JPS6278610A

JPS6278610A - プラント診断装置

Info

Publication number: JPS6278610A
Application number: JP60217957A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Fukawa; 府川　直弘
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1985-10-02
Publication date: 1987-04-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、プラントの異常診断を行なうに好適なプラン
ト診断装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点コ一般に、プラントにおいては、その状態を監視するため
にプロセス量を制限値と比較しており、プロセス量が制
限値を逸脱した時点で、警報をアナンシェータ、ディス
プレおよびタイパ等の出力機器から、出力している。

この場合、第７図（ａ）、（ｂ）に示したように、制限
値は一定値であったり、変数であっても比較的変化量の
小さいことが多い。

ところで、プロセス量の中には、第７図（ｃ）に示した
ように、基準値に対する現プロセス量の偏差の大きさに
よって、ブラン１−の異常を判定することがある。

この場合には、所定の領域ａにおけるプロセス量の現在
値と基準値の全体的な偏差の大きさにより、判定するこ
とが必要であり、従来のように、単純に点す、ｃの偏差
のみにより異常を判定するという方式では、適切なプラ
ント異常診断が行なえない問題点があった。

［発明の目的］本発明は、−ヒ述した従来技術の問題点を解消し、基準
値がプロセス量と同じ程度に変動する場合でも適切に異
常を判別できるプラント診断装置を提供することを目的
とする。

［発明の概要］本発明は、プラントから入力したプロセス信号の偏差を
積算し、この偏差積算信号に基づいてプロセス信号の異
常およびその原因を判別するようにしたものである。

［発明の実施例］以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るプラント診断装置の
構成図を示したものである。

図において、プラント１からのプロセス信号は、電子計
算機２の入力処理装置３に入力される。そのプロセス量
（信号）の基準値は、プラント診断装置１０の基準値登
録部１２に登録されており、入力したプロセス信号と基
準値との偏差およびこの偏差の積算値は偏差積算部１１
によって演算される。

一方、偏差積算値の異常を判定するための規定値は規定
値登録部１３に登録されており、偏差積算部１１によっ
て演算された積算値と規定値が比較部１４によって比較
される。

この比較部１４による比較結果は、異常判定部１５に加
えられて、異常状態になっているか否かが判定される。

この判定結果が異常状態を示しているときには、さらに
、異常原因判定部１６によってその原因が判定され、こ
の判定結果が電子計算機２の演算処理部４に入力される
。

そして、以上の異常状態および異常原因は、演算処理部
４から出力処理部８に通知され、これによって、タイパ
７、ディスプレ８およびアナンシェータ９の各出力機械
に出力されて、それらが表示される。

さて、プラントにおいては、個々のプロセス信号にはプ
ロセス量に特有なノイズが重畳されている。

このノイズ成分を、周波数帯域毎のその信号の強さとし
てあられしたパワースペクトルを分析すると、正常時に
おいては、このパワースペクトルはほぼ一定の特性を示
す。

原子カプラントにおける原子炉において中性子束が正常
なときのパワースペクトルを第２図に示す。このパワー
スペクトルによれば、ＩＨｚ以下の周波数帯域ではノイ
ズ成分の強度がほぼ一定の値になり、それ以下の周波数
帯域ではノイズ成分の強度が減少している。

すなわち、ノイズ成分がこのようなパワースペクトルを
呈しているときには、原子炉の流体および燃料構造物等
の状態が正常であると判別することができる。

ところで、実際のパワースペクトルの分布は、例えば第
３図に破線で示したように、変動する。

そこで、正常時のパワースペクトル分布を基準値とし、
実際に得られているノイズのパワースペクトルすなわち
現在値と、その基準値との偏差を積算することにより、
現在でのプラントの状態を判別することができる。

すなわち、その偏差の積算値が規定値以上に大きい場合
は、現在値は基準値に対し、いずれかの周波数領域にお
いて異なる特性（パワースペクトル）を呈していること
になり、この場合には、プロセス状態になんらかの異常
が発生していると判断することができる。

