中达机电产品在核废料输送站的应用

摘  要：本文主要介绍基于中达机电自动化产品的核废料PLC自动化输送流程项目。项目由PLC、变频器、人机界面系统集成实现。 

关键词：核废料  输送站   运动控制

1 引言

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的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。核废料按物理状态可分为固体、液体和气体3种。本文项目涉及的是基于台达机电自动化技术的固体废料的上下料和出料过程的物流控制系统解决方案。

2 系统描述

此系统主要运用与物料的传送，是全输送线的一部分，用于上下料和出料过程。

系统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工作进行监视，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、智能化，安全、可靠、低价、易于操作。输送系统工程中，由于PLC技术的采用，实现整个系统的操作监控都的人机界面（触模屏上）远程监控。系统在人机界面指令开关来完成。在自动状态下，通过PLC控制可将输送站的运动控制系统自动启动，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，在人机界面画面，在该画面上能自动统计显示输送站生产产量及总产量，加上“动态流程”画面均可作为“报警界面”使用，既保证了在无故障时，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，又保证在系统出现故障时显示故障类型及故障点，便于维修人员及时进行抢修。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、延误时间长等缺点。输送站门控界面如图1所示。

 

图1 输送站门控界面

nextpage3 系统设计

3.1 系统原理结构设计

控制系统选用中达全系产品，系统配型为：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）。

因为每个电机的位置都需要采集，所有编码器信号都需输入PLC。64EH主机自带4路高速计数，其它信号由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，使得控制精准。AE10THTD人机界面拥有三个通讯接口，COM1以232方式接入PLC，COM2与COM3组合在一起成为一个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运动状态。

系统原理结构如图2所示。开关量信号系统如图3所示。

 

图2 系统原理结构

 

图3 开关量信号系统

3.2 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多种复杂需求，可以解决PLC时停电保持区不够和作程序不便利的现象。

nextpage图4为主控页面。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，分别装在内箱的四个角上，检测信号进入模拟量模块04AD，这样也用来判断箱子下来时候是否平直。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。因为在可能传送一些带辐射的物料，所以在传送过程也频繁的开关门，运动过程在一个密封罩内进行。

 

图4 输送站主控页面

3.3 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关键。根据图5所示门控结构，门的移动过程，从低水平位到竖直过程即为打开过程。主门靠三个电机（主3，主1，主2）运动来实现开关。如图门的三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。关门过程为：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。下图为门的独立操作画面。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，充分展示了高性能矢量变频器VE的定位和同步优势。

调具和内箱的升降VE的闭环控制，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。

 

图5 门控结构

4 结束语

台达机电产品在核废料输送站上整合解决方案，拓展了台达机电产品领域，提升了中达在用户心目中的形象。实际上，要抓住客户关键在于给客户提供完整的解决方案，为客户解决实际问题，不断满足客户的需求，持续改善，才能使客户成为长久的忠实客户。