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。臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在核廢料輸送站中的整合解決方案，是全輸送線的一部分，主要用于核廢料的傳送，即上下料和出料過程。

　　系統(tǒng)描述

　　基于臺達(dá)機(jī)電自動化技術(shù)的固體廢料上下料和出料過程物流控制，采用了人機(jī)界面自動顯示系統(tǒng)，對輸送全過程及各個部位的工作是否正常進(jìn)行監(jiān)視，并自動顯示故障類型及故障點(diǎn)，使整個系統(tǒng)控制做到微型化，系統(tǒng)做到多功能化、柔性化及智能化，且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全、可靠、低價和易于操作。

　　在輸送系統(tǒng)工程中，由于PLC技術(shù)的采用，整個系統(tǒng)的操作監(jiān)控都實(shí)現(xiàn)了人機(jī)界面（觸模屏上）遠(yuǎn)程監(jiān)控。在自動狀態(tài)下，通過PLC控制可將輸送站的運(yùn)動控制系統(tǒng)啟動，控制電力網(wǎng)的供電能力；停機(jī)時相反減小對電力網(wǎng)的沖擊，并保證停機(jī)時能送出最后一批物料。

　　此外，人機(jī)界面上能自動統(tǒng)計顯示輸送站的生產(chǎn)產(chǎn)量及總產(chǎn)量，其“動態(tài)流程”畫面均可作為“報警界面”使用。無故障時，該畫面能監(jiān)視整個生產(chǎn)過程的動態(tài)狀況，使操作人員一目了然；而系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，則能顯示故障類型及故障點(diǎn)，便于維修人員及時進(jìn)行搶修。該系統(tǒng)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，故障維修困難及延誤時間長等問題。

　　圖1 輸送站門控界面。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　該控制系統(tǒng)選用了中達(dá)的全系產(chǎn)品。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）。

　　由于每個電機(jī)的位置都需要采集，因此所有編碼器信號都需輸入PLC。64EH主機(jī)自帶4路高速計數(shù)，其他信號由4個DVP01HC-H2（高速計數(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，使得控制更精準(zhǔn)。AE10THTD人機(jī)界面擁有3個通訊接口，COM1以232方式接入PLC，COM2與COM3組合成為一個9 pin口與8個變頻器直接通訊，通過對變頻器的工作狀態(tài)讀取和修改監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)。

　　人機(jī)界面設(shè)計

　　臺達(dá)觸摸屏AE10THTD為65536色屏，可對畫面色彩和運(yùn)動狀態(tài)作各種渲染。64K的配方空間可以適用于多種復(fù)雜需求，也可以解決PLC時停電保持區(qū)不夠和作程序不便利的現(xiàn)象。

　　圖2 輸送站主控頁面。

　　當(dāng)條件允許滿足內(nèi)箱運(yùn)動到指定位置即低位，是否到低位由紅外開關(guān)檢測。開關(guān)分別裝在內(nèi)箱的4個角上，檢測信號進(jìn)入模擬量模塊04AD，用來判斷箱子下來的時候是否平直。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。在傳送過程中，要頻繁地開關(guān)門，由于可能傳送一些帶輻射的物料，所以運(yùn)動過程在一個密封罩內(nèi)進(jìn)行。

　　門控系統(tǒng)設(shè)計

　　輸送站在傳送運(yùn)行過程中，門的運(yùn)動控制是項(xiàng)目的關(guān)鍵。門的移動過程，從低水平位到豎直過程即為打開過程。

　　主門靠3個電機(jī)（主1、主2、主3）運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)開關(guān)。門的3個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)動到升軌位，然后主1、主2停下，主3繼續(xù)向上運(yùn)動把門拖到豎直，這時為開門。關(guān)門過程是主3拉門到升軌位，然后主1、主2、主3同步運(yùn)動到低水平位，關(guān)門結(jié)束。

　　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)動靠定位模塊01PU控制，主1、主2分別對主3做跟隨或脫離，這充分展示了高性能矢量變頻器VE的定位和同步優(yōu)勢。而調(diào)具和內(nèi)箱升降VE的閉環(huán)控制，則做定點(diǎn)控制，類似電梯運(yùn)動，體現(xiàn)了變頻器的啟動高轉(zhuǎn)矩特性。