(57)【要約】【課題】制御対象が出力する信号が正常に伝送されない状況に起因してプラントの正常運転が阻害される可能性を低減する。【解決手段】バルブ４４などの制御対象から制御対象識別コードとともに出力される制御対象送信信号の伝送を監視する伝送監視システムに、動力ケーブル１０と、複数の伝送装置２０と、監視装置である中央制御装置５０とを備える。伝送装置２０は、自己の正常動作中は制御対象送信信号に、自己に異常が発生した場合は異常信号に、伝送装置識別コードを付加した伝送装置送信信号を動力ケーブル１０に重畳させて送信する。中央制御装置５０は、伝送装置送信信号に制御対象識別コードが含まれる場合は伝送装置識別コードと対応させて記憶し、伝送装置送信信号に異常信号が含まれる場合は伝送装置識別コードと対応させて記憶された制御対象識別コードで識別される制御対象との信号の授受ができなくなったと判断する。【選択図】図１
2009296047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象識別コードで識別される制御対象から制御対象識別コードとともに出力される制御対象送信信号の伝送を監視する伝送監視システムにおいて、
自己を識別する伝送装置識別コードを、自己の正常動作中は前記制御対象送信信号に、自己に異常が発生した場合は異常信号に、付加した伝送装置送信信号を前記制御対象に電力を供給する動力ケーブルに重畳させて送信する複数の伝送装置と、
前記動力ケーブルから前記伝送装置送信信号を抽出し、前記伝送装置送信信号に前記制御対象識別コードが含まれる場合は前記制御対象識別コードを前記伝送装置送信信号に含まれる前記伝送装置識別コードと対応させて記憶し、前記伝送装置送信信号に前記異常信号が含まれる場合は前記伝送装置送信信号に含まれる前記伝送装置識別コードと対応させて記憶された前記制御対象識別コードで識別される前記制御対象との信号の授受ができなくなったと判断する監視装置と、
を有することを特徴とする伝送監視システム。
【請求項２】
前記伝送装置は、
前記動力ケーブルに接続されて駆動電力を発生する電源回路と、
自己の異常を検知する自己診断回路と、
前記電源回路に接続されて前記自己診断回路が異常の発生を検知した場合に前記電源回路に代わって駆動電力を発生する蓄電池と、
前記制御対象と接続されてその制御対象から前記制御対象送信信号を受信するＩ／Ｏ回路と、
前記Ｉ／Ｏ回路に接続されて、前記自己診断回路が異常の発生を検知しない場合は前記制御対象送信信号に前記伝送装置識別コードを付加した信号を生成し、前記自己診断回路が異常の発生を検知した場合は前記異常信号に前記伝送装置識別コードを付加した信号を生成し、生成した信号を出力する識別コード処理器と、
前記識別コード処理器が出力した信号を前記動力ケーブルに重畳可能な前記伝送装置送信信号に変換する信号処理回路と、
前記伝送装置送信信号を前記動力ケーブルに重畳させて送信する結合回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の伝送監視システム。
【請求項３】
制御対象識別コードで識別される制御対象から制御対象識別コードとともに出力される制御対象送信信号の伝送装置を監視する伝送監視方法において、
伝送装置を識別する伝送装置識別コードを、その伝送装置の正常動作中は前記制御対象送信信号に、自己に異常が発生した場合は異常信号に、付加した伝送装置送信信号を前記制御対象に電力を供給する動力ケーブルに重畳させて送信する工程と、
前記動力ケーブルから前記伝送装置送信信号を抽出し、前記伝送装置送信信号に前記制御対象識別コードが含まれる場合は前記制御対象識別コードを前記伝送装置送信信号に含まれる前記伝送装置識別コードと対応させて記憶する工程と、
前記動力ケーブルから前記伝送装置送信信号を抽出し、前記伝送装置送信信号に前記異常信号が含まれる場合は前記伝送装置送信信号に含まれる前記伝送装置識別コードと対応させて記憶された前記制御対象識別コードで識別される前記制御対象との信号の授受ができなくなったと判断する工程と、
を有することを特徴とする伝送監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所などのプラントにおいて、検出器・計器、弁、ポンプなどの制御対象が出力する信号の伝送を監視する伝送監視システムおよび伝送監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所には、複数のシステムが設けられている。これらのシステムでは、中央の制御装置などと、末端の検出器・計器、弁、ポンプなどとの間で、制御信号、計装信号、制御信号あるいは警報信号を伝送する信号伝送装置を設ける必要がある。
