应用集成运动控制功能PLC的核电站装卸料机控制系统

摘要

本发明属于核电站装卸料机的控制领域，具体为一种应用集成运动控制功能PLC的核电站装卸料机控制系统，包括操作控制台、具有人机界面的触摸屏计算机和PLC控制器，所述的PLC控制器为运行PLC和安全PLC组成的双PLC系统；其中运行PLC为集成运动控制功能的PLC控制器，负责装卸料机的数据采集、逻辑控制、联锁保护、运动解算和伺服驱动方面的功能；安全PLC为通用型PLC，负责装卸料机的安全保护系统功能。本发明完全实现了装卸料机的半、全自动操作；大车同步运动；大、小车协调精确自动定位；电视摄像杆的手、自动运行等技术难点。在实现装卸料机各部件精准运动的同时，还提供了全面可靠的联锁保护功能。

主权项

一种应用集成运动控制功能PLC的核电站装卸料机控制系统，包括操作控制台、具有人机界面的触摸屏计算机和PLC控制器，其特征在于：所述的PLC控制器为运行PLC和安全PLC组成的双PLC系统;其中运行PLC为集成运动控制功能的PLC控制器，负责装卸料机的数据采集、逻辑控制、联锁保护、运动解算和伺服驱动方面的功能；安全PLC为通用型PLC，负责装卸料机的安全保护系统功能;操作台上的各操作按钮、显示信号灯和数显表与运行PLC连接，触摸屏计算机与运行PLC通过总线连接；集成运动控制功能的PLC控制器通过接口模块采集现场设备的数字I/O信号、编码器和载荷传感器的信息，进行计算处理后，再通过接口模块将控制指令发送给伺服驱动器，使其完成对伺服电机的精准控制；集成运动控制功能的PLC控制器与接口模块之间采用高速总线连接，组成分布式的运动控制系统;装卸料机的安全保护系统信号与安全PLC相联；集成运动控制功能的PLC控制器与伺服驱动器之间通过接口模块联接，集成运动控制功能的PLC控制器与接口模块之间通过DP Drive总线通信，DP Drive具有时钟同步特性，确保定时向伺服驱动器发送控制指令，实现定周期控制；同时通过接口模块控制伺服电机、控制异步电机、控制步进电机,既可实现速度控制，也可以实现精确的位置控制，具有良好的可扩展性；所述的集成运动控制功能的PLC控制器的控制功能模块包括：a)循环调用模块，实现子程序模块的调用；b)固定周期调用模块，为保证对大小车、主提升的实时控制，PLC控制器定时向伺服驱动器发送控制指令，实现定周期控制；c)编码器、伺服驱动器初始值设置模块，用于对系统进行初始化设置；d)堆芯栅格维护管理模块，实现堆芯栅格装卸料记录和管理；e)大车行走、速度控制模块，用于根据实时的大车位置，判断允许大车向前、向后运行条件，根据不同的操作模式，对大车运行的方向和速度进行控制；f)小车行走、速度控制模块，用于根据实时的小车位置，判断允许小车向左、向右运行条件，根据不同的操作模式，对小车运行的方向和速度进行控制；g)主提升升降、速度控制模块，用于根据实时的主提升位置，判断允许主提升向上、向下运行条件，根据不同的操作模式，对主提升运行的方向和速度进行控制；h)电视杆升降、速度控制模块，用于根据实时的电视杆位置，判断允许电视杆上升、下降运行条件，根据不同的操作模式，对电视杆运行的方向和速度进行控制；i)大车驱动模块，接收大车行走、速度控制模块的指令，进行伺服驱动器驱动指令的解算，对驱动器进行控制；j)小车驱动模块，接收小车行走、速度控制模块的指令，进行伺服驱动器驱动指令的解算，对驱动器进行控制；k)主提升驱动模块，接收主提升行走、速度控制模块的指令，进行伺服驱动器驱动指令的解算，对驱动器进行控制；l)电视杆驱动模块，接收电视杆行走、速度控制模块的指令，进行伺服驱动器驱动指令的解算，对驱动器进行控制；m)抓具啮合和脱扣控制模块，用于判断允许抓具啮合和脱扣的条件，对抓具得啮合和脱扣操作进行控制；n)故障处理模块，用于故障检测以及故障复位；o)保护系统模块，用于系统的安全保护功能；p)显示模块，用于显示大、小车、主提升的位置坐标以及载荷重量；q)自动、半自动模块，实现装卸料机的自动、半自动操作；r)偏移法换料模块，实现在选择偏移法换料时，提供大小车正确的偏移位置。