一种铅铋堆换料机控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种铅铋堆换料机控制系统及其方法，所述控制系统包括可编程逻辑控制器、多个子设备以及与所述多个子设备对应的多个驱动电机；所述多个子设备以及多个驱动电机均设置有绝对值编码器；其中，多个绝对值编码器分别用于实时测量相应子设备和驱动电机的状态信息；所述可编程逻辑控制器用于接收并根据所述多个绝对值编码器实时反馈的相应子设备和驱动电机的状态信息控制相应驱动电机驱动相应的子设备执行相应动作。实施本发明专利技术，能够提高铅铋堆堆内换料系统的效率及安全性，更好地满足铅铋堆功能、工艺以及安全的换料需求。

A Control System and Method of Lead-Bismuth Reactor Feeder

The invention discloses a control system and method of a lead-bismuth stacker feeder, which comprises a programmable logic controller, a plurality of sub-devices and a plurality of driving motors corresponding to the plurality of sub-devices; the plurality of sub-devices and a plurality of driving motors are provided with absolute value coders; among them, a plurality of absolute value coders are respectively used for real-time measurement of the corresponding sub-devices and the plurality of driving motors. The programmable logic controller is used to receive and control the corresponding sub-devices of the driving motor to drive the corresponding sub-devices to perform corresponding actions according to the real-time feedback of the absolute encoders and the state information of the driving motor. The implementation of the present invention can improve the efficiency and safety of the in-stack charging system of lead-bismuth reactor, and better meet the requirements of the function, process and safe charging of the lead-bismuth reactor.

【技术实现步骤摘要】
一种铅铋堆换料机控制系统及其方法
本专利技术涉及核电站
，具体涉及一种铅铋堆换料机控制系统及其方法。
技术介绍
换料机是铅铋堆堆内的设备，而换料机的控制系统的功能就是在换料工况下，完成全自动、半自动或手动状态下将控制换料机把将新组件从堆外转运至堆芯指定的位置或将指定的乏燃料组件从堆芯导出至指定贮存位置的换料工艺运输系统。由于铅铋堆的的特殊性，为保持堆芯内铅铋合金的液态状态，对于换料过程需进行严格的密封换料，因此对换料机的控制过程提出了更高的技术要求。而传统控制系统主要通过主控PLC和单机PLC程序控制的方式进行换料控制，系统所需控制部件较多，控制响应速度较慢，系统发生故障的概率相应较高。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种铅铋堆换料机控制系统及其方法，以提高铅铋堆堆内换料工作的效率及安全性，更好地满足铅铋堆功能、工艺以及安全的换料需求。