また、偏差積算値が小さい場合は、現在値が基準値とほ
ぼ類似した特性を示しているので、プロセス状態が正常
であると判断することができる。

なお、例えば、第３図の部分りのように突発的に偏差が
大きくなった場合に、その偏差量にのみ基づいてプロセ
ス状態を異常と判断すると、誤った判断がなされること
がある。このような場合には、その発生頻度も異常を判
断するための要素とする必要がある。

本実施例では、上述した偏差積算値Ｑを次式（Ｉ）によ
って演算する。

Ｑ＝Σ（ｌｏｇ（Ｐｉ／ＰＢｉ））２・・”（１）ここ
で、Ｐａｔはパワースペクトルの基準値であり、Ｐｉは
パワースペクトルの現在値である。

さらに、プロセス状態が異常であると判断するための規
定値をεとすると、Ｑ〉ε・・・・・・（ＩＩ）なる関係を満たす場合に、そのプロセス状態が異常であ
ると判断する。なお、この規定値εは、プラントにより
経験的に設定する。

第４図は、−に述した方法によって、プロセス状態の異
常を判定するための処理を示したものである。

まず、プロセス量（信号）を入力処理装置３から読み込
む（処理１０１）。次いで、この入力したプロセス量に
基づいて、各周波数帯域毎に上述したパワースペクトル
を演算してパワースペクトル分布を形成する（処理１０
２）。

次に、既に基準値が設定されているか否かを判断する（
判断１０３）。基準値が設定されているときには、処理
１０６に分岐するが、設定されていない場合には今回演
算されたパワースペクトル分布が基準として採用される
か否かが操作員により判断される（判断１０４）。ここ
で、基準値が設定されていないときは、プラントが初め
て起動されたときだけであり、−ホこの基準値が登録さ
れていれば上記操作員による判断は不要となる。したが
って、通常は、判断１０３の結果が’／ＥＳになる。

さて、判断１０３の結果がＮｏで、かつ、判断１０４の
結果がＮｏの場合には、プロセス量を入力する処理１０
１に戻る。判断１０４の結果がＹＥＳの場合は、今回演
算したパワースペクトル分布データを基準値として登録
する（処理１０５）。

次いで、プロセス量が異常であるかどうかの判定を前記
式（ＩＮ）に基づいて演算しく処理１０６）、その結果
を出力機器に出力させる（処理１０７）。

次に、現在のパワースペクトル分布が異常であると判断
された場合に、原子炉機器のいずれの部分の異常である
かを判）ＳＫ＋する方法について説明する。

さて、原子炉内の挙動のうち、異常現象を誘発する原因
としては、燃料構造物の振動と、原子炉内流体流域と中
性子束のアンバランスによる炉心不安定があり、この２
種の現象が発生した場合のパワースペクトル分布はそれ
ぞれ異なる。

第５図（ａ）は、燃料構造物振動の場合のパワースフ− ベクトル分布を示し、この場合には１゜ＯＨｚ以−■二
の周波数帯域にピークがあられれる。

同図（ｂ）は、炉心不安定性の場合のパワースペクトル
分布を示し、この場合にはＯｌｌから１．、ＯＨｚの周
波数帯域にピークがあられれている。

したがって、この両者の特徴を利用して、プロセス状態
異常の原因を判定することができる。

この場合、第４図における処理１０６で、前記式（ＩＩ
）を演算してパワースペクトルの分布状態からプロセス
状態の異常を判別した後に、周波数帯域を細分化して、
前記式（１）によるＱ、の大小判別を行ない、その最大
値Ｑｍａｘを算出する。この最大値Ｑｍａｘが０゜１〜
１．０Ｈｚの周波数帯域に存在すれば、異常の原因が炉
心不安定性であると判別することができ、また、最大値
賜、！が１゜０１）７以上の周波数帯域に存在すれば、
異常の原因が燃料構造物振動であると判別することがで
きる。