【０００３】
検出器・計器、弁、ポンプなどには、発電所内の所内電源設備から動力ケーブルが接続されている。この動力ケーブルによって、それぞれの器具・装置を駆動するための電力（動力）が供給されている。発電所内の所内電源設備としては、高圧閉鎖配電盤、低圧配電盤、分電盤などがある。そこで、このような動力ケーブルに制御信号、計装信号、制御信号あるいは警報信号などの信号を重畳させて送受信する通信方式が検討されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
従来は、制御信号、計装信号、制御信号あるいは警報信号の伝送のために、動力ケーブルとは別に、ハードメタルの信号伝送ケーブルを敷設していた。原子力発電所などの大型のプラントでは、この信号伝送ケーブルの物量は膨大になり、その敷設作業には多大な労力を要する。しかし、動力ケーブルを用いた通信方式を用いることにより、ケーブルの物量を低減し、その敷設作業を削減することができる。このため、プラントの建設工期ならびに建設コストを抑制することができる。
【０００５】
原子力発電所に設けられるシステムは、１プラントあたり数百にも及び、それらのシステムに設けられる末端のセンサーとの間で伝送される信号に至っては、数千信号に達する。このような多数の信号を伝送する信号伝送装置は、信号が集中している制御盤や現場盤に内蔵させ、あるいは、センサーの近傍に設置することなどにより、合理的な設置台数とする努力がなされる。
【特許文献１】特開２００５−２９４９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に計装信号、制御信号ならびに警報信号などの信号には、当該信号の対象機器・システムを識別する識別コードが付与される。これにより、当該信号の対象機器・システムを判別することが可能となる。
【０００７】
一方、伝送装置は、設計進捗により各信号に対応する伝送装置が配置上の要求、または、システム要求により見直される可能性がある。さらにシステムの追加・改造により、伝送装置自体を当初計画より増設する場合もある。１つのプラントに設けられる伝送装置の数は、一般的に非常に多いため、このような伝送装置の配置の変更、あるいは、設置される台数の増減により、伝送装置の設置場所や、設置台数を把握することは困難になる。これらの伝送装置に接続された制御対象を、すべて把握することはさらに困難である。
【０００８】
伝送装置の故障などによって、その伝送装置の処理対象となる計装信号、制御信号、警報信号などの信号、すなわち、その伝送装置に接続された制御対象から送信される信号が制御装置などに伝送されないことがある。制御対象の信号が制御装置に伝送されないと、プラントの運転が阻害される可能性がある。そこで、制御装置は、どの制御対象と信号の伝送ができないかを把握し、適切な対応を取る必要がある。
【０００９】
そこで、本発明は、制御対象が出力する信号が正常に伝送されない状況に起因してプラントの正常運転が阻害される可能性を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明は、制御対象識別コードで識別される制御対象から制御対象識別コードとともに出力される制御対象送信信号の伝送を監視する伝送監視システムにおいて、自己を識別する伝送装置識別コードを、自己の正常動作中は前記制御対象送信信号に、自己に異常が発生した場合は異常信号に、付加した伝送装置送信信号を前記制御対象に電力を供給する動力ケーブルに重畳させて送信する複数の伝送装置と、前記動力ケーブルから前記伝送装置送信信号を抽出し、前記伝送装置送信信号に前記制御対象識別コードが含まれる場合は前記制御対象識別コードを前記伝送装置送信信号に含まれる前記伝送装置識別コードと対応させて記憶し、前記伝送装置送信信号に前記異常信号が含まれる場合は前記伝送装置送信信号に含まれる前記伝送装置識別コードと対応させて記憶された前記制御対象識別コードで識別される前記制御対象との信号の授受ができなくなったと判断する監視装置と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、制御対象識別コードで識別される制御対象から制御対象識別コードとともに出力される制御対象送信信号の伝送装置を監視する伝送監視方法において、伝送装置を識別する伝送装置識別コードを、その伝送装置の正常動作中は前記制御対象送信信号に、自己に異常が発生した場合は異常信号に、付加した伝送装置送信信号を前記制御対象に電力を供給する動力ケーブルに重畳させて送信する工程と、前記動力ケーブルから前記伝送装置送信信号