(57)【要約】【課題】位置センサの位置情報を正確に取得することのできる駆動機構監視装置を提供する。【解決手段】被制御体を駆動する駆動機構１０と、供給された励磁信号および前記駆動機構の変位に応じた出力を生成する位置変位センサ１２と、該位置変位センサに所定の励磁信号を供給し、前記センサから出力される駆動機構の位置に応じた出力信号をもとに前記駆動機構の変位を検出する制御部７と、前記駆動機構を予め設定した位置に変位させたとき、前記センサ出力が予め設定した値になるように、前記制御部７から出力される励磁信号に調整値を付加する調整機構５と、前記制御部から出力される励磁信号をデジタル−アナログ変換して前記調整機構に供給し、前記位置変位センサの出力信号をアナログ−デジタル変換して前記制御部に供給する変換器８を備えた。【選択図】図１
2009121880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制御体を駆動する駆動機構と、
供給された励磁信号および前記駆動機構の変位に応じた出力を生成する位置変位センサと、
該位置変位センサに所定の励磁信号を供給し、前記センサから出力される駆動機構の位置に応じた出力信号をもとに前記駆動機構の変位を検出する制御部と、
前記駆動機構を予め設定した位置に変位させたとき、前記センサ出力が予め設定した値になるように、前記制御部から出力される励磁信号に調整値を付加する調整機構と、
前記制御部から出力される励磁信号をデジタル−アナログ変換して前記調整機構に供給し、前記位置変位センサの出力信号をアナログ−デジタル変換して前記制御部に供給する変換器を備えたことを特徴とする駆動機構監視装置。
【請求項２】
被制御体を駆動する駆動機構と、
供給された励磁信号および前記駆動機構の変位に応じた出力を生成する位置変位センサと、
該位置変位センサに所定の励磁信号を供給し、前記センサから出力される駆動機構の位置に応じた出力信号をもとに前記駆動機構の変位を検出する制御部と、
前記駆動機構を予め設定した位置に変位させたとき、前記センサ出力が予め設定した値になるように、前記制御部から出力される励磁信号に調整値を付加する調整機構と、
前記制御部から出力される励磁信号をデジタル−アナログ変換して前記調整機構に供給し、前記位置変位センサの出力信号をアナログ−デジタル変換して前記制御部に供給する変換器と、
前記駆動機構を予め設定した位置に変位させたときに得られた、前記励磁信号、前記調整値および前記位置変位センサの出力信号を前記制御部の外で記憶する記憶部を備え、前記制御部を交換したとき、新たな制御部は前記記憶した信号を設定値として読み込むことを特徴とする駆動機構監視装置。
【請求項３】
請求項２記載の駆動機構監視装置において、
駆動機構、位置変位センサ、および制御部を複数組備え、各組から得られた励磁信号、調整値および位置変位センサの出力信号を記憶する中央制御装置を備え、各組の制御部は中央制御装置からの指令に基づいて、駆動機構を予め設定した位置に変位させたときに得られた、励磁信号、調整値および位置変位センサの出力信号を中央制御装置に送信することを特徴とする駆動機構監視装置。
【請求項４】
制御棒を駆動する駆動機構と、
供給された励磁信号および前記駆動機構の変位に応じた出力を生成する位置変位センサと、
該位置変位センサに所定の励磁信号を供給し、前記センサから出力される駆動機構の位置に応じた出力信号をもとに前記駆動機構の変位を検出する制御部と、
前記駆動機構を予め設定した位置に変位させたとき、前記センサ出力が予め設定した値になるように、前記制御部から出力される励磁信号に調整値を付加する調整機構と、
前記制御部から出力される励磁信号をデジタル−アナログ変換して前記調整機構に供給し、前記位置変位センサの出力信号をアナログ−デジタル変換して前記制御部に供給する変換器と、
前記駆動機構を予め設定した位置に変位させたときに得られた、前記励磁信号、前記調整値および前記位置変位センサの出力信号を前記制御部の外で記憶する記憶部を備え、前記制御部を交換したとき、新たな制御部は前記記憶した信号を設定値として読み込むことを特徴とする原子力発電所内駆動機構監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機構監視装置にかかり、特に、制御棒等の被制御体を駆動する駆動機構と該駆動機構を制御する制御装置との調整手段を備えた駆動機構監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所あるいは原子力発電所内に設置される各種バルブの変位、原子力発電所に設置される電動駆動型制御棒の変位等を計測するセンサとして、差動変圧器、シンクロ、レゾルバ等の位置変位センサ（変位センサ）が用いられる（特許文献１参照）。
