一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及超聲無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]核反應(yīng)堆壓力容器(reactor pressure vessel)是安置核反應(yīng)堆并承受其巨大運行壓力的密閉容器，也稱核反應(yīng)堆壓力殼，是壓水堆核電站中的關(guān)鍵設(shè)備，具有制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、難度大和周期長等特點。為保證其在核電站多于40年的壽命期內(nèi)絕對安全可靠，需要對其定期實施超聲自動化無損檢測。
[0003]現(xiàn)有的壓力容器檢查設(shè)備中所有控制系統(tǒng)組成部件均位于水上，各組成部件之間電纜連接龐雜，且只能控制六個運動軸，對于六個運動軸以上的控制系統(tǒng)，可靠性較差，不能滿足壓力容器檢查的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是解決現(xiàn)有壓力容器超聲檢測控制系統(tǒng)中電氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電纜系統(tǒng)龐大、可靠性差的問題，提供了一種具有高可靠性，可以滿足壓力容器檢查需求的核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)。
[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)，包括人機交互子系統(tǒng)、光纖通訊子系統(tǒng)、編碼傳輸解析子系統(tǒng)、超聲檢測子系統(tǒng)、電源管理子系統(tǒng)、氣源、光纖通訊采集子系統(tǒng)、運動控制子系統(tǒng)、氣動控制子系統(tǒng)、編碼傳輸米集子系統(tǒng)和水下電源；人機交互子系統(tǒng)與光纖通訊解析子系統(tǒng)連接；光纖通訊解析子系統(tǒng)分別與編碼傳輸解析子系統(tǒng)、電源管理子系統(tǒng)和光纖通訊采集子系統(tǒng)連接；編碼傳輸解析子系統(tǒng)分別與超聲檢測子系統(tǒng)和電源管理子系統(tǒng)連接；電源管理子系統(tǒng)分別與水下電源和運動控制子系統(tǒng)連接；氣源與氣動控制子系統(tǒng)連接；光纖通訊米集子系統(tǒng)分別與運動控制子系統(tǒng)和編碼傳輸子系統(tǒng)連接；運動控制子系統(tǒng)分別與氣動控制子系統(tǒng)和檢測裝置連接；氣動控制子系統(tǒng)與檢測裝置連接；編碼采集子系統(tǒng)與檢測裝置連接；水下電源分別與光纖通訊采集子系統(tǒng)、運動控制子系統(tǒng)、氣動控制子系統(tǒng)和編碼傳輸米集子系統(tǒng)連接。
[0007]如上所述的電源管理子系統(tǒng)包括AT89C51型單片機、AC/DC電路、DC/DC電路和隔離濾波電路；AC/DC電路的電源輸入端接入AC380V電源，AC/DC電路的控制端與AT89C51型單片機連接；DC/DC電路的電源輸入端與AC/DC電路的電源輸出端連接，DC/DC的控制端與AT89C51型單片機連接；隔離濾波電路的輸入端與DC/DC的電源輸出端連接；隔離濾波電路的輸出端與水下電源的電源輸入端連接；AT89C51型單片機的輸出端與光纖通訊解析子系統(tǒng)連接；水下電源包括DC/DC電路和隔離濾波電路；DC/DC電路和隔離濾波電路相連接。
[0008]如上所述的運動控制子系統(tǒng)包括HMI顯示屏、HUB、G-Maestro01控制器和G-DCTRO驅(qū)動器顯示屏與HUB連接；HUB與G-MaestroOl控制器連接；G-Maestro01控制器通過EtherCAT總線與十五個G-DCTRO驅(qū)動器串聯(lián)連接。
[0009]如上所述的光纖通訊采集子系統(tǒng)和光纖通訊解析子系統(tǒng)包括光纖通訊采集模塊和光纖通訊解析模塊，光纖通訊采集模塊和光纖通訊解析模塊相連接，光纖通訊解析模塊與人機交互子系統(tǒng)連接；光纖通訊采集模塊和光纖通訊解析模塊采用武漢微創(chuàng)公司生產(chǎn)的WTOS系列模塊實現(xiàn)。
