一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及氘氚燃料贮存与供给技术领域，公开了一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置及其控制方法，该装置，包括控制端，还包括分别与控制端通信连接的远程端、现场端；远程端包括显示屏，与显示屏分别通信连接的历史站、工程师站、操作员站；控制端包括主控制器、I/O模块、MODBUS通讯模块；现场端包括贮氚床；主控制器通过I/O模块和/或MODBUS通讯模块与贮氚床通信连接，历史站、工程师站、操作员站分别与显示屏通信连接，历史站、工程师站、操作员站分别与主控制器通信连接。本发明专利技术解决了现有技术存在的自动化程度低、数据统计有限、操作繁琐、消耗大量人力、存在较高安全隐患等问题。存在较高安全隐患等问题。存在较高安全隐患等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及氘氚燃料贮存与供给
，具体是一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]聚变能由于燃料来源广泛、释放能力巨大、放射性远低于核裂变，被认为是未来人类最重要的能源方式。依靠氢的同位素氘(D)和氚(T)发生聚变反应是聚变能的利用方式之一(D+T
→
n(14.06MeV)+4He(3.52MeV)。磁约束核聚变反应堆在运行过程中，由于氘氚的平均燃耗率较低，需及时对等离子体排灰气体中的大量氘氚燃料快速回收、并重新按特定比例配制、快速供给，实现上述功能的装置称为氘氚燃料贮存与供给系统。
[0003]氘氚燃料贮存与供给系统主要由贮氚床16、泵15、阀门17、传感器(流量，压力，温度)、缓存罐、管路等组成的工艺系统。根据未来聚变堆运行需要，氘氚燃料贮存与供给系统涉及的部组件数量多(控制点位>1000)。如何实现氘氚燃料贮存与供给系统的控制，提升大型氢同位素工艺系统运行的安全性与可靠性是目前需要解决的问题。因此，需要设计一种大型氘氚燃料贮存与供给系统用的控制装置及方法，满足大规模氘氚燃料贮存与供给的需求。
[0004]传统的手动控制模式理论上可以实现上述功能，但是从设备运行的可靠性、投入的人力数、质量控制等方面均不具备优势。常用的可编程逻辑控制器(PLC)，理论上也可实现上述装置的控制，但是所能控制的工艺系统规模有限，从系统运行的稳定性、安全与可靠性方面不能满足大型系统的运行需求。
[0005]由于手动模式的氘氚燃料贮存与供给系统存在自动化程度低、数据统计有限、操作繁琐、消耗大量人力、存在较高安全隐患等问题。同时，编程逻辑控制器(PLC)德自动化控制方式，其所能控制的工艺系统规模有限，工艺系统(特别是涉及到氘氚燃料)运行的稳定性、安全与可靠性方面得不到保障。因此，研制开发一种大型氘氚燃料贮存与供给系统用的控制装置及控制方法具有重要意义。如何根据氘氚燃料贮存与供给系统的处理工艺，合理选取控制系统部组件进行系统设计集成，实现具有远程测控、安全连锁、历史数据管理功能，同时开发与氘氚燃料贮存与供给系统工艺相匹配的控制程序，使系统运行操作简便、稳定可靠是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置及其控制方法，解决现有技术存在的自动化程度低、数据统计有限、操作繁琐、消耗大量人力、存在较高安全隐患等问题。
[0007]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：
[0008]一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置，包括控制端，还包括分别与控制端通信连接的远程端、现场端；
[0009]远程端包括显示屏，与显示屏分别通信连接的历史站、工程师站、操作员站；
[0010]控制端包括主控制器、I/O模块、MODBUS通讯模块；
[0011]现场端包括贮氚床；
[0012]主控制器通过I/O模块和/或MODBUS通讯模块与贮氚床通信连接，历史站、工程师站、操作员站分别与显示屏通信连接，历史站、工程师站、操作员站分别与主控制器通信连接。
[0013]作为一种优选的技术方案，远程端还包括与主控制器通信连接的安全联锁操作机位、紧急停车按钮。
[0014]作为一种优选的技术方案，现场端包括泵、风机，主控制器通过I/O模块和/或MODBUS通讯模块与泵通信连接，主控制器通过I/O模块和/或MODBUS通讯模块与风机通信连接。
[0015]作为一种优选的技术方案，控制端还包括备用控制器，备用控制器通过I/O模块和/或MODBUS通讯模块与贮氚床通信连接，历史站、工程师站、操作员站分别与显示屏通信连接，历史站、工程师站、操作员站分别与备用控制器通信连接。
[0016]作为一种优选的技术方案，现场端还包括阀门、压力变送器、温度传感器、监控器、环境气体监测设备中的一种或多种；主控制器通过I/O模块和/或MODBUS通讯模块与阀门、压力变送器、温度传感器、监控器、环境气体监测设备中的一种或多种通信连接。
[0017]一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置的控制方法，采用所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置时，执行氘氚燃料贮存模式时包括以下步骤：
[0018]A1，通过工程师站进行氘氚燃料贮存模式运行程序编写，下装至主控制器或备用控制器；
[0019]A2，通过操作员站为主控制器或备用控制器设定运行程序控制参数；
[0020]A3，主控制器或备用控制器根据操作员站、工程师站预设定的运行程序和运行程序控制参数，按照时序向现场端设备发送信号，直至氘氚燃料贮存模式运行程序结束；
[0021]A4，历史站记录控制过程的工艺参数，形成历史趋势，传递至操作员站、工程师站。
[0022]一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置的控制方法，采用所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置时，执行氘氚燃料供给模式时包括以下步骤：
