PLC在核电站蒸汽发生器冲洗系统中的应用.docx

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1、PLC在核电站蒸汽发生器冲洗系统中的应用网络转载导语：步进电机单次步进展程完成后，假设位置偏向计数器内的剩余脉冲数在设定范围内时，位置到达信号coin就被送入控制器。位置偏向计数器大小由伺服驱动模块内参数pr60适当设置。1引言蒸汽发生器steamgenerator，sg是核岛内的三大设备之一，核电厂功率损失中有80%是由其损坏引起的。核电厂运行期间二回路系统材料的腐蚀产物进入sg二次侧，蒸发、浓集沉积在传热管、管板和支撑板上及支撑板与传热管隙缝之间，形成硬状泥渣，严重影响了sg的传热管的完好性、传热效率和sg的水位控制，必须得到有效的去除。2系统组成2.1系统描绘用于sg的水力冲洗装置可以抽

2、象为一个具有两自由度的机器手臂。如图1中所示，图1中：m1：步进沟通伺服电机、g1：步进运动减速器、m2：旋转直流电机、g2：旋转运动减速器、en：增量式编码器、jk：接近开关。冲洗机器手臂顶端喷嘴在旋转电机m2的带动下，将内部的高压水射向远近间隔不同的传热管处。为防止旋转局部与sg内部构件发生碰撞导致堵转，设置了接近开关jk进展状态监视。整个机器手臂在沟通伺服步进电机m1和plc的控制下，将喷嘴定位到每排管间处。光电编码器模块en和控制器plc组成高精度步进运动，防止高压水长时间冲击传热管管壁，危机蒸汽发生器设备平安。整个控制系统根据设计要求，能进展各种参数设定、运行状态显示和系统自诊断。在

3、故障状态下，具有报警功能和紧急停顿功能。根据系统的控制要求，整个硬件的配置和分布如下：1核岛内高辐射区域sg旁冲洗机器手臂本体：包括松下minasa系列伺服步进电机m1、旋转直流电机m2、接近开关jk和编码器en;2核岛内低辐射区域距sg10m处现场手操控制箱一个，是整个控制系统的核心局部。包括siemenss7-200系列cpu224plc、沟通伺服电机驱动模块、直流电机驱动模块、24v直流电源和控制继电器等;3核岛外非辐射区域人机界面siemenstp7触摸屏、高压供水子系统、泥渣采集子系统;2.2plc与电机驱动模块的连接控制器plc侧和伺服电机侧连接设计的好坏，直接影响整个高精度伺服运

4、动控制系统。cpu224plc为14路数字量输入/10路数字量输出，q0.0和q0.1产生两路独立的20khz高速脉冲，输入伺服驱动模块进展经功率放大，控制步进电机工作。输入/输出端口定义如表1和表2所示。根据伺服驱动模块的相关控制信号，形成逻辑判定。步进电机单次步进展程完成后，假设位置偏向计数器内的剩余脉冲数在设定范围内时，位置到达信号coin就被送入控制器。位置偏向计数器大小由伺服驱动模块内参数pr60适当设置。设定值太小，送出coin信号时间会过长或者造成抖动。设定值过大导致无法完成精度要求。驱动器侧的电机控制时序图如图2所示。3软件设计西门子s7-200microplc提供了上位机编程

5、软件step7-micro/win。其强大的功能提供了两种指令集simatic或者iec1131-3和三种程序编辑器语句表stl，梯形图lad和功能块图fbd。然后利用pc/ppi电缆建立s7-200cpu与个人计算机之间的通讯，将上位机的组态程序下装到plc中独立运行。为顺应目前图形化编程的趋势，程序中采用了梯形图的编程方式。整个冲洗程序流程图如图3所示。控制系统的人机界面hmi采用siemenstp7触摸屏，易于实现，操纵简单，运行可靠。4精度控制松下伺服沟通电机带有一个增量式编码器2500p/r进展位置监控。当起停频率超出时，通过步数丧失可以检测到位置错误。一旦检测出位置误差，就以较低频

6、率进展位置校正，进而构成一个高精度的运动控制系统。枪体步进一次控制器plc发出脉冲个数计算：1已知条件：减速器减速比i：45;步进长度：25mm;伺服电机编码器精度：2500p/r;倍频比驱动模块内电子齿轮比：45:2;减速器输出端齿轮分度圆直径d：20mm。2计算：plc应发出脉冲个数b=25/a=3979脉冲电机脉冲当量a=22.5d/5000i=0.006283mm/p毫米/脉冲对控制系统而言，冲洗机器手臂的运动精度主要依靠于枪体的步进运动精度。由以上计算可知步进传动精度0.006283mm/p脉冲，采用光电编码器模块，极大程度上克制了步进经过中失步现象产生的运动误差，因此系统总的误差主要由于机械装配误差和机械传动误差。在调试的经过中，应根据实际的步进长度，调整伺服电机理论计算出的脉冲个数，进而补偿机械局部产生的误差。5完毕语本文设计的水力冲洗系统稳定性好、精度高、易于维护，已经屡次在国内各核电站现场效劳。在秦山一期核电站某次正常停堆中，从两台sg共冲出泥渣约120.5kg，能较好知足业主的要求，进步了核电站的运行和治理程度。