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核廢料輸送實現智能化——解決傳統輸送系統不便對過程進行管理控制等問題

中達電通股份有限公司
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  核廢料泛指在核燃料生產、加工和核反應堆用過的不再需要并具有放射性的廢料。也專指核反應堆用過的乏燃料,經后處理回收钚239等可利用的核材料后,余下的不再需要的并具有放射性的廢料。臺達機電產品在核廢料輸送站中的整合解決方案,是全輸送線的一部分,主要用于核廢料的傳送,即上下料和出料過程。

  系統描述

  基于臺達機電自動化技術的固體廢料上下料和出料過程物流控制,采用了人機界面自動顯示系統,對輸送全過程及各個部位的工作是否正常進行監視,并自動顯示故障類型及故障點,使整個系統控制做到微型化,系統做到多功能化、柔性化及智能化,且系統實現安全、可靠、低價和易于操作。

  在輸送系統工程中,由于PLC技術的采用,整個系統的操作監控都實現了人機界面(觸模屏上)遠程監控。在自動狀態下,通過PLC控制可將輸送站的運動控制系統啟動,控制電力網的供電能力;停機時相反減小對電力網的沖擊,并保證停機時能送出最后一批物料。

  此外,人機界面上能自動統計顯示輸送站的生產產量及總產量,其“動態流程”畫面均可作為“報警界面”使用。無故障時,該畫面能監視整個生產過程的動態狀況,使操作人員一目了然;而系統出現故障時,則能顯示故障類型及故障點,便于維修人員及時進行搶修。該系統較好地解決了傳統輸送系統效率低,不便對過程進行管理控制,故障維修困難及延誤時間長等問題。

  圖1 輸送站門控界面。

  系統結構設計

  該控制系統選用了中達的全系產品。PLC平臺選用臺達DVP64EH00R2(主機)+2*DVP08HN11R2(數字量擴展)+DVP04AD-H2(模擬量擴展)+4*DVP01HC-H2(高速計數擴展)+2*01PU-H2(定位模塊)+AE10THTD(人機界面)+8*VFD-VE+8*PG01O(編碼器反饋卡)。

  由于每個電機的位置都需要采集,因此所有編碼器信號都需輸入PLC。64EH主機自帶4路高速計數,其他信號由4個DVP01HC-H2(高速計數擴展)模塊負責。變頻器帶電機工作在矢量閉環模式,使得控制更精準。AE10THTD人機界面擁有3個通訊接口,COM1以232方式接入PLC,COM2與COM3組合成為一個9 pin口與8個變頻器直接通訊,通過對變頻器的工作狀態讀取和修改監控系統的運動狀態。

  人機界面設計

  臺達觸摸屏AE10THTD為65536色屏,可對畫面色彩和運動狀態作各種渲染。64K的配方空間可以適用于多種復雜需求,也可以解決PLC時停電保持區不夠和作程序不便利的現象。

  圖2 輸送站主控頁面。

  當條件允許滿足內箱運動到指定位置即低位,是否到低位由紅外開關檢測。開關分別裝在內箱的4個角上,檢測信號進入模擬量模塊04AD,用來判斷箱子下來的時候是否平直。到低位之后,氣缸齒合,相應門豎直后,吊具可以帶上物件到指定位置,然后進行回復運動。在傳送過程中,要頻繁地開關門,由于可能傳送一些帶輻射的物料,所以運動過程在一個密封罩內進行。

  門控系統設計

  輸送站在傳送運行過程中,門的運動控制是項目的關鍵。門的移動過程,從低水平位到豎直過程即為打開過程。

  主門靠3個電機(主1、主2、主3)運動來實現開關。門的3個位置分別為低水平位、升軌位、豎直位。在低水平位為關門,主1、主2、主3先同步運動到升軌位,然后主1、主2停下,主3繼續向上運動把門拖到豎直,這時為開門。關門過程是主3拉門到升軌位,然后主1、主2、主3同步運動到低水平位,關門結束。

  門的開關過程用到了VE變頻器的定位和同步功能,主3的運動靠定位模塊01PU控制,主1、主2分別對主3做跟隨或脫離,這充分展示了高性能矢量變頻器VE的定位和同步優勢。而調具和內箱升降VE的閉環控制,則做定點控制,類似電梯運動,體現了變頻器的啟動高轉矩特性。

  


 
 
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