【０００３】
変位センサは、一定の電圧、周波数の信号で励磁し、その時々のセンサの位置情報を複数ある出力信号の振幅、位相として出力する構造である。これらの出力信号は、アナログ信号であるため、専用のアナログ回路で処理し、発電所の制御に必要な位置情報として出力していた。
【０００４】
原子力発電所内の原子炉出力を制御する制御棒操作監視系（ＲＣ＆ＩＳ）では、駆動対象である制御棒（２０５本）毎に変位センサが２台ずつ実装され、変位センサ毎に制御装置を備えている。このため、４１０台のセンサ毎に位置情報が存在することになる。
【０００５】
従来は、制御棒操作監視系（ＲＣ＆ＩＳ）の変位センサとして、１００Ｖ級の励磁電源を用いるシンクロを採用しているため、ケーブルの抵抗等による電圧降下の影響は無視することができる。しかし、最近では、シンクロより小型・低電圧で使用可能なレゾルバが採用されるようになった。
【特許文献１】特開２０００−２２７４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
変位センサとして前述したレゾルバを採用する場合、通常、駆動装置に取り付けられるレゾルバと制御装置を接続するケーブル長は最大で２００ｍ程度になる。このため、ケーブルの抵抗等による電圧降下（数Ｖ程度）は無視できない値となる。すなわち、数Ｖ程度の電圧降下であっても、シンクロより低電圧で使用するレゾルバでは、必要な出力信号が得られないことがある。更に、ケーブル長は制御棒に取り付けた変位センサ毎に異なるため、電圧降下の値も変位センサ毎（制御装置毎）に異なる。
【０００７】
したがって、このようなケーブル毎の電圧降下のばらつきを考慮し、レゾルバの位置情報を正確に取得するには初期調整を実施する必要がある。
【０００８】
前記従来技術に示すように、制御棒駆動機構に配置されたレゾルバと、その制御装置間の接続するケーブルのケーブル毎の電圧降下を考慮しない場合はレゾルバにより位置情報を正確に取得することができない場合がある。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、レゾルバ等の位置センサの位置情報を正確に取得することのできる駆動機構監視装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【００１１】
被制御体を駆動する駆動機構と、供給された励磁信号および前記駆動機構の変位に応じた出力を生成する位置変位センサと、該位置変位センサに所定の励磁信号を供給し、前記センサから出力される駆動機構の位置に応じた出力信号をもとに前記駆動機構の変位を検出する制御部と、前記駆動機構を予め設定した位置に変位させたとき、前記センサ出力が予め設定した値になるように、前記制御部から出力される励磁信号に調整値を付加する調整機構と、前記制御部から出力される励磁信号をデジタル−アナログ変換して前記調整機構に供給し、前記位置変位センサの出力信号をアナログ−デジタル変換して前記制御部に供給する変換器を備えた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上の構成を備えるため、レゾルバ等の位置変位センサの位置情報を正確に取得することのできる駆動機構監視装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる駆動機構監視装置を説明する図である。
【００１４】
原子力発電所内の原子炉１６には、燃料集合体１４が冷却水１５に浸された状態で設置されている。２０５本存在する制御棒１３は、燃料集合体１４の間に挿入または引抜駆動可能な状態で設置されており、制御棒駆動装置１１の駆動制御により、原子力発電の出力制御を実現している。
【００１５】
