引言: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(jīng)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(tǒng)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(tǒng),對輸送全過程及各個部位的工作是否正常進行監(jiān)視,并自動顯示故障類型及故障點,使整個系統(tǒng)控制做到微型化,系統(tǒng)做到多功能化、柔性化及智能化,且系統(tǒng)實現(xiàn)安全、可靠、低價和易于操作。
在輸送系統(tǒng)工程中,由于PLC技術的采用,整個系統(tǒng)的操作監(jiān)控都實現(xiàn)了人機界面(觸模屏上)遠程監(jiān)控。在自動狀態(tài)下,通過PLC控制可將輸送站的運動控制系統(tǒng)啟動,控制電力網(wǎng)的供電能力;停機時相反減小對電力網(wǎng)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(tǒng)計顯示輸送站的生產產量及總產量,其“動態(tài)流程”畫面均可作為“報警界面”使用。無故障時,該畫面能監(jiān)視整個生產過程的動態(tài)狀況,使操作人員一目了然;而系統(tǒng)出現(xiàn)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(tǒng)較好地解決了傳統(tǒng)輸送系統(tǒng)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(tǒng)結構設計
該控制系統(tǒng)選用了中達的全系產品。PLC平臺選用臺達DVP64EH00R2(主機)+2*DVP08HN11R2(數(shù)字量擴展)+DVP04AD-H2(模擬量擴展)+4*DVP01HC-H2(高速計數(shù)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(shù),其他信號由4個DVP01HC-H2(高速計數(shù)擴展)模塊負責。變頻器帶電機工作在矢量閉環(huán)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(tài)讀取和修改監(jiān)控系統(tǒng)的運動狀態(tài)。
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(tài)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(qū)不夠和作程序不便利的現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)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(xù)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(yōu)勢。而調具和內箱升降VE的閉環(huán)控制,則做定點控制,類似電梯運動,體現(xiàn)了變頻器的啟動高轉矩特性。
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