專利名稱：鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鈉冷快堆換料控制技術，具體涉及一種鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)。
背景技術：
鈉冷實驗快堆換料操作必須在不可見的全封閉環(huán)境中進行，工作溫度高，且屬于涉鈉操作，過程復雜、周期長、參與設備眾多，與壓水堆換料操作相比差異巨大。整個換料過程采用封閉方式，過程較為復雜，新燃料工藝運輸過程是將新燃料裝入轉換筒，預熱后入堆，借助轉運室轉運機、裝料提升機、換料機并通過大小旋塞定位，在堆內完成裝料操作。而乏燃料出堆時，借助換料機、旋塞、卸料提升機、轉運室轉運機轉換桶和清洗室轉運機，并對乏燃料進行清洗，最后運至保存水池儲存。由于鈉冷實驗快堆換料現場的不可見，設備繁多，通過操作單臺設備進行換料，操作步驟復雜，使人為因素的故障率加大，降低了換料的安全性和可靠性。由于換料的復雜性，延長了換料的時間，對于商用電站，用于換料的時間越長帶來的是經濟效益的損失。
鑒于換料過程直接關系到堆芯的安全，為了提高換料的安全性、可靠性，并提高換料效率，創(chuàng)造經濟效益，需要研發(fā)全自動換料的控制技術。

實用新型內容本實用新型的目的在于針對鈉冷快堆安全、高效運行的需要，提供一種鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)，以提高換料的安全性和換料效率。本實用新型的技術方案如下一種用于上述方法的鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)，包括通過監(jiān)控網絡總線相連接的主控PLC和若干臺單機PLC，主控PLC通過交換機與局域網內的工控機連接，所述的單機PLC包括轉換桶PLC、提升機PLC、大旋塞PLC、小旋塞 PLC、轉運室轉運機PLC、清洗室轉運機PLC、氣閘PLC、換料機PLC。進一步，如上所述的鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)，其中，包括主從備份的兩臺工控機；兩臺工控機分別通過數據轉換模塊與多臺RS485智能儀表連接。進一步，如上所述的鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)，其中，還包括與局域網相連接的遠程監(jiān)視機。本實用新型的有益效果如下本實用新型在分析了快堆換料的所有可能工況的基礎上，通過制定合理的控制流程，采用順序控制程序分步執(zhí)行換料流程，并且，為了實現多根組件的循環(huán)執(zhí)行，采用數據庫將所需換料的信息預先錄入，在實際的執(zhí)行過程中依次從數據庫中提取各組件的相關信息，從而實現了換料全自動控制，提高了換料設備的利用率， 減少了更換組件的時間，所有的步驟均由程序自行處理，整個換料過程不需要人為干預。

圖1為鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)的結構示意圖；[0011]圖2為鈉冷快堆全自動換料控制方法流程圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。鈉冷快堆主要的換料設備包括旋塞、換料機、裝卸料提升機、轉運室轉運機、清洗室轉運機、轉換桶、氣間等。通過上述各設備的配合運動，完成各種組件從堆內到堆外的運輸。其換料流程如下1)利用轉運室轉運機將新組件經轉換桶、氣間等設備運至裝料提升機吊桶內；2)將已裝入裝料提升機吊桶內的新組件由裝料提升機運至堆內下部位置，最后由旋塞和換料機運至堆內指定的位置；3)將經過堆內冷卻的乏組件從堆內指定的位置由旋塞和換料機運至位于堆內下部位置的卸料提升機吊桶，再由卸料提升機運至上部出口 ；4)利用轉運室轉運機將乏組件從卸料提升機吊桶內吊出，經轉換桶、氣閘、清洗室轉運機等設 備將乏組件運至清洗系統(tǒng)的清洗井中進行清洗，并將清洗后的乏組件運送至乏組件傾斜運輸機插座上，然后利用乏組件傾斜運輸機將清洗后的乏組件運送至水池貯存。本實用新型所提供的換料控制系統(tǒng)的結構如圖1所示，換料控制系統(tǒng)硬件設備分為現場控制級和過程監(jiān)控級，分別包括現場8臺可編程控制器(PLC)、監(jiān)控網絡總線 (cc-link)、主從備用的2臺工控機和主控PLC。主控PLC通過交換機與局域網內的主從備用工控機連接，所述的8臺可編程控制器(PLC)包括轉換桶PLC、提升機PLC、大旋塞PLC、小旋塞PLC、轉運室轉運機PLC、清洗室轉運機PLC、氣閘PLC、換料機PLC。兩臺工控機分別通過RS485-RS232轉換模塊與多臺RS485智能儀表連接。另外，還包括與局域網相連接的遠程監(jiān)視機。換料控制系統(tǒng)功能是主控PLC通過以太網接收來自工控機的全自動指令信號，并把該指令信號通過CC-Iink總線分配至現場的PLC中，指揮各單機按規(guī)定的流程協(xié)調動作； 同時，主控PLC接收各單機PLC返回的現場實時信號，并傳送給上位機。在全自動換料流程中，每更換1根燃料組件，要涉及堆內、堆外共3根組件的轉運， 其中包括1根新組件、1根乏組件、1根堆內換位組件。本實用新型把更換1根燃料組件的全部過程稱作一個全自動流程(用換料順序號i表示)。每個換料周期，大約需更換24 25根燃料組件(則i = 25)。