制御棒駆動装置１１は、駆動源であるモータ、ブレーキ、およびモータの回転量を制御棒の移動量に変換するボールねじなどで構成される駆動機構１０、並びに駆動機構１０の移動量を計測する変位センサ１２で構成される。変位センサ１２は、入力用の１次側コイルと出力用の２次側コイルで構成される。また、変位センサの主制御装置３は、調整後の入出力値と調整値を保持する記憶部６、変位センサへの入出力信号の制御と入力信号の調整を実施する制御部７、デジタル信号をアナログ信号へ変換する変換部８、制御装置３を通常モードから調整モードへ移行させるための調整スイッチ４、主制御装置３を構成する制御板を交換したとき、上位制御制御装置１の記憶部２に格納されているデータを読み込み主制御装置３内の記憶部６に複写するためのデータロードスイッチ９を備える。
【００１６】
図１に示す駆動機構監視装置においては、主制御装置３から変位センサ１２に励磁信号１０２’を供給し、センサ出力１０１を主制御装置３で受け取る。
【００１７】
主制御装置３内の制御部７は、変位センサ１２の入力用１次側コイルに供給する変位センサ入力電圧信号（励磁信号）１０２を出力する。変位センサ入力電圧信号１０２は、さらに調整機構５により初期調整を施された後、変位センサ１２に入力電圧信号１０２’として入力される。なお、入力電圧信号１０２’は、図示しないＤ／Ａ変換部でアナログ信号に変換され、変位センサ１２を励磁する。励磁された変位センサ１２は、変位センサ出力電圧信号１０１を主制御装置３に供給する。アナログ信号である変位センサ出力信号１０１は、Ａ／Ｄ変換部８でデジタル信号に変換され、制御部７に取り込まれる。
【００１８】
次に、基準位置での初期調整について説明する。まず、制御棒駆動機構１０を操作して制御棒を基準位置まで移動させる。次に、主制御装置３に実装されている調整用スイッチ４をＯＮにして、主制御装置３をを通常モードから調整モードに移行させる。調整モードに移行後、前記主制御部７で取り込んだ変位センサ出力信号１０１をもとに、後述するように変位センサ入力信号１０２に対して初期調整を施す。
【００１９】
図２は、主制御部７で行う初期調整を説明する図である。まず、主制御部７は、基準位置における変位センサ出力電圧信号１０１の目標値から検出値を減算し、減算結果が０の場合はステップＳ２に進み、ステップＳ２において調整モードから通常モード復帰する（ステップＳ１、Ｓ２）。
【００２０】
通常モード復帰後、主制御装置３に実装されている記憶部６に、変位センサ出力電圧  記憶信号１０４（変位センサ出力信号１０１）、位置変位センサ入力電圧記憶信号１０５（変位センサ入力信号１０２）、位置変位センサ入力電圧調整記憶信号１０６（変位センサ出力電圧調整信号１０３）を保存する（ステップＳ３）。保存が完了した後、保存した信号を上位制御装置２の記憶部２に複写する（ステップＳ４）。なお、記憶部６に保存した信号は別途設けた記憶部に保存しても良い。
【００２１】
ステップＳ１における減算結果が０でない、すなわち、目標値と検出値に差異がある場合（この原因としては前述のケーブルの電圧降下が挙げられる。）は、前記差異を解消するように調整機構５により調整を施す。
【００２２】
その手法として、まず、ステップＳ１において得られた値（目標値−検出値）を調整値とし、この調整値を変位センサ１２の入力電圧調整信号１０３として調整機構５に出力する（ステップＳ５，Ｓ６）。調整機構５は、変位センサ入力電圧調整信号１０３をもとに変位センサ入力電圧信号１０２の電圧を上昇または下降させる調整を実施する。
【００２３】
主制御装置３は、調整の結果として、変位センサ１２を介して変位センサ出力電圧信号１０１を取り込む。ステップＳ５，Ｓ６における調整は減算結果が０になるまで継続し、減算結果が０になると、前記ステップＳ２に進む。
【００２４】
ところで、主制御装置３に故障等が発生し、主制御装置３を交換した場合、通常では主制御装置３内の調整値が喪失するため、前述の初期調整作業を再度実施することが必要となる。主制御装置交換後の調整作業は、プラントの稼働率、現地作業量の両面から大きな負担となる可能性がある。
【００２５】
次に、主制御装置３の交換後における調整作業の負担軽減の手法について説明する。まず、主制御装置の正常時に、前記変位センサ出力電圧記憶信号１０４、変位センサ入力電圧記憶信号１０５、変位センサ入力電圧調整記憶信号１０６の各信号データを記憶部６から読み出して上位制御装置１等の記憶部２に格納しておく。次に、主制御装置３を交換した後、データロードスイッチ９をＯＮする。主制御装置３の記憶部６は、データロードスイッチ０Ｎを受けて、上位制御装置１の記憶部２に格納してある変位センサ出力電圧記憶信号１０４、変位センサ入力電圧記憶信号１０５、変位センサ入力電圧調整記憶信号１０６の各信号データを主制御装置３の記憶部６へ複写する。