を抽出し、前記伝送装置送信信号に前記制御対象識別コードが含まれる場合は前記制御対象識別コードを前記伝送装置送信信号に含まれる前記伝送装置識別コードと対応させて記憶する工程と、前記動力ケーブルから前記伝送装置送信信号を抽出し、前記伝送装置送信信号に前記異常信号が含まれる場合は前記伝送装置送信信号に含まれる前記伝送装置識別コードと対応させて記憶された前記制御対象識別コードで識別される前記制御対象との信号の授受ができなくなったと判断する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、制御対象が出力する信号が正常に伝送されない状況に起因してプラントの正常運転が阻害される可能性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る伝送監視システムの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、この実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。
【００１４】
図１は、本発明に係る伝送装置監視システムの一実施の形態におけるブロック図である。
【００１５】
伝送監視システムは、制御対象から出力される制御対象送信信号の伝送を監視するシステムである。ここで、制御対象とは、たとえば原子力発電プラントや、廃棄物処理施設などに設けられた検出器４１、計器４２、ポンプ４３、バルブ４４などの機器である。これらの制御対象は、動力ケーブル１０を介して駆動電力が供給される。また、これらの制御対象は、信号の授受を行うための伝送インターフェース（図示せず）をそれぞれ備えている。
【００１６】
本実施の形態の伝送監視システムは、伝送装置２０および中央制御装置５０を有している。中央制御装置５０は、制御対象の機器を制御するとともに、制御対象送信信号の伝送を監視する監視装置も兼ねている。なお、監視装置は、中央制御装置５０などの監視装置とは別に設けてもよい。また、伝送装置２０は、検出器４１、計器４２、ポンプ４３、バルブ４４などの制御対象から出力される制御対象送信信号を伝送するとともに、中央制御装置５０などから出力される信号を制御対象に伝送する機能も有している。
【００１７】
検出器４１および計器４２は、たとえば分電盤３０を介して動力ケーブル１０に接続されている。また、ポンプ４３およびバルブ４４は、たとえば配電盤３３を介して動力ケーブル１０に接続されている。制御対象は、検出器４１、計器４２、ポンプ４３およびバルブ４４に限定されることはなく、また、その数も４つに限定されるわけではない。
【００１８】
また、中央制御装置５０は、動力ケーブル１０に接続されている。図１において、中央制御装置５０は、動力ケーブル１０に直接接続されているが、分電盤や配電盤などを介して接続されていてもよい。制御装置は、１台の中央制御装置５０に限定されることはなく、たとえば複数の制御装置で分散制御してもよい。
【００１９】
伝送装置２０は、たとえば分電盤３０を介して動力ケーブル１０に接続されている。本実施の形態において、伝送装置２０は、検出器４１および計器４２が接続された分電盤３０に接続されているが、他の分電盤や配電盤３３を介して動力ケーブル１０に接続されていてもよい。また、伝送装置２０は複数であり、図１にはそのうち１台だけを記載している。
【００２０】
分電盤３０は、たとえばスイッチ３１と、そのスイッチ３１と並行に設けられたハイパスフィルター（ＨＰＦ）３２を備えている。スイッチ３１およびハイパスフィルター３２の一端は、動力ケーブル１０に接続されていて、もう一方の端部は、伝送装置２０や検出器４１、計器４２などに接続されている。また、本実施の形態の分電盤３０は、スイッチ３１およびハイパスフィルター３２が３組設けられているが、この数に限定されるものではない。
【００２１】
伝送装置２０は、Ｉ／Ｏ回路２１、識別コード処理器２２、信号処理回路２３、結合回路２４、電源回路２５および自己診断回路２７を有している。Ｉ／Ｏ回路２１は、たとえば４つ設けられており、それぞれ検出器４１、計器４２、ポンプ４３およびバルブ４４に接続されている。識別コード処理器２２は、Ｉ／Ｏ回路２１に接続されている。識別コード処理器２２は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを備えている。信号処理回路２３は、結合回路２４に接続されている。結合回路２４および電源回路２５は、分電盤３０を介して、動力ケーブル１０に接続されている。自己診断回路２７は、識別コード処理器２２に接続されている。
【００２２】