第６図は、この原因判別処理を実現するための流れ図で
ある７なお、同図は第４図の点Ｇすなわち処理１０５の
終了点以降の処理を示し、ており、他の一８＝部分は第４図と同じなので省略する。

まず、前記式（Ｉ）によって偏差積算値Ｑを算出しく処
理１１０）、パワースペクトル分布が正常であるか異常
であるかを判定する（処理１１１）。

その判定結果が正常の場合には、その結果を押出力する
が（処理１１５）、異常であれば原因判定ルーチンへと
進む。

この原因判定ルーチンでは、まず、パワースペクトルを
０〜０．１Ｈｚ、Ｏ６１〜１．０［（ｚおよび１．０ｆ
（ｚ〜の３段階に分けて、それぞれの周波数帯域におけ
る偏差積算値Ｑ１を、前記式（Ｉ）に基づいて演算する
（処理１．１２）、。

次いで、この偏差積算値の大小を比較して、最も大きい
ものを０□８として選出しく処理１１３）、このＱｏｉ
ａｘにより上述し、た判断基準によってプロセス異常の
原因を判定り、（処理１１４）、その判定結果を出力す
る（処理１１５）。

このようにしで、プロセス量の異常および子の異常の原
因を判断することができる。

なＪ９、上述した実施例では、パワースペクトル分布の
比較によって偏差積算値を算出しているが、偏差積算値
の算出のためのデータは、これに限ることはない。

また、本発明を、運転訓練シミュレータに適用すること
もできる。この場合、インストラクタによる模範運転に
より得られた主要プロセス量の特性と、訓練生が運転し
たときに得られた同プロセス量の特性とを、本発明にか
かる方法によって比較すればよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、プロセス量の特
性を比較することによって偏差積算値を算出し、その値
に基づいてプロセスの異常を判断しているので、基準値
が大きく変動するようなプラントの異常を適切に診断で
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るプラント診断の装置ブ
ロック構成図、第２図は正常時のプロセス量のパワース
ペクトル分布を示したグラフ図、第３図は基準値と現在
値との関係を説明するためのグラフ図、第４図は処理の
一例を示した流れ図、第５図（ａ）は燃料構造物振動が
原因となる異常発生のときのパワースペクトル分布を示
したグラフ図、同図（ｂ）は炉心不安定性が原因となる
異常発生のときのパワースペクトル分布を示したグラフ
図、第６図は処理の他の例を示した流れ図・；第７図（
ａ）。（ｂ）、（Ｃ）はプロセス量の監視態様の従来例を示し
たグラフ図である。２・・・電子計算機、３・・・入力処理装置、４・・・
演算処理装置、１０・・・プラント診断装置、１１・・
・偏差積算部、１２・・・基準値登録部、１３・・・規
定値登録部、１４・・・比較部、１５・・・異常判定部
、１６・・・異常原因判定部。（７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　憲　佑（８
１０５）　　　　　　　同　　　　　　王　　俣　　弘
　　文第１図（Ｈｚ）第２図（Ｈｚ）竺　　１　　民ｎ第４図［鳥（″！７Ａ輩物を辰動の場合１（Ｈｚ）第５図（ａ）Ｅノ′戸・し干す疋１Ｆ生の場合１（Ｈｚ）第５図（ｂ）第７図（ａ）第７図（ｂ）第７図（ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

プラントの各種プロセス信号を入力してプラントの異常
診断を行なうプラント診断装置において、前記プロセス
信号に基づいて所定の演算を実行する演算手段と、この
演算手段の出力する演算値とこの演算値に対応する基準
値との偏差を積算する偏差積算手段と、この偏差積算手
段の出力する偏差積算値とこの偏差積算値に対応する規
定値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果
に基づいて、上記演算値の異常およびその原因を判定す
る異常判定手段とを備えていることを特徴とするプラン
ト診断装置。