本實用新型所提供的換料控制流程劃分采用分布、并行的原則，將單根組件更換的總流程分解為先后順序執(zhí)行的四個子流程(kl k4)，每個子流程包括并行的堆內、堆外兩條設備運動路徑，每條路徑中由多個換料設備驅動節(jié)點組成，驅動節(jié)點執(zhí)行單個換料設備的動作。通過工控機和PLC的程序控制，實現多根組件循環(huán)更換。多根組件全自動換料需要數據庫、監(jiān)控系統(tǒng)程序，主控PLC程序以及單機的定位控制程序來共同實現。通過預先將所有要進行換料操作的新組件以及乏組件的編號和位置信息等填入到換料計劃表中，指定換料的總數。在執(zhí)行過程中計算機監(jiān)控系統(tǒng)從第一根組件開始計算其轉移過程中所有需要的組件信息以及各設備定位的參數信息下傳給主控PLC，同時將參數傳送完成的標志位設置特定的數值。主控PLC檢測到參數傳送完成標志位后開始執(zhí)行單根組件的換料控制流程，同時將參數傳送完成標志位復位，在執(zhí)行的過程中不斷的接受各單機的反饋信息，并對換料執(zhí)行的各種條件進行檢測來選擇執(zhí)行循環(huán)等待以及分支。換料控制方法流程如圖2所示，首先填寫換料計劃表；然后，換料監(jiān)控系統(tǒng)從數據庫換料計劃表中獲取換料順序號i的相關組件位置和編號信息；監(jiān)控系統(tǒng)根據組件位置信息從數據 庫中中獲取k= 1，2，3旋塞的角度并進行計算；接下來，監(jiān)控系統(tǒng)將執(zhí)行序號i所需要的定位參數及組件信息下傳給主控PLC。隨后，啟動單根更換流程，單根的換料過程如下K = 1 把存放在暫存區(qū)柵格中的乏組件轉運到在下位的卸料提升機吊桶內，同時，轉運室轉運機把轉換桶內的新組件送到在上位的裝料提升機吊桶內；然后，裝、卸料提升機分別升降換位，使新組件進入堆內，乏組件運出堆外；K = 2 在堆內，把活性區(qū)柵格中的換位組件送到已騰空的暫存區(qū)柵格內；同時，在堆外，把已出堆的乏組件從卸料提升機內轉運至轉換桶的乏組件插座中；K = 3 把裝料提升機內剛入堆的新組件轉運至換位組件騰出的堆芯柵格中，并將裝卸料提升機上下?lián)Q位；同時，堆外轉換桶轉動，將出堆的乏組件送至清洗室換料通道下方，清洗室轉運機把乏組件取出，放入清洗井清洗；到此，換料順序號i = 1的全自動換料結束，在主控PLC程序中的換料順序號i自動加1后，進入下一輪次與上述過程相同的換料流程。當清洗井內的乏組件清洗完畢后，則應在本次換料順序號i結束后，自動執(zhí)行k = 4的子流程，清洗室轉運機將乏組件放入傾斜提升機內，使之進入儲存水池。上述換料全自動控制流程提高了換料設備的利用率，減少了更換組件的時間。所有的步驟均由程序自行處理，整個換料過程不需要人為干預。當執(zhí)行完單根組件更換的最后一個步驟后，主控PLC將當前的換料序號與換料總數進行比較，如果當前的換料序號與換料總數相等，則表示所有組件更換完成，全自動結束；否則將請求更新參數位置特定數值，計算機監(jiān)控系統(tǒng)檢測到請求更新參數字則自動將換料序號加1開始計算下一根組件所需要的所有信息，依次循環(huán)執(zhí)行組件的更換。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其同等技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求1.一種鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)，其特征在于包括通過監(jiān)控網絡總線相連接的主控PLC和若干臺單機PLC，主控PLC通過交換機與局域網內的工控機連接，所述的單機 PLC包括轉換桶PLC、提升機PLC、大旋塞PLC、小旋塞PLC、轉運室轉運機PLC、清洗室轉運機 PLC、氣閘PLC、換料機PLC。
2.如權利要求1所述的鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)，其特征在于包括主從備份的兩臺工控機；兩臺工控機分別通過數據轉換模塊與多臺RS485智能儀表連接。
3.如權利要求1或2所述的鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)，其特征在于還包括與局域網相連接的遠程監(jiān)視機。
專利摘要本實用新型涉及鈉冷快堆換料控制技術，具體涉及一種鈉冷快堆全自動換料控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用分步、并行的方式，將換料控制總流程分解為先后順序執(zhí)行的四個子流程，子流程包括并行的堆內、堆外兩條設備運動路徑，每條路徑中由多個換料設備驅動節(jié)點組成，驅動節(jié)點執(zhí)行單個換料設備的動作，通過主控PLC和單機PLC的程序控制，實現換料流程的自動循環(huán)。本實用新型實現了快堆換料全自動控制，提高了換料設備的利用率，減少了更換組件的時間，所有的步驟均由程序自行處理，整個換料過程不需要人為干預。
文檔編號G05B19/418GK202025219SQ20112006468
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權日2011年3月14日
發(fā)明者唐基本, 朱皓, 段天英, 董升國, 趙莉霞, 馬洪盛 申請人:中國原子能科學研究院