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文章编号 :100028551(2003) 042323202
60Co 辐照装置自控系统的设计概述
苏荣伟
(中国农科院原子能利用研究所 , 农业部农业核技术与航天育种重点开放实验室 ,北京 100094)
摘 要 :对60 Coγ辐照装置控制系统设计中 PLC 装置的应用及系统中的源架提升、安全
联锁和悬链运行等控制模式进行了论述。与旧的控制方式比 ,提高了系统的精度和控
制范围 ,引入了以辐照剂量控制为核心的运行程序。
关键词 : 辐照装置 ; PLC ; 程序控制
收稿日期 :2002207223
作者简介 :苏荣伟(1954～) ,男 ,辽宁鞍山人 ,助理研究员 ,从事工控、辐照装置的自动控制系统研究。
60 Coγ辐照装置控制系统是辐照装置的重要组成部分 ,对辐照生产过程的安全控制以及产
品辐照质量的控制起着十分重要的作用。目前国内多数辐照装置控制系统仍采用手动操作或半
自动控制方式 ,由于人员操作不当时有各类事故发生 ,有必要提高控制系统的水平以适应辐照行
业的发展。辐照装置的特点是顺控性 ,对此最适宜的是 PLC控制 (可编程控制) 。
1 PLC简介
1. 1 PLC工作模式
基于继电器和定时器原理 ,顺序扫描所有的 IΠO 点 ,再根据梯形逻辑语言程序设定输出。其
系统规模可大可小 ,依需要选择。数学运算包括整数、浮点、函数、块操作等。
1. 2 PID 控制
模拟量 : IΠO 模块、原始值、定标与工程单位 (如温度、压力、转速、流量等)的转换在 CPU 中进
行。该系统扩充容易 ,增加模块 ,统一编程。在通信方面 ,各 PLC之间可组网 ,也可和计算机组成
上下位机 ,实施人机界面管理。采用梯形图编程 ,易灵活掌握。
2 自控系统
中国农科院原子能利用研究所辐照中心是 IAEA 在亚太地区食品辐照工业化规模的示范项
目 ,结合国内外先进的技术与经验 ,我们设计了由计算机控制、集光电、气动和变频等工控技术于
一体的自动控制系统。在系统硬件中采用了日本三菱MELSEC2A 256 点可编程控制器作下位机 ,
用 PC微机做上位机控制。软件平台为三菱公司 MEDOC ;国内优秀组态式工控上位机软件包。
系统分为源架提升控制、安全联锁控制和悬挂输送链控制 3 大部份。
2. 1 源架提升控制
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提升控制采用气动、平衡、倍减行程等装置来完成 ,比传统卷扬方式平稳、定位准确 ,且无过
冲 ,断电降源。可取较多的采信点供程序判断源架的准确位置 ,系统组成部分一旦发生运行节拍
不协调 ,程序便可诊断出故障点并采取相应处理 ,防止事故发生。
2. 2 安全联锁控制
迷道是人员和被辐照物出入辐照室的通道 ,对它的控制直接关系到人的生命安全 ,因此十分
重要。针对系统中悬链运行的特点 ,我们采用非接触式的红外光电开关、电感式和霍尔式接近开
关及迷道气动自动门等 ,实施联锁控制 ,组成了一道安全防护线。这也是应用了 PLC的特点———
兼容 OC(集电极开路)输入。具体组成为多道红外光电立体并联组网防人员误入 ,链运行与源同
步 ,迷道气动自动门防碰 (开门不及时、多车同时跟进)等。
2. 3 悬挂输送链控制
悬挂输送链是本装置的重要组成部分 ,产品辐照是由其在源内位置和停留时间来计算吸收
剂量的。因而产品辐照剂量控制是以对悬链运行控制来实现的。我们把 63 个吊具分成 3 个分
区 ,每区可以安排不同的辐照剂量 ,产生相关的运行参数、数据 ,如产品名称、辐照剂量、进入辐照
时间、翻转时间、出货时间等由上、下位机的运行程序交互处理完成。每区物品所需剂量对应的
辐照圈数计算由 PLC程序运行来完成 ,每区物品进入、中间翻转和出货的时间由作为上位机的计
算机来处理 ,它采用工控模块组态程序。因为它不直接控制各分支具体的动作 ,不影响系统运行
周期 ,所以我们把需大量使用递传累进程序语句的全链车位动态模拟部分交由计算机来完成。
计算机每小时记录一次全部重要数据并存盘以备查询 ,并把下一次将要参于运行的参数归为一
个称为工程配方的模块管理 ,在管理界面上设为自动后系统就能在需求时自动从工程配方中调
出下一批运行参数 ,输入 PLC运行。同时 ,大量的系统运行点、界面数据和状态由下位机返到计
上位机
PC - 880PRO∼
附属
系统
∴ 下位机
MELSEC A2N - 256
→ 显示屏
悬链运
行系统
源加提
升装置
安全防
护系统
图 1 系统框图
算机 ,经处理以直观、调控方便的模拟运行图表示出
来。体现了计算机自控系统全程监控、指令下达。
以上只是本系统的几个主要特点 ,由此可以看
出 ,这样复杂的程序靠以往的常规方式是根本无法实
现的 ,它体现了 PLC在辐照装置控制领域中的应用前
景。现在大型的源或新建源 ,一般均采用 PLC 控制。
作者认为一些较小的辐照源做控制系统可以去掉上
位计算机 ,而采用智能人机界面2GOT组成的系统 ,这
样既能满足技术要求又能节省空间和经费。
DESING OF CONTROL SYSTEM OF 60 Co IRRADIATION FACILITIES
SU Rong2wei
( Institute For Application of Atomic Energy CAAS , Key Lab of Agricultural Nuclear Technology and Aerospace
Breeding , Ministry of Agriculture ,Beijing 100094)
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