検出器４１、計器４２、ポンプ４３、バルブ４４などの制御対象、中央制御装置５０、および、伝送装置２０は、動力ケーブル１０から駆動電力（動力）の供給を受ける。伝送装置２０に設けられた電源回路２５は、直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）変換あるいは交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）変換などを施すことにより、電圧などを伝送装置２０の駆動に適当な値に変換して、伝送装置２０の他の回路などに供給する。さらに、伝送装置２０には、蓄電池２６を設けてもよい。蓄電池２６には、通常時に動力ケーブル１０から供給された電力を蓄えておく。動力ケーブル１０から電力の供給を受けることができなくなった場合には、伝送装置２０の駆動電力を蓄電池２６から供給する。
【００２３】
中央制御装置５０は、検出器４１、計器４２、ポンプ４３、バルブ４４などの制御対象からの信号を受信し、これらの制御対象を制御する信号を送信する。これらの制御対象は、中央制御装置５０から送信された信号に基づいて動作する。
【００２４】
このような伝送装置監視システムにおいて、伝送装置２０に制御対象が接続されると、その制御対象の機器の確認を行う。たとえば、制御対象の伝送インタフェースが伝送装置２０に接続されると、制御対象の伝送インタフェースに信号電源が投入される。信号電源が投入されると、制御対象の伝送インタフェースは、伝送装置２０に対してその制御対象を識別する制御対象識別コードが付加された問合せ信号を伝達する。伝送装置２０は、この問合せ信号を受け取り、必要に応じて制御対象とさらに情報の授受をする。これにより、伝送装置２０と制御対象とは、信号の授受が可能な状態になる。
【００２５】
伝送装置２０に接続された制御対象は、計装データあるいは警報情報など制御対象の状態を示す信号に、その制御対象を識別する制御対象識別コードを付加した制御対象送信信号を、伝送装置２０のＩ／Ｏ回路２１に伝達する。
【００２６】
制御対象の状態を示す信号とは、その制御対象がバルブ４４の場合には、たとえばバルブ４４が閉状態か否かである。バルブ４４の制御対象識別コードをV001、そのバルブ４４が閉状態か否かを示す変数をC01とし、そのバルブ４４が閉状態（TRUE）である場合には、たとえばV001-C01-TRUEという制御対象送信信号が伝送装置２０のＩ／Ｏ回路２１に伝達される。
【００２７】
Ｉ／Ｏ回路２１に伝達された制御対象送信信号は、識別コード処理器２２に与えられる。識別コード処理器２２は、制御対象送信信号に自己を識別する伝送装置識別コードを付加した伝送装置送信信号を生成する。この伝送装置送信信号は、信号処理回路２３に与えられる。信号処理回路２３は、伝送装置送信信号を動力ケーブル１０に重畳可能な信号に変換する。信号処理回路２３が変換した伝送装置送信信号は、結合回路２４に与えられる。結合回路２４は、伝送装置送信信号を動力ケーブル１０に重畳させて送信する。
【００２８】
このようにして、伝送装置２０は、制御対象送信情報に、自己を識別する伝送装置識別コードを付加した伝送装置送信信号を動力ケーブル１０に重畳させて送信する。伝送装置２０の伝送装置識別コードがBOX001、制御対象送信情報がV001-C01-TRUEである場合には、たとえばBOX001-V001-C01-TRUEという伝送装置送信信号が送信される。
【００２９】
中央制御装置５０は、動力ケーブル１０から伝送装置送信信号を抽出する。伝送装置送信信号に制御対象識別コードが含まれる場合、中央制御装置５０は、その信号から制御対象識別コードで識別される制御対象からの制御対象の状態を示す信号を取り出し、その制御対象あるいは他の機器を制御する。また、伝送装置送信信号に制御対象識別コードが含まれる場合、中央制御装置５０は、さらに、その信号に含まれる制御対象識別コードを、同様にその信号に含まれる伝送装置識別コードと対応させて記憶する。
【００３０】
たとえばBOX001-V001-C01-TRUEという情報を示す伝送装置送信信号を受信した中央制御装置５０は、制御対象情報C01-TRUE、および、制御対象識別コードV001を抽出する。これにより、中央制御装置５０は、V001という制御対象識別コードで特定されるバルブ４４の閉状態を示す変数C01が、閉状態（TRUE）を示していることを把握する。そこで、V001という制御対象識別コードで特定されるバルブ４４が閉状態にあること、および、その他のプラントの情報に基づいて、中央制御装置５０は、そのバルブ４４を開くか、閉状態を維持するかなどを判断する。さらに、中央制御装置は、V001という制御対象識別コードを、BOX001という伝送装置識別コードに対応させて記憶する。
