蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于自动控制领域，具体涉及一种核电站蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备的自动控制系统。该自动控制系统包括PC机和多轴运动控制卡；PC机与多轴运动控制卡通信端连接；多轴运动控制卡为一个四轴的运动控制器，四轴分别通过伺服电机驱动与伺服电机相连接；伺服电机分别带动编码器旋转，编码器分别通过信号转换模块与多轴运动控制卡相连；当伺服电机的驱动部件到达限位位置后触发限位开关和接近开关，限位开关和接近开关经继电器与多轴运动控制卡相连。该系统具备自动补偿功能和高控制精度，且通用性强，运行稳定、可靠。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自动控制领域，具体涉及一种核电站蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备的自动控制系统。
技术介绍
在蒸汽发生器启动和变工况运行过程中，蒸汽发生器二次侧会沉积大量的二回路腐蚀产物。二次侧管板表面、传热管14(见图2)表面随着时间推移会沉积大量的泥渣，次硬泥渣沉积也会逐渐出现，需要对传热管和管板之间的泥渣堆积层进行冲洗。而部分存在于传热管间的次硬性泥渣或硬性泥渣无法通过普通冲洗清除。必须采用柔性钢带携带高压软管及端部喷嘴伸入传热管间近距离、高水压的喷射，对该区域进行精确的冲洗，才能取得一定效果。该种将柔性钢带携带高压软管及端部喷嘴伸入传热管间冲洗次硬性或硬性泥渣的技术称之为柔性冲洗技术，而其对应的设备称之为柔性冲洗设备。蒸汽发生器内部二次侧传热管管间位置狭小，管间距11仅约七八个毫米(见图2)，人员无法进入内部，设备进入也极其困难；而柔性钢带端部喷嘴又需伸入传热管管间，对准次硬性泥渣或硬性泥渣所在区域进行精确冲洗，因此造成柔性冲洗工作困难极大。同时，该区域为高放射性场所，人员不可长时间、近距离操作设备。
技术实现思路
本技术的目的是能够高精度、远程控制柔性冲洗设备的多轴运动，进行冲洗工作，提供一种核电站蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备的自动控制系统。本技术所采用的技术方案是一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统，包括PC机和多轴运动控制卡；PC机与多轴运动控制卡通信端连接；多轴运动控制卡为一个四轴的运动控制器，四轴分别通过伺服电机驱动与伺服电机相连接；伺服电机分别带动编码器旋转，编码器分别通过信号转换模块与多轴运动控制卡相连；限位开关和接近开关经继电器与多轴运动控制卡相连。如上所述的一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统，其中所述PC机通过以太网与多轴运动控制卡相连。如上所述的一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统，其中PC机通过图像采集盒接收摄像头信号。如上所述的一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统，其中2个伺服电机驱动控制2个伺服电机，驱动携带柔性钢带的长杆机构，长杆机构在蒸汽发生器中心管廊内进行步进和旋转运动；另2个伺服电机驱动控制余下的2个伺服电机，驱动柔性钢带在蒸汽发生器传热管管间的前进、后退和高压喷嘴相对长杆机构的偏转运动，使柔性钢带伸入传热管管间。本技术的有益效果是1.本技术由多轴运动控制卡发出脉冲到伺服驱动器，然后控制电机运动，电机带动编码器旋转，传回脉冲到多轴运动控制卡，构成闭环控制系统。同时采用软件控制PID参数进行闭环控制调节，具备自动补偿功能和高控制精度。2.本技术操作平台与多轴运动控制卡采用以太网方式通信，使柔性冲洗设备具备远程控制能力。同时，将操作平台(PC机)布置在远离蒸汽发生器的低剂量区，极大地减少了操作人员受到的辐射剂量。3.本技术PC机操作界面设置或选择相应的运动参数来控制柔性冲洗设备，操作界面还包含摄像头回传柔性钢带实时状况的图像，只需一名操作人员即可同时完成设备操作和监视，极大地降低了人员成本。4.本技术通过PC机调用不同的参数配置，可实现不同型号蒸汽发生器的柔性冲洗工作，具有一定的通用性。5.本技术实现了与机械系统的良好配合，运行稳定、可靠，价格上具有有力的市场竞争力。附图说明图1为本技术提供的一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统结构组成图；图2为蒸汽发生器部分传热管图；图中1-PC机；2_多轴运动控制卡；31 34-伺服电机驱动；41 44-伺服电机；51 53-编码器；61、63、64_限位开关；62_接近开关；71 73-信号转换模块；81 84-继电器；9_图像采集盒；10_摄像头；11_管间距；12_设备进入口 ；13_中心管廊；14_传热管。