ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА КОМПЛЕКТОМ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОРГАНИЗОВАННОГО ХРАНЕНИЯ ТВЕРДЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ (ИУС ОХТРО)

Полезная модель (ПМ) относится к области вычислительной техники, в частности к системам автоматизации управления технологическими процессами крупных промышленных объектов. ПМ разработана для решения задач управления механизмами установки и удаления капсул с высокоактивными радиоактивными отходами, организованного хранения твердых радиоактивных отходов.
Аналогов не выявлено.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состояла в создании системы управления, позволяющей устанавливать и извлекать капсулы с высокоактивными твердыми радиоактивными отходами в хранилище твердых радиоактивных отходов.
Технический результат достигается тем, что ИУС ОХТРО содержит интерфейсы для подключения датчиков, позволяющих контролировать состояние механизмов установки и извлечения капсул, а также управлять ими. ИУС ОХТРО позволяет подключать датчики различных производителей. Предусмотрена возможность подключения датчиков по интерфейсам CAN, RS-485 и дискретным входам. Для контроля положения основного механизма по установке капсул - захвата, к ИУС ОХТРО подключаются датчики положения (энкодеры), а для контроля веса на захвате, подключаются датчики усилий. По дискретным входам подключаются датчики граничного положения механизмов (концевые выключатели). Управление исполнительными механизмами (приводом захвата) ИУС ОХТРО может осуществлять как дискретными выходами, так и по интерфейсам связи (CAN, RS-485). Помимо этого ИУС ОХТРО обеспечивает связь по интерфейсу Ethernet с дополнительным оборудованием, позволяющим учитывать степень радиоактивности отходов и сохранять данные, полученные от этого оборудования. Наблюдение за количеством установленных капсул, а также управление установкой и извлечением осуществляется персональным компьютером (ПК), со специальным программным обеспечением.
Для этого в информационно-управляющую систему комплектом оборудования для организованного хранения высокоактивных твердых радиоактивных отходов включены следующие блоки (фиг.):
1. персональный компьютер;
2. Программируемый логический контроллер (ПЛК), патент №83146;
3. интерфейс для связи ПК и ПЛК;
4. интерфейс для подключения датчиков CAN;
5. интерфейс для подключения датчиков RS-485;
6. дискретные линии для подключения датчиков;
7. интерфейс для подключения исполнительных механизмов CAN;
8. интерфейс для подключения исполнительных механизмов RS-485;
9. дискретные линии для подключения исполнительных механизмов;
10. интерфейс Ethernet для подключения оборудования учета степени радиоактивности отходов;
11. датчик положения;
12. датчик усилий;
13. датчик крайнего положения;
14. привод управления захватом.
Персональный компьютер принимает данные от ПЛК о состоянии механизмов по установке и извлечению капсул, а также осуществляет выдачу команд на подъем или опускание капсулы. Так же ПК выполняет основной управляющий алгоритм по подъему и установке капсулы. Помимо этого на экране отображается положение всех механизмов и установленных капсул, состояние ПЛК и состояние датчиков. Персональный компьютер ведет базу данных о состоянии капсул (вес капсулы, ее место положения в хранилище, радиоактивность отходов в капсуле, порядковый номер капсулы и т.д.). Помимо этого ведется протокол работы комплекса и всех действий, связанных с установкой и извлечением капсул. Отображение положения механизмов установки и извлечения капсул, а также самих капсул, осуществляется в трехмерном виде.
ПЛК обеспечивает чтение датчиков и передачу их состояния на персональный компьютер. Чтение датчиков может производиться по трем различным интерфейсам (CAN, RS-485, Ethernet), в зависимости от того, какой интерфейс датчик поддерживает. Так же ПЛК интерпретирует команды, поступающие от персонального компьютера в команды необходимые для работы привода. В зависимости от типа привода управление им может осуществляться по трем различным интерфейсам. Помимо этого ПЛК контролирует работоспособность персонального компьютера и в случае его неисправности блокирует работу привода. Так же ПЛК и ПК параллельно осуществляют контроль за движением капсул только в безопасных зонах и контролируют усилие, с которым извлекаются и устанавливаются капсулы с отходами. Так же ПЛК обеспечивает подключение дополнительного оборудования, позволяющего учитывать степень радиоактивности отходов, по интерфейсу Ethernet.
Датчик положения захвата представляет собой интеллектуальный датчик углового положения - энкодер. В ИУС ОХТРО могут использоваться датчики с интерфейсом CAN и поддержкой протокола CANOpen или DeviceNet, а также датчики с интерфейсом SSI различных производителей.
Датчик усилий представляет собой непосредственно тензодатчик и усилитель с интерфейсной платой CAN. В ИУС ОХТРО датчики к весам могут подключаться по интерфейсам CAN, RS-485 и дискретным входам.
Привод представляет собой электродвигатель для управления механизмом опускания и подъема захвата. В ИУС ОХТРО имеется возможность подачи сигнала непосредственно на коммутаторы по дискретным выходным сигналам (если нет необходимости изменять скорость движения капсул), также выдачи команд по дискретным выходам и интерфейсам CAN и RS-485 на частотные преобразователи (если есть необходимость управлять скоростью движения капсул).
Работа информационно-управляющей системы комплектом оборудования для организованного хранения твердых радиоактивных отходов начинается с подачи напряжения питания. Далее инициализируются ПЛК (2), персональный компьютер (1), датчики (11, 12, 13). ПЛК (2) опрашивает состояние датчиков (11, 12, 13) по интерфейсам, к которым они подключены (4, 5, 6), обрабатывает полученные данные и передает эти данные на персональный компьютер (1). ПК (1) анализирует состояние датчиков (11, 12, 13), изображает положение механизмов по датчикам, затем читает базу данных о состоянии уже установленных капсул и отображает эти данные на экране. Оператор принимает решение об установке или выемке необходимой капсулы и нажимает соответствующие кнопки на экранной форме ПК (1). После этого компьютер (1) передает последовательность команд, описывающих движение захвата, необходимых для установки или выемки капсулы на ПЛК (2), а тот в свою очередь включает необходимым образом электропривод (14). В процессе установки и выемки капсулы по интерфейсу для подключения оборудования учета радиоактивности отходов (10) передаются данные о массе отходов и идентификационном номере капсулы и принимаются данные о степени радиоактивности отходов. Затем все эти данные сохраняются в базе данных персонального компьютера (1). Так же сохраняются данные о перемещении капсул по ячейкам хранилища твердых радиоактивных отходов.