【００３１】
中央制御装置５０は、制御対象を制御する制御信号に、その制御対象を識別する制御対象識別コードを付加した制御装置送信信号として動力ケーブル１０に重畳させて送信する。たとえば、バルブ４４を開けると判断した場合には、中央制御装置５０は、そのバルブ４４を開ける制御信号を送信する。
【００３２】
伝送装置２０の結合回路２４は、動力ケーブル１０に重畳された制御装置送信信号を受信する。この制御装置送信信号は、信号処理回路２３に与えられる。信号処理回路２３は、制御装置送信信号を識別コード処理器２２が処理可能な信号に変換し、識別コード処理器２２に与える。識別コード処理器２２は、変換された制御装置送信信号に、その伝送装置２０に接続された制御対象を示す制御対象識別コードが含まれるかどうかを確認する。制御装置送信信号に、伝送装置２０に接続された制御対象を特定する制御対象識別コードが含まれていない場合には、識別コード処理器２２はその信号を無視する。制御装置送信信号に、伝送装置２０に接続された制御対象を特定する制御対象識別コードが含まれている場合には、識別コード処理器２２はその情報から制御情報および制御対象識別コードを抽出する。抽出された制御信号は、制御対象識別コードにより特定される制御対象に、Ｉ／Ｏ回路２１を介して伝達される。
【００３３】
また、伝送装置２０は、自己に異常が発生した場合には、伝送装置識別コードに異常信号を付加した伝送装置送信信号を生成し、動力ケーブル１０に重畳させて送信する。自己の異常は、たとえば伝送装置２０の自己診断回路２７が検知する。
【００３４】
自己診断回路２７は、動力ケーブル１０からの電力の供給が断たれた場合や、なんらかの故障により正常な動作が行えなくなったことを自己診断する。自己診断回路２７が異常を検知した場合、その伝送装置２０の識別コード処理器２２は、異常信号に自己の伝送装置識別コードを付加した伝送装置送信情報を生成する。この故障情報を含む伝送装置送信情報は、動力ケーブル１０を介して中央制御装置５０に伝達される。
【００３５】
中央制御装置５０は、抽出した伝送装置送信信号に異常信号が含まれる場合、その伝送装置送信信号に含まれる伝送装置識別コードと対応させて記憶された制御対象識別コードで識別される制御対象と信号の授受ができなくなったと判断する。また、少なくとも一部の制御対象と信号の授受ができなくなった中央制御装置５０は、その制御対象に応じて適切なインターロックなどの処理を行い、また、必要であれば、警報を発し、異常状態を他の機器に伝達する。
【００３６】
このような伝送監視システムを用いると、伝送装置２０の故障に起因して生じる、処理されるべき計装信号、制御信号あるいは警報信号が正常に伝送されない状況を、中央制御装置５０などの機器が直ちに認識することができる。このため、正常ではない信号が伝送されることによってプラントの正常運転が阻害される可能性を低減することができる。また、外部に伝送装置２０の異常を警報することにより、異常となった伝送装置２０を直ちに特定し、補修などの措置を早期に実施することができる。
【００３７】
また、プラントの建設前には、設計の進捗によって、伝送装置２０の配置が流動的に変更される場合がある。さらに、プラントの建設後に、改造などによって伝送装置２０を追加したり、配置を変更したりする場合がある。伝送装置２０の配置が変更されると、その伝送装置２０に接続される制御対象も変更となる場合がある。このため、ある伝送装置２０に接続された制御対象を常に正確に把握することは難しく、その正確な把握のためには大きな労力が必要である。
【００３８】
しかし、本実施の形態の伝送監視システムを用いると、仮に設計時あるいは改造時に伝送装置２０に接続された制御対象を、設計者などが誤って把握していたとしても、中央制御装置５０は、伝送装置２０に接続された制御対象を正確に把握することができる。このため、設計者などの労力を増やすことなく、プラントの正常運転が阻害される可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る伝送装置監視システムの一実施の形態におけるブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…動力ケーブル、２０…伝送装置、２１…Ｉ／Ｏ回路、２２…識別コード処理器、２３…信号処理回路、２４…結合回路、２５…電源回路、２６…蓄電池、２７…自己診断回路、３０…分電盤、３１…スイッチ、３２…ハイパスフィルター、３３…配電盤、４１…検出器、４２…計器、４３…ポンプ、４４…バルブ、５０…中央制御装置
【図１】
2009296047.tif 000003