[0010]如上所述的編碼傳輸解析子系統(tǒng)和編碼傳輸采集子系統(tǒng)包括編碼傳輸解析模塊和編碼傳輸采集模塊；編碼傳輸解析模塊和編碼傳輸采集模塊均采用EP1C6Q240C8N型FPGA實現(xiàn)。
[0011]如上所述的氣動控制子系統(tǒng)由閥島組成，包括EtherCAT通訊模塊、I/O模塊、電磁閥和比例閥；閥島分別與氣源和水下電源連接；EtherCAT通訊模塊與運動控制子系統(tǒng)的G-MaestroOl控制器連接；1/0模塊、電磁閥和比例閥集成在EtherCAT通訊模塊上；比例閥與檢測裝置中的氣缸連接；1/0模塊與檢測裝置中的傳感器連接；閥島中的EtherCAT通訊模塊、I/O模塊、電磁閥和比例閥均采用德國Festo公司生產(chǎn)的模塊實現(xiàn)。
[0012]如上所述的人機交互子系統(tǒng)采用PC機實現(xiàn)。
[0013]如上所述的超聲檢測子系統(tǒng)采用超聲儀實現(xiàn)。
[0014]本實用新型的有益效果是:
[0015]本實用新型包括人機交互子系統(tǒng)、光纖通訊子系統(tǒng)、編碼傳輸解析子系統(tǒng)、超聲檢測子系統(tǒng)、電源管理子系統(tǒng)、氣源、光纖通訊采集子系統(tǒng)、運動控制子系統(tǒng)、氣動控制子系統(tǒng)、編碼傳輸采集子系統(tǒng)和水下電源。本實用新型控制系統(tǒng)中遠程操作端和機械載體之間只需布置電源，光纜和氣管，系統(tǒng)電纜布局簡潔，大大節(jié)省人力資源；運動控制子系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，主站和從站之間通過EtherCAT工業(yè)總線級聯(lián)，實時性好，大大簡化系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)；遠程操作端可遠程檢測機械裝置上多種狀態(tài)，比如電源，壓力，濕度等，自動化程度高，可實現(xiàn)檢查時機械裝置側(cè)無人值守；采用光纖傳輸所有信號，傳輸距離遠，減少電纜數(shù)量，同時大大降低線路上產(chǎn)生的電磁干擾。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0017]圖2是本實用新型的一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)的電源管理子系統(tǒng)和水下電源的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖3是本實用新型的一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)的運動控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖4是本實用新型的一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)的光纖通訊解析子系統(tǒng)和光纖通信采集子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖5是本實用新型的一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)的編碼傳輸解析子系統(tǒng)和編碼傳輸采集子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖6是本實用新型的一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)的氣動控制子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行進一步描述。
