A Study on Reliability Analysis and Development of Fault Tolerant Digital Governor

내고장성 디지털 조속기의 신뢰도 평가 및 개발에 관한 연구

In this paper, Fault tolerant digital governor, using duplex I/O module and triplex CPU module and also 2 out of 3 voting algorithm and adding self diagnostic ability, is designed to realize ceaseless controlling and to improve the reliability of control system. The processor module of the system(SIDG-3000) is developed based on MC68EC040 32 Bit of Motorola, which guaranteed high quality of the module ,and SRAM for data also SRAM for command are separated. The process module also includes inter process communication function and power back up function (SRAM for back-up). System reliability is estimated by using the model of Markov process. The reliability of triplex system in mission time can be improved about 1.8 times in reliability 86%. 2.8 times in 95 %, 6 times in 99 % compared with a single control system. Designed digital governor system is applied after modelling of the steam turbine generator system of Buk-Cheju Thermal Power Plant. Simulation is carried out to prove the effectiveness of the designed digital governor system

본 논문에서는 제어 시스템의 신뢰도를 높이고 중단없는 제어 동작을 실현하기 위하여 제어기를 삼중화한 내고장성 디지털 조속기를 설계하였으며, 이 시스템을 Markov process로 모델링하여 신뢰도를 해석하였다. 임무시간에서 삼중화 시스템은 단일 제어기 시스템에 비해 신뢰도 86[%]수준에서 약 1.8 배, 95[%]수준에서 약 2.8배, 99[%]수준에서 약 6배 증가함을 확인하였다. 또한 북제주 화력 발전소의 터빈 속도제어 시스템을 대상으로 디지털 속도제어 시스템을 설계하였으며, 설계된 디지털 속도제어 시스템의 유효성을 입증하기 위해 모의실험을 행하였다.