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　　摘  要：本文主要介紹基于中達機電自動化產(chǎn)品的核廢料PLC自動化輸送流程項目。項目由PLC、變頻器、人機界面系統(tǒng)集成實現(xiàn)。 

　　關(guān)鍵詞：核廢料  輸送站   運動控制

　　1  引言

　　核廢料泛指在核燃料生產(chǎn)、加工和核反應(yīng)堆用過的不再需要的并具有放射性的廢料。也專指核反應(yīng)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。核廢料按物理狀態(tài)可分為固體、液體和氣體3種。 

　　本文項目涉及的是基于臺達機電自動化技術(shù)的固體廢料的上下料和出料過程的物流控制系統(tǒng)解決方案。

　　2 系統(tǒng)描述

　　此系統(tǒng)主要運用與物料的傳送，是全輸送線的一部分，用于上下料和出料過程。

　　系統(tǒng)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工作進行監(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、智能化，安全、可靠、低價、易于操作。輸送系統(tǒng)工程中，由于PLC技術(shù)的采用，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的操作監(jiān)控都的人機界面（觸模屏上）遠程監(jiān)控。系統(tǒng)在人機界面指令開關(guān)來完成。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)自動啟動，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，在人機界面畫面，在該畫面上能自動統(tǒng)計顯示輸送站生產(chǎn)產(chǎn)量及總產(chǎn)量，加上“動態(tài)流程”畫面均可作為“報警界面”使用，既保證了在無故障時，該畫面能監(jiān)視整個生產(chǎn)過程的動態(tài)狀況，使操作人員一目了然，又保證在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時顯示故障類型及故障點，便于維修人員及時進行搶修。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、延誤時間長等缺點。輸送站門控界面如圖1所示。
 

圖1 輸送站門控界面

　　3 系統(tǒng)設(shè)計

　　3.1 系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　控制系統(tǒng)選用中達全系產(chǎn)品，系統(tǒng)配型為：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）。

　　因為每個電機的位置都需要采集，所有編碼器信號都需輸入PLC。64EH主機自帶4路高速計數(shù)，其它信號由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，使得控制精準。AE10THTD人機界面擁有三個通訊接口，COM1以232方式接入PLC，COM2與COM3組合在一起成為一個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)運動狀態(tài)。

　　系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)如圖2所示。開關(guān)量信號系統(tǒng)如圖3所示。
 

圖2 系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)

 
圖3 開關(guān)量信號系統(tǒng)

　　3.2 人機界面設(shè)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多種復(fù)雜需求，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4為主控頁面。當條件允許滿足 內(nèi)箱運動到指定位置即低位，是否到低位由紅外開關(guān)檢測，分別裝在內(nèi)箱的四個角上，檢測信號進入模擬量模塊04AD，這樣也用來判斷箱子下來時候是否平直。到低位之后氣缸齒合，相應(yīng)門豎直后，吊具可以帶上物件到指定位置，然后進行回復(fù)運動。因為在可能傳送一些帶輻射的物料，所以在傳送過程也頻繁的開關(guān)門，運動過程在一個密封罩內(nèi)進行。

圖4 輸送站主控頁面

　　3.3 門控系統(tǒng)設(shè)計

　　輸送站在傳送運行過程中，門的運動控制是項目關(guān)鍵。根據(jù)圖5所示門控結(jié)構(gòu)，門的移動過程，從低水平位到豎直過程即為打開過程。主門靠三個電機（主3，主1，主2）運動來實現(xiàn)開關(guān)。如圖門的三個位置分別為低水平位，升軌位，豎直位。在低水平位為關(guān)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(guān)門過程為：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(guān)門結(jié)束。下圖為門的獨立操作畫面。門的開關(guān)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，充分展示了高性能矢量變頻器VE的定位和同步優(yōu)勢。

　　調(diào)具和內(nèi)箱的升降VE的閉環(huán)控制，做定點控制，類似電梯運動，體現(xiàn)了變頻器的啟動高轉(zhuǎn)矩特性。

 
圖5 門控結(jié)構(gòu)

　　4  結(jié)束語

    臺達機電產(chǎn)品在核廢料輸送站上整合解決方案，拓展了臺達機電產(chǎn)品領(lǐng)域，提升了中達在用戶心目中的形象。實際上，要抓住客戶關(guān)鍵在于給客戶提供完整的解決方案，為客戶解決實際問題，不斷滿足客戶的需求，持續(xù)改善，才能使客戶成為長久的忠實客戶。