【００２６】
主制御装置３は、記憶部６に複写された変位センサ出力電圧記憶信号１０４、変位センサ入力電圧記憶信号１０５、変位センサ入力電圧調整記憶信号１０６のデータをもとに、交換前の変位センサ出力電圧信号１０１、変位センサ入力電圧信号１０２、変位センサ出力電圧調整信号１０３を再現する。この手法を採用することにより、主制御装置３の交換後に調整作業を再度実施する必要はなくなる。このため、交換作業に要する作業時間を短縮することが可能となる。
【００２７】
図３は、第２の実施形態を説明する図である。ここでは、複数台の駆動装置３，５・・・７と制御装置４，６・・・８を一括して初期調整する例を説明する。
【００２８】
発電所内の出力制御を行う装置は、複数台の駆動装置３、駆動装置５・・・駆動装置７、およびこれらの駆動装置を個別に制御するため制御装置４、制御装置６・・・制御装置８、並びに制御装置の状態を一括で制御・監視する中央制御装置３１を備える。中央制御装置３１は状態監視機構３２、および複数台分の変位センサ出力電圧記憶信号１０４、変位センサ入力電圧記憶信号１０５、変位センサ入力電圧調整記憶信号１０６のデータを記憶する統括記憶部９有する。なお、制御装置４、制御装置６・・・制御装置８は、それぞれ図１において説明した調整機構を有している。
【００２９】
次に、初期調整を一括で実施する手法について説明する。はじめに、駆動装置３、駆動装置５・・・駆動装置７のをそれぞれの駆動機構を操作して、それぞれの制御棒を基準位置まで手動で移動させる。つぎに中央制御装置３１から、制御装置４、制御装置６・・・制御装置８のそれぞれに対して、例えば順次調整指令信号１０７を出力する。調整指令信号１０７を受け取ったそれぞれの制御装置は、図１において説明した手法で変位センサ入力電圧信号１０２の調整を実施し、このとき得られた変位センサ出力電圧記憶信号１０４、位置変位センサ入力電圧記憶信号１０５、変位センサ入力電圧調整記憶信号１０６を中央制御装置３１の統括記憶部３９に送信する。なお、一括しての初期調整中の状態は、中央制御装置３１の状態監視装置３２に表示することができる。
【００３０】
この手法を、例えば、変位センサを４１０台有する原子力発電所内の制御棒操作監視系（ＲＣ＆ＩＳ）に採用することにより、初期調整に必要とされる時間を大幅に削減することが可能となる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、調整機構５の入力信号である変位センサ入力電圧調整信号１０３を調整することにより、変位センサ入力電圧信号１０２の値に補正を加える。このように変位センサ１２の出力（検出値）が目標値に一致するように前記変位センサ入力電圧調整信号１０３を設定するため、初期調整に要する時間を削減することができる。また、このときに得られる変位センサ出力電圧記憶信号１０４、変位センサ入力電圧記憶信号１０５、変位センサ入力電圧調整記憶信号１０６の各信号データを主制御装置３の記憶部６および上位制御装置１の記憶部２に記憶しておき、主制御装置３に交換の必要が生じた際には、記憶部に２に格納されていた信号データを交換された新たな主制御装置の記憶部６に複写する。これにより、交換された新たな制御装置の初期調整に要する時間を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態にかかる駆動機構監視装置を説明する図である。
【図２】主制御部で行う初期調整を説明する図である。
【図３】第２の実施形態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  上位制御装置
２  記憶部
３  主制御装置
４  調整用スイッチ
５  調整機構
６  記憶部
７  制御部
８  変換部
９  データロードスイッチ
１０  制御棒駆動機構
１１  駆動機構
１２  変位センサ
１３  制御棒
１４  燃料集合体
１５  冷却水
１６  原子炉
【図１】
2009121880.tif 000003
【図２】
2009121880.tif 000004
【図３】
2009121880.tif 000005