为了实现本专利技术目的，本专利技术第一方面提供一种铅铋堆换料机控制系统，包括可编程逻辑控制器、多个子设备以及与所述多个子设备对应的多个驱动电机；所述多个子设备以及多个驱动电机均设置有绝对值编码器；其中，多个绝对值编码器分别用于实时测量相应子设备和驱动电机的状态信息；所述可编程逻辑控制器用于接收并根据所述多个绝对值编码器实时反馈的相应子设备和驱动电机的状态信息控制相应驱动电机驱动相应的子设备执行相应动作。在一些实施例中，所述多个子设备至少包括大转盘、换料机和升降机。在一些实施例中，所述换料机上设置有位移检测单元，所述位移检测单元用于测量所述换料机的位移信息；所述可编程逻辑控制器用于接收并根据所述位移信息确定所述换料机的高度信息，并将高度信息发送至上位机进行显示。在一些实施例中，所述换料机包括换料机主轴和换料机抓头，所述换料机上设置有称重传感器，所述称重传感器用于换料机主轴加上换料机抓头的重量信息，所述可编程逻辑控制器用于接收并根据所述重量信息确定燃料组件是否安装到位。在一些实施例中，所述上位机与所述可编程逻辑控制器通过以太网连接，所述上位机用于设置所述可编程逻辑控制器的控制参数以及显示各个子设备当前状态信息。在一些实施例中，所述多个驱动电机包括大转盘旋转电机、换料机旋转电机、换料机抓头旋转电机、换料机升降电机、升降机升降电机和升降机旋转电机，所述大转盘旋转电机用于驱动所述大转盘旋转，所述换料机旋转电机用于驱动所述换料机旋转，所述换料机抓头旋转电机用于驱动所述换料机抓头旋转，所述换料机升降电机用于驱动所述换料机升降，所述升降机升降电机用于驱动所述升降机升降，所述升降机旋转电机用于驱动所述升降机旋转。在一些实施例中，所述多个绝对值编码器具体包括设置于所述大转盘上的大转盘旋转编码器、设置于所述换料机本体上的换料机升降编码器、换料机旋转编码器和抓手旋转编码器、以及设置于所述升降机上的升降机升降编码器和升降机旋转编码器。在一些实施例中，所述多个绝对值编码器分别通过DeviceNet现场总线与所述可编程逻辑控制器连接。在一些实施例中，所述多个驱动电机分别通过DeviceNet现场总线与所述可编程逻辑控制器连接。本实施例采用DeviceNet现场总线的通信方式成本低，数据传输稳定。在一些实施例中，所述控制系统还包括报警单元，所述报警单元用于当子设备出现故障时进行报警并在所述上位机界面显示报警信息。本专利技术第二方面提供一种如本专利技术第一方面所述的铅铋堆换料机控制系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：多个绝对值编码器分别实时测量多个子设备以及与所述多个子设备对应的多个驱动电机的状态信息；可编程逻辑控制器接收并根据所述多个绝对值编码器反馈的相应状态信息控制所述相应驱动电机驱动相应的子设备执行相应动作。在一些实施例中，所述控制方法还包括如下步骤：根据多个绝对值编码器反馈的相应状态信息判断所述多个子设备是否正常执行相应动作，当一个或多个子设备未正常执行所述可编程逻辑控制器发出的控制指令，则进行报警提示并控制铅铋堆换料机暂停换料运行。在一些实施例中，所述换料机包括换料机主轴和换料机抓头，所述换料机上设置有称重传感器；其中，所述控制方法还包括如下步骤：所述称重传感器实时测量换料机主轴加上换料机抓头的重量信息；所述可编程逻辑控制器接收并根据所述重量信息确定燃料组件是否安装到位。在一些实施例中，所述控制方法还包括如下步骤：所述可编程逻辑控制器将燃料组件是否安装到位的确定结果发送至一上位机进行显示。在一些实施例中，所述换料机上设置有位移检测单元，所述位移检测单元用于测量所述换料机的位移信息；所述控制方法还包括如下步骤：所述可编程逻辑控制器接收并根据所述位移信息确定所述换料机的高度信息，并将高度信息发送至一上位机进行显示。在一些实施例中，所述控制方法还包括如下步骤：可编程逻辑控制器将接收到的所述多个绝对值编码器反馈的相应状态信息发送至上位机进行显示。本专利技术实施例具有以下有益效果：本专利技术实施例的控制系统的集成化设计极大地降低了铅铋堆换料机控制系统发生故障的概率，充分利用了现有的PLC以及计算机网络通讯的优势，在传统的通过主控PLC和单机PLC程序控制的方式基础上，本专利技术实施例对铅铋堆换料机控制系统统进行优化，利用单个PLC来组织实施进行大转盘、升降机等现场各个子设备的动作，在大转盘、换料机、升降机等各个子设备上均安装高精度绝对值编码器，而驱动各个子设备的多个驱动电机均内置有绝对值编码器，通过可编程逻辑控制器对多个绝对值编码器的测量数值进行处理，换算成大转盘、换料机、换料机抓头、升降机的旋转角度以及升降机的高度等子设备状态信息以及对应的驱动电机状态信息，通过驱动电机内部反馈结合外部子设备编码器测量，实现系统的冗余设置；所述可编程逻辑控制器根据子设备状态信息以及对应的驱动电机状态信息来进一步控制相应驱动电机驱动相应子设备执行相应动作，实现燃料组件的装卸，从而提高堆内换料系统的效率及安全性，更好地满足铅铋堆功能、工艺以及安全的换料需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一所述铅铋堆换料机控制系统网络架构图。