[0023]B1，通过工程师站进行氘氚燃料贮存模式运行程序编写，下装至主控制器或备用控制器；
[0024]B2，通过操作员站为控制器设定运行程序控制参数；
[0025]B3，主控制器或备用控制器根据操作员站、工程师站预设定的运行程序和运行程序控制参数，按照时序向现场端设备发送信号，直至氘氚燃料供给模式运行程序结束；
[0026]B4，历史站记录控制过程的工艺参数，形成历史趋势，传递至操作员站、工程师站。
[0027]一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置的控制方法，采用所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置时，执行安全联锁控制模式的超温保护功能时包括以下步骤：
[0028]C1，通过安全联锁操作机位进行超压保护逻辑程序编写，下装至主控制器或备用控制器；
[0029]C2，通过安全联锁操作机位为控制器设定压力控制参数；
[0030]C3，主控制器或备用控制器根据安全联锁操作机位设定的逻辑程序和控制参数，实时监测系统运行参数，当压力超过设定值后，向贮氚床、泵发送停车信号，并产生报警提醒；
[0031]C4历史站记录控制过程的工艺参数，形成历史趋势，传递至安全联锁操作机位。
[0032]一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置的控制方法，采用所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置时，执行安全联锁控制模式的超压保护功能时包括以下步骤：
[0033]D1，通过安全联锁操作机位进行超压保护逻辑程序编写，下装至主控制器或备用控制器；
[0034]D2，通过安全联锁操作机位为控制器设定压力控制参数，包括报警压力、停车压力；
[0035]D3，主控制器或备用控制器根据安全联锁操作机位设定的逻辑程序和控制参数，实时监测系统运行参数，当压力超过设定值后，向贮氚床、泵发送停车信号，并产生报警提醒；
[0036]D4，历史站记录本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置，其特征在于，包括控制端，还包括分别与控制端通信连接的远程端、现场端；远程端包括显示屏(1)，与显示屏(1)分别通信连接的历史站(5)、工程师站(6)、操作员站(7)；控制端包括主控制器(8)、I/O模块(13)、MODBUS通讯模块(14)；现场端包括贮氚床(16)；主控制器(8)通过I/O模块(13)和/或MODBUS通讯模块(14)与贮氚床(16)通信连接，历史站(5)、工程师站(6)、操作员站(7)分别与显示屏(1)通信连接，历史站(5)、工程师站(6)、操作员站(7)分别与主控制器(8)通信连接。2.根据权利要求1所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置，其特征在于，远程端还包括与主控制器(8)通信连接的安全联锁操作机位(3)、紧急停车按钮(4)。3.根据权利要求2所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置，其特征在于，现场端包括泵(15)、风机(23)，主控制器(8)通过I/O模块(13)和/或MODBUS通讯模块(14)与泵(15)通信连接，主控制器(8)通过I/O模块(13)和/或MODBUS通讯模块(14)与风机(23)通信连接。4.根据权利要求1所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置，其特征在于，控制端还包括备用控制器(11)，备用控制器(11)通过I/O模块(13)和/或MODBUS通讯模块(14)与贮氚床(16)通信连接，历史站(5)、工程师站(6)、操作员站(7)分别与显示屏(1)通信连接，历史站(5)、工程师站(6)、操作员站(7)分别与备用控制器(11)通信连接。5.根据权利要求1所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置，其特征在于，现场端还包括阀门(17)、压力变送器(19)、温度传感器(20)、监控器(21)、环境气体监测设备(22)中的一种或多种；主控制器(8)通过I/O模块(13)和/或MODBUS通讯模块(14)与阀门(17)、压力变送器(19)、温度传感器(20)、监控器(21)、环境气体监测设备(22)中的一种或多种通信连接。6.一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置的控制方法，其特征在于，采用权利要求1或4所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置时，执行氘氚燃料贮存模式时包括以下步骤：A1，通过工程师站(6)进行氘氚燃料贮存模式运行程序编写，下装至主控制器(8)或备用控制器(11)；A2，通过操作员站(7)为主控制器(8)或备用控制器(11)设定运行程序控制参数；A3，主控制器(8)或备用控制器(11)根据操作员站(7)、工程师站(6)预设定的运行程序和运行程序控制参数，按照时序向现场端设备发送信号，直至氘氚燃料贮存模式运行程序结束；A4，历史站(5)记录控制过程的工艺参数，形成历史趋势，传递至操作员站(7)、工程师站(6)。7.一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置的控制方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的一种氘氚燃料贮存与供给系统自动测控装置时，执...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文华，黄旭，寇化秦，余洋，陈长安，包锦春，叶荣兴，王德高，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：