[0023]如圖1所示，一種核電站壓力容器自動檢測設(shè)備控制系統(tǒng)，包括人機交互子系統(tǒng)、光纖通訊子系統(tǒng)、編碼傳輸解析子系統(tǒng)、超聲檢測子系統(tǒng)、電源管理子系統(tǒng)、氣源、光纖通訊采集子系統(tǒng)、運動控制子系統(tǒng)、氣動控制子系統(tǒng)、編碼傳輸采集子系統(tǒng)和水下電源。人機交互子系統(tǒng)與光纖通訊解析子系統(tǒng)連接。光纖通訊解析子系統(tǒng)分別與編碼傳輸解析子系統(tǒng)、電源管理子系統(tǒng)和光纖通訊采集子系統(tǒng)連接。編碼傳輸解析子系統(tǒng)分別與超聲檢測子系統(tǒng)和電源管理子系統(tǒng)連接。電源管理子系統(tǒng)分別與水下電源和運動控制子系統(tǒng)連接。氣源與氣動控制子系統(tǒng)連接。光纖通訊米集子系統(tǒng)分別與運動控制子系統(tǒng)和編碼傳輸子系統(tǒng)連接。運動控制子系統(tǒng)分別與氣動控制子系統(tǒng)和檢測裝置連接。氣動控制子系統(tǒng)與檢測裝置連接。編碼采集子系統(tǒng)與檢測裝置連接。水下電源分別與光纖通訊采集子系統(tǒng)、運動控制子系統(tǒng)、氣動控制子系統(tǒng)和編碼傳輸米集子系統(tǒng)連接。
[0024]人機交互子系統(tǒng)將控制信號發(fā)送給光纖通訊解析子系統(tǒng)。光纖通訊解析子系統(tǒng)接收人機交互子系統(tǒng)發(fā)送的控制信號，將控制信號發(fā)送給光纖通訊采集子系統(tǒng)。光纖通訊采集子系統(tǒng)接收光纖通訊解析子系統(tǒng)發(fā)送的控制信號，將該控制信號發(fā)送給運動控制子系統(tǒng)。運動控制子系統(tǒng)接收光纖通訊采集子系統(tǒng)發(fā)送的控制信號，根據(jù)控制信號控制檢測裝置中的電機對壓力容器進行檢測。運動控制子系統(tǒng)還將控制信號發(fā)送給氣動控制子系統(tǒng)。氣動控制子系統(tǒng)接收運動控制子系統(tǒng)發(fā)送的控制信號，根據(jù)控制信號控制檢測裝置中的氣缸對壓力容器進行檢測。運動控制子系統(tǒng)還接收檢測裝置上的檢測裝置中電機和傳感器的狀態(tài)信息電信號，將狀態(tài)信息電信號發(fā)送給光纖通訊采集子系統(tǒng)。光纖通訊采集子系統(tǒng)接收運動控制子系統(tǒng)發(fā)送的狀態(tài)信息電信號，將狀態(tài)信息電信號轉(zhuǎn)換為狀態(tài)信息光信號，發(fā)送給光纖通訊解析子系統(tǒng)。光纖通訊解析子系統(tǒng)接收光纖通訊采集子系統(tǒng)發(fā)送的狀態(tài)信息光信號，將狀態(tài)信息光信號轉(zhuǎn)換為狀態(tài)信息電信號，發(fā)送給人機交互子系統(tǒng)。人機交互子系統(tǒng)接收光纖通訊解析子系統(tǒng)發(fā)送的狀態(tài)信息電信號，對狀態(tài)信息電信號進行顯示。
[0025]檢測裝置接收運動控制子系統(tǒng)和氣動控制子系統(tǒng)的控制命令后開始對壓力容器進行檢測，同時將檢測裝置的位置信息電信號發(fā)送給編碼傳輸子系統(tǒng)。編碼傳輸子系統(tǒng)接收檢測裝置發(fā)送的位置信息電信號后，將位置信息電信號發(fā)送給光纖通訊采集子系統(tǒng)。光纖通訊采集子系統(tǒng)接收編碼傳輸子系統(tǒng)發(fā)送的位置信息電信號，將位置信息電信號轉(zhuǎn)換位置信息光信號，發(fā)送給光纖通訊解析子系統(tǒng)。光纖通訊解析子系統(tǒng)接收光纖通訊采集子系統(tǒng)發(fā)送的位置信息光信號，將位置信息光信號發(fā)送給編碼傳輸解析子系統(tǒng)。編碼傳輸解析子系統(tǒng)接收光纖通訊解析子系統(tǒng)發(fā)送的位置信息光信號，將位置信息光信號轉(zhuǎn)換為位置信息電信號，發(fā)送給超聲檢測子系統(tǒng)，實現(xiàn)超聲檢測子系統(tǒng)與檢測裝置的位置同步。
[0026]電源管理子系統(tǒng)將電源狀態(tài)信息信號傳輸給光纖通訊解析子系統(tǒng)。光纖通訊解析子系統(tǒng)接收電源管理子系統(tǒng)發(fā)送的電源狀態(tài)信息信號，將電源狀態(tài)信息信號發(fā)送給人機交互子系統(tǒng)。人機交互子系統(tǒng)接收光纖通訊解析子系統(tǒng)發(fā)送的電源狀態(tài)信息信號，將電源狀態(tài)顯不O
[0027]水下電源將水下電源狀態(tài)信息發(fā)送給光纖通訊采集子系統(tǒng)。光纖通訊采集子系統(tǒng)接收水下電源發(fā)送的水下電源狀態(tài)信息電信號，將水下