核废料输送实现智能化——解决传统输送系统不便对过程进行管理控制等问题

发布日期：2023/3/15来源：网络

　　核废料泛指在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要并具有放射性的废料。也专指核反应堆用过的乏燃料，经后处理回收钚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废料。台达机电产品在核废料输送站中的整合解决方案，是全输送线的一部分，主要用于核废料的传送，即上下料和出料过程。

　　系统描述

　　基于台达机电自动化技术的固体废料上下料和出料过程物流控制，采用了人机界面自动显示系统，对输送全过程及各个部位的工作是否正常进行监视，并自动显示故障类型及故障点，使整个系统控制做到微型化，系统做到多功能化、柔性化及智能化，且系统实现安全、可靠、低价和易于操作。

　　在输送系统工程中，由于PLC技术的采用，整个系统的操作监控都实现了人机界面（触模屏上）远程监控。在自动状态下，通过PLC控制可将输送站的运动控制系统启动，控制电力网的供电能力；停机时相反减小对电力网的冲击，并保证停机时能送出最后一批物料。

　　此外，人机界面上能自动统计显示输送站的生产产量及总产量，其“动态流程”画面均可作为“报警界面”使用。无故障时，该画面能监视整个生产过程的动态状况，使操作人员一目了然；而系统出现故障时，则能显示故障类型及故障点，便于维修人员及时进行抢修。该系统较好地解决了传统输送系统效率低，不便对过程进行管理控制，故障维修困难及延误时间长等问题。

　　图1 输送站门控界面。

　　系统结构设计

　　该控制系统选用了中达的全系产品。PLC平台选用台达DVP64EH00R2（主机）+2*DVP08HN11R2（数字量扩展）+DVP04AD-H2（模拟量扩展）+4*DVP01HC-H2（高速计数扩展）+2*01PU-H2（定位模块）+AE10THTD（人机界面）+8*VFD-VE+8*PG01O（编码器反馈卡）。

　　由于每个电机的位置都需要采集，因此所有编码器信号都需输入PLC。64EH主机自带4路高速计数，其他信号由4个DVP01HC-H2（高速计数扩展）模块负责。变频器带电机工作在矢量闭环模式，使得控制更精准。AE10THTD人机界面拥有3个通讯接口，COM1以232方式接入PLC，COM2与COM3组合成为一个9 pin口与8个变频器直接通讯，通过对变频器的工作状态读取和修改监控系统的运动状态。

　　人机界面设计

　　台达触摸屏AE10THTD为65536色屏，可对画面色彩和运动状态作各种渲染。64K的配方空间可以适用于多种复杂需求，也可以解决PLC时停电保持区不够和作程序不便利的现象。

　　图2 输送站主控页面。

　　当条件允许满足内箱运动到指定位置即低位，是否到低位由红外开关检测。开关分别装在内箱的4个角上，检测信号进入模拟量模块04AD，用来判断箱子下来的时候是否平直。到低位之后，气缸齿合，相应门竖直后，吊具可以带上物件到指定位置，然后进行回复运动。在传送过程中，要频繁地开关门，由于可能传送一些带辐射的物料，所以运动过程在一个密封罩内进行。

　　门控系统设计

　　输送站在传送运行过程中，门的运动控制是项目的关键。门的移动过程，从低水平位到竖直过程即为打开过程。

　　主门靠3个电机（主1、主2、主3）运动来实现开关。门的3个位置分别为低水平位、升轨位、竖直位。在低水平位为关门，主1、主2、主3先同步运动到升轨位，然后主1、主2停下，主3继续向上运动把门拖到竖直，这时为开门。关门过程是主3拉门到升轨位，然后主1、主2、主3同步运动到低水平位，关门结束。

　　门的开关过程用到了VE变频器的定位和同步功能，主3的运动靠定位模块01PU控制，主1、主2分别对主3做跟随或脱离，这充分展示了高性能矢量变频器VE的定位和同步优势。而调具和内箱升降VE的闭环控制，则做定点控制，类似电梯运动，体现了变频器的启动高转矩特性。

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