图2为本专利技术实施例一所述换料机装置示例的结构示意图。图3为本专利技术实施例二所述铅铋堆换料机控制方法流程图。图中元件标记：11-可编程逻辑控制器，12-位移检测单元，13-称重传感器，14-上位机，15-大转盘旋转电机，16-换料机旋转电机，17-换料机抓头旋转电机，18-换料机升降电机，19-升降机升降电机，110-升降机旋转电机，111-大转盘旋转编码器，112-换料机升降编码器，113-换料机旋转编码器，114-抓手旋转编码器，115-升降机升降编码器，116-升降机旋转编码器，117-交换机，118-DeviceNet现场总线；21-反应堆主容器，22-栅格板，23-燃料组件，24-大转盘，25-换料机，26-升降机，27-换料机抓头，28-升降机燃料组件接收装置。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铅铋堆换料机控制系统，其特征在于，包括可编程逻辑控制器、多个子设备以及与所述多个子设备对应的多个驱动电机；所述多个子设备以及多个驱动电机均设置有绝对值编码器；其中，多个绝对值编码器分别用于实时测量相应子设备和驱动电机的状态信息；所述可编程逻辑控制器用于接收并根据所述多个绝对值编码器实时反馈的相应子设备和驱动电机的状态信息控制相应驱动电机驱动相应的子设备执行相应动作。

【技术特征摘要】
1.一种铅铋堆换料机控制系统，其特征在于，包括可编程逻辑控制器、多个子设备以及与所述多个子设备对应的多个驱动电机；所述多个子设备以及多个驱动电机均设置有绝对值编码器；其中，多个绝对值编码器分别用于实时测量相应子设备和驱动电机的状态信息；所述可编程逻辑控制器用于接收并根据所述多个绝对值编码器实时反馈的相应子设备和驱动电机的状态信息控制相应驱动电机驱动相应的子设备执行相应动作。2.如权利要求1所述的铅铋堆换料机控制系统，其特征在于，所述多个子设备至少包括大转盘、换料机和升降机。3.如权利要求2所述的铅铋堆换料机控制系统，其特征在于，所述换料机上设置有位移检测单元，所述位移检测单元用于测量所述换料机的位移信息；所述可编程逻辑控制器用于接收并根据所述位移信息确定所述换料机的高度信息，并将高度信息发送至上位机进行显示。4.如权利要求3所述的铅铋堆换料机控制系统，其特征在于，所述换料机包括换料机主轴和换料机抓头，所述换料机上设置有称重传感器，所述称重传感器用于换料机主轴加上换料机抓头的重量信息，所述可编程逻辑控制器用于接收并根据所述重量信息确定燃料组件是否安装到位。5.如权利要求1或3所述的铅铋堆换料机控制系统，其特征在于，所述上位机与所述可编程逻辑控制器通过以太网连接，所述上位机用于设置所述可编程逻辑控制器的控制参数以及显示各个子设备当前状态信息。6.如权利要求1所述的铅铋堆换料机控制系统，其特征在于，所述多个驱动电机包括大转盘旋转电机、换料机旋转电机、换料机抓头旋转电机、换料机升降电机、升降机升降电机和升降机旋转电机；所述大转盘旋转电机用于驱动所述大转盘旋转；所述换料机旋转电机用于驱动所述换料机旋转；所述换料机抓头旋转电机用于驱动所述换料机抓头旋转；所述换料机升降电机用于驱动所述换料机升降；所述升降机升降电机用于驱动所述升降机升降；所述升降机旋转电机用于驱动所述升降机旋转。7.如权利要求6所述的铅铋堆换料机控制系统，其特征在于，所述多个绝对值编码器具体包括设置于所述大转盘上的大转盘旋转编码器、设置于所述换料机本体上的换料机升降编码器、换料机旋转编码器和抓手旋转编码器、以及设置于所述升降机上的升降机升降编码器和升降机旋转编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：关雪丹，黄碧漪，袁龙武，冯玉杰，黄海华，吴凤岐，吴玉，张梦金，
申请(专利权)人：岭东核电有限公司，中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44