知する監視機能【００１４】
このように構成された実施例１によれば、現場センサ１が完全に無線化され、計測・制御信号が、従来の電線によるアナログ信号に換わって無線ＬＡＮによるデジタル信号の無線伝播となる。このため、点検の際には、ソフトウェアによるセンサの安全処置や点検操作をすることができる。【００１５】
また、上位のＬＡＮからなる機器構成を含め、現場センサの二重化が容易に構築できる。ここで、現場センサの検出対象は、圧力、温度、回転数、振動、放射線、電位などである。【００１６】
そして、現場センサが完全無線化されたことにより、現場センサケーブルの撤廃による材料・工事費用の大幅なコスト低減が可能となる。【００１７】
また、現場センサが無線化され、無線ＬＡＮ中継局から上位の制御系も有線ＬＡＮ構成とされることにより、センサの点検・校正等のセンサを系統から切り離すことが必要な際に、ソフトウェアで系統から切離すことができ、プラントの定期点検を停止しないで、センサの点検・メンテナンスを行うことができる。
【実施例２】
【００１８】
図２は、本発明の実施例２を示したもので、現場側装置の構成を示したものである。この図２に示すように、現場センサ１は、自己診断装置１０、太陽電池等の電源１１、無線ＬＡＮ装置１２、無線ＬＡＮアンテナ１３、ＣＰＵ１４、校正用端末１５および校正用基準発振器１６をそなえ、自己診断機能に加えて、測定しているプロセス値の異常検知、および系統的な異常判断の機能を有する。
ここで、プロセス値の異常検知、系統的な異常判断の各機能は次の通りである。
まず、プロセス値の異常検知機能とは、検出器からの信号の断線検知、同地絡検知、検出器からの信号の変化率の異常を検知する機能を指す。
また、系統的な異常の検知機能とは、マイコンでプロセス値をソフトウェアにより判断して系統的な変化を監視・判定する機能を有し、分散監視機能を持つことである。【００１９】
この現場センサ１は、測定対象物であるプラントの配管１００に設置されており、その圧力、温度、回転数、振動、放射線、電位などのプラント管理の上で必要な物理量を測定する。【００２０】
また、同じ配管１００には、バルブを開閉するための操作端末９（図１）が設けられており、現場操作盤８（図１）により操作端末９の開閉操作が行われる。そして、現場操作盤８は校正用端末１５（図１）により校正が行われる。【００２１】
各自己診断装置１０は、独立して機能を発揮し操作を行うことができるとともに、無線ＬＡＮ用アンテナ１３をそなえており、相互に無線連携されている。この結果、計測制御系に人間系が入らずに運用でき、このため、品質面および安全面で優れた分散監視をすることができる。
【他の実施例】
【００２２】
図３は、現場センサ１を、配管１００に当接して定期点検する様子を示している。現場センサ１は、図２に示したような構成の分散制御盤をそなえ、現場センサ１が、自身の制御判定を行うとともに、分散制御盤に向け計測信号を送って操作端末を操作する分散制御を行うようにしてもよい。
【００２３】
プラントを構成する計測制御系の現場センサ１には、校正用の水晶発振式もしくは基準分銅等の基準器校正機能、またはテスト用の端子を予め組み込んでもよい。
【００２４】
また、プラントを構成する計測制御系の現場センサ１を、現場センサ毎にＩＰアドレスを付与し、現場センサ毎に多重化されたバックアップ機能を持たせることもできる。
【００２５】
プラントを構成する計測制御系の現場センサに、校正用の水晶発振式の、または基準分銅等の基準器校正機能、またはテスト用の端子を予め組み込むことで、センサの点検・校正の場面においても、現場の作業を省力化することができ、また原子力発電所等では、作業員の放射線被曝量を低減する効果もある。
【００２６】
プラントを構成する計測制御系の現場センサと上位の制御・監視・操作系とをＬＡＮ構成とすることで、センサの増設や、制御機能の改良、遠隔監視等の拡張性が高いものとすることができる。また、計測・制御系をＬＡＮ構成とすることにより、拡張性が高い装置構成とすることができる。
【００２７】
また、計測制御系をＬＡＮ化することで、点検の際にソフトウェアで現場センサの安全処置を行なえることから、プラントの運転中における現場センサのメンテナンスも可能になり、プラントの稼働率を向上することができる。
【００２８】
さらに、プラントを構成する計測制御系の現場センサを、ＩＰアドレスを有するものとし、現場センサ毎に多重化されたバックアップ機能を持たせることもできる。
【００２９】
また、ソフトウェアで現場センサを管理できるので、上位のＬＡＮからなる機器構成を含め、現場センサの多重化を容易に構築することができ、プラントの信頼性が向上する。
【符号の説明】
【００３０】
１…現場センサ、２…計装電源、３…電流−電圧変換器、４…演算器、
５…制御装置、６…指示／記録計、７…操作盤、８…現場操作盤、
９…操作端／バルブ、10 …マイコン、11 …電源、12 …無線LANユニット、
13 …無線ＬＡＮアンテナ、14 …演算・制御装置、15 …自動校正器。
【図１】
2010038794.tif 000003
【図２】
2010038794.tif 000004
【図３】
2010038794.tif 000005
【図４】
2010038794.tif 000006
【国際調査報告】
2010038794.tif 000007
2010038794.tif 000008
2010038794.tif 000009
2010038794.tif 000010