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术提供的一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统进行介绍如图1所示，一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统，包括PC机I，多轴运动控制卡2，伺服电机驱动31 34，伺服电机41 44，编码器51 53，限位开关61、63、64，接近开关62，信号转换模块71 73，继电器81 84，图像采集盒9和摄像头10。PC机I与多轴运动控制卡2通信端连接，用于设置或选择柔性冲洗设备各轴的运动参数，实时监控运动效果；多轴运动控制卡2为一个四轴的运动控制器，可提供±10V(模拟信号)的电机控制信号，其4轴分别通过4个伺服电机驱动器与4个伺服电机相连接。多轴运动控制卡2作为控制中心，可选用GALIL的21X3系列，具有4轴高速脉冲输出，同时具有4轴高速脉冲输入，用于接收编码器51 53的反馈信号。PC机I与多轴运动控制卡2之间采用以太网方式通讯,操作人员通过PC机I输入数据，查看处理结果。本技术将不同蒸汽发生器的参数、不同冲洗程序(安装程序、工作程序)存储在PC机I中，需对不同型号蒸汽发生器冲洗时仅需调用即可。伺服电机驱动31 34分别连接多轴运动控制卡2的输出端，接收多轴运动控制卡2发出的脉冲，并控制伺服电机41 44实现要求的冲洗运动程序。其中，伺服电机驱动31、32控制伺服电机41、42，驱动携带柔性钢带的长杆机构，使长杆机构在蒸汽发生器中心管廊13内进行步进和旋转运动，用以将柔性钢带端部的高压喷嘴对准管间及使柔性钢带端部的高压喷嘴作旋转冲洗；伺服电机驱动33、34控制伺服电机43、44，驱动柔性钢带在蒸汽发生器传热管14管间的前进、后退和高压喷嘴相对长杆机构的(90°角度)偏转运动，使柔性钢带可伸入传热管14管间，从而控制柔性钢带端部携带的高压喷嘴直接对准泥渣堆积层进行冲洗。限位开关61、63、64分别经继电器81、83、84与多轴运动控制卡2相连；接近开关62经继电器82与多轴运动控制卡2相连。其中当伺服电机41驱动机械结构到达限位位置后触发限位开关61 ;当伺服电机42驱动机械结构到达指定位置后触发接近开关62 ;当伺服电机44驱动机械结构到达前、后两限位位置后会分别触发限位开关63、64。限位开关61、63、64实现轴的运动限位，接近开关62实现旋转动作轴的对“零”功能；既可实现系统运动动作终端控制要求，又可控制成本。伺服电机41 43带动编码器51 53旋转，编码器51 53将长杆机构和高压喷嘴的实时位置信息经信号转换模块71 73转为差分信号后输出给多轴运动控制卡2，以提高控制系统的抗干扰能力。多轴运动控制卡2根据接收到的反馈信息实时调整，并将最终的位置信息传输给PC机1，供操作人员实时监控各轴动作信息。本技术伺服电机驱动31 34可选用maxon的ADS50系列。图像采集盒9与PC机I之间采用USB接口形式通信，实现二者之间的数据交换，本技术图像采集盒9选用维视图像的MV-2000系列。图像采集盒9将摄像头10实时采集的柔性钢带运动图像转化为数字信号传给PC机，使操作人员能监测柔性钢带状况。在实际使用中，操作人员从PC机I操作界面实现数据输入与显示，需调整冲洗位置时，只需在操作界面中设置或选择相应的运动参数，即实现相应的精确运动控制。输入的数据通过多轴运动控制卡2运算，转化为实际的脉冲个数(对应位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统，包括PC机(1)和多轴运动控制卡(2)；PC机(1)与多轴运动控制卡(2)通信端连接；多轴运动控制卡为一个四轴的运动控制器，四轴分别通过伺服电机驱动(31～34)与伺服电机(41～44)相连接；伺服电机(41～43)分别带动编码器(51～53)旋转，编码器(51～53)分别通过信号转换模块(71～73)与多轴运动控制卡(2)相连；限位开关(61、63、64)和接近开关(62)经继电器(81～84)与多轴运动控制卡(2)相连。

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统，包括PC机(1)和多轴运动控制卡(2) ;PC机(1)与多轴运动控制卡(2)通信端连接；多轴运动控制卡为一个四轴的运动控制器，四轴分别通过伺服电机驱动(31 34)与伺服电机(41 44)相连接；伺服电机(41 43)分别带动编码器(51 53)旋转，编码器(51 53)分别通过信号转换模块(71 73)与多轴运动控制卡(2)相连；限位开关(61、63、64)和接近开关(62)经继电器(81 84)与多轴运动控制卡(2)相连。2.根据权利要求1所述的一种蒸汽发生器二次侧管板柔性泥渣冲洗设备自动控制系统，其特征在于所述PC机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周政，程檀，刘妍，钱艳平，
申请(专利权)人：核动力运行研究所，中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：