摘 要：本文主要介紹基于中達(dá)機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的核廢料PLC自動(dòng)化輸送流程項(xiàng)目。項(xiàng)目由PLC、變頻器、人機(jī)界面系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：核廢料 輸送站 運(yùn)動(dòng)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(xiàng)目涉及的是基于臺達(dá)機(jī)電自動(dòng)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(yùn)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(jī)界面自動(dòng)顯示系統(tǒng)，對輸送全過程及各個(gè)部位的工作是否正常工作進(jìn)行監(jiān)視，并自動(dòng)顯示故障類型及故障點(diǎn)，使整個(gè)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(jià)、易于操作。輸送系統(tǒng)工程中，由于PLC技術(shù)的采用，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的操作監(jiān)控都的人機(jī)界面（觸模屏上）遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)在人機(jī)界面指令開關(guān)來完成。在自動(dòng)狀態(tài)下，通過PLC控制可將輸送站的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，控制電力網(wǎng)的供電能力，停機(jī)時(shí)相反減小對電力網(wǎng)的沖擊，并保證停機(jī)時(shí)能送出最后一批物料。此外，在人機(jī)界面畫面，在該畫面上能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)顯示輸送站生產(chǎn)產(chǎn)量及總產(chǎn)量，加上“動(dòng)態(tài)流程”畫面均可作為“報(bào)警界面”使用，既保證了在無故障時(shí)，該畫面能監(jiān)視整個(gè)生產(chǎn)過程的動(dòng)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(shí)顯示故障類型及故障點(diǎn)，便于維修人員及時(shí)進(jìn)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(jìn)行管理控制、故障維修困難、延誤時(shí)間長等缺點(diǎn)。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(jì)

3.1 系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)選用中達(dá)全系產(chǎn)品，系統(tǒng)配型為：PLC平臺選用臺達(dá)DVP64EH00R2（主機(jī)）+2*DVP08HN11R2（數(shù)字量擴(kuò)展）+DVP04AD-H2（模擬量擴(kuò)展）+4*DVP01HC-H2（高速計(jì)數(shù)擴(kuò)展）+2*01PU-H2（定位模塊）+AE10THTD（人機(jī)界面）+8*VFD-VE+8*PG01O（編碼器反饋卡）。

因?yàn)槊總€(gè)電機(jī)的位置都需要采集，所有編碼器信號都需輸入PLC。64EH主機(jī)自帶4路高速計(jì)數(shù)，其它信號由4個(gè)DVP01HC-H2（高速計(jì)數(shù)擴(kuò)展）模塊負(fù)責(zé)。變頻器帶電機(jī)工作在矢量閉環(huán)模式，使得控制精準(zhǔn)。AE10THTD人機(jī)界面擁有三個(gè)通訊接口，COM1以232方式接入PLC，COM2與COM3組合在一起成為一個(gè)9 pin口與8個(gè)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(yùn)動(dòng)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(jī)界面設(shè)計(jì)

臺達(dá)觸摸屏AE10THTD 為65536色屏，可對畫面色彩和運(yùn)動(dòng)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(shí)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(dāng)條件允許滿足 內(nèi)箱運(yùn)動(dòng)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(gè)角上，檢測信號進(jìn)入模擬量模塊04AD，這樣也用來判斷箱子下來時(shí)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(jìn)行回復(fù)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樵诳赡軅魉鸵恍л椛涞奈锪希栽趥魉瓦^程也頻繁的開關(guān)門，運(yùn)動(dòng)過程在一個(gè)密封罩內(nèi)進(jìn)行。

圖4 輸送站主控頁面
3.3 門控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

輸送站在傳送運(yùn)行過程中，門的運(yùn)動(dòng)控制是項(xiàng)目關(guān)鍵。根據(jù)圖5所示門控結(jié)構(gòu)，門的移動(dòng)過程，從低水平位到豎直過程即為打開過程。主門靠三個(gè)電機(jī)（主3，主1，主2）運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)開關(guān)。如圖門的三個(gè)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(yùn)動(dòng)到升軌位，然后主1，主2停下，主3繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)把門拖到豎直，這時(shí)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(yùn)動(dòng)到低水平位，關(guān)門結(jié)束。下圖為門的獨(dú)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)控制，類似電梯運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)了變頻器的啟動(dòng)高轉(zhuǎn)矩特性。

圖5 門控結(jié)構(gòu)
4 結(jié)束語

臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在核廢料輸送站上整合解決方案，拓展了臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品領(lǐng)域，提升了中達(dá)在用戶心目中的形象。實(shí)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(shí)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(shí)客戶。(end)