張嘉斌 畢艷梅

摘要：該文通過(guò)對(duì)燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)變頻器的控制原理圖，以及變頻器的初始化及參數(shù)設(shè)置進(jìn)行介紹，主要介紹MDX60B/61B驅(qū)動(dòng)變頻器在核電站燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置電控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)變頻器；PMC；燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)22-5463-07

MDX60B Drive Inverters Application in the Fuel Transfor System of Nuclear Power Plant

ZHANG Jia-bin, BI Yan-mei

(Technical Engineering Dept., China Nuclear Control System Engineering Co.,Ltd., Beijing 100176, China)

Abstract: This paper describes the structure of the fuel transfer system, the control theory diagram of the drive inverters, the initialization and setting parameters of the inverters, this paper is focus on the application of MDX60B/61B drive inverters in the fuel transfer system of Nuclear Power Plant.

Key words: drive inverters; PMC; fuel transfer system

1概述

燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置系統(tǒng)是壓水堆停堆換料的關(guān)鍵設(shè)備之一，在反應(yīng)堆換料期間使用，屬于燃料運(yùn)輸和貯存系統(tǒng)（PMC）。位于燃料廠房（KX）和反應(yīng)堆廠房（RX），是核電站中跨越兩個(gè)廠房的起重設(shè)備。

長(zhǎng)期以來(lái)燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置控制系統(tǒng)核心技術(shù)主要掌握在國(guó)外廠家手中，響應(yīng)國(guó)家核電設(shè)備自主化的號(hào)召，在中核集團(tuán)支持下，依托中國(guó)核電工程公司，吸收和轉(zhuǎn)化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，自主開(kāi)發(fā)研制了國(guó)內(nèi)首套燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置控制系統(tǒng)。

燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置分為兩套傾翻機(jī)構(gòu)及一套運(yùn)輸小車機(jī)構(gòu)位于KX側(cè)與RX側(cè)。其控制系統(tǒng)分別包括控制柜、操作臺(tái)、接線箱，以及現(xiàn)場(chǎng)傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)確保燃料轉(zhuǎn)運(yùn)在換料期間，安全、可靠、快速的連續(xù)運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括異步交流電機(jī)及減速機(jī)等設(shè)備驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

燃料轉(zhuǎn)運(yùn)的控制系統(tǒng)包括PLC、驅(qū)動(dòng)變頻器、人機(jī)界面（觸摸屏）、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)以及繼電器等控制設(shè)備。KX側(cè)、RX側(cè)燃料轉(zhuǎn)運(yùn)控制系統(tǒng)的PLC，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接與裝卸料機(jī)（MC）控制器、乏燃料水池吊車（SFPC）控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊，使三個(gè)系統(tǒng)能密切配合運(yùn)行。

PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)正常功能的控制及對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備安全保護(hù)功能的控制，且相互獨(dú)立。驅(qū)動(dòng)變頻器進(jìn)行電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，負(fù)責(zé)傾翻以及轉(zhuǎn)運(yùn)小車運(yùn)行速度控制，包括電機(jī)的啟停及緊急制動(dòng)。人機(jī)界面提供動(dòng)態(tài)的人機(jī)接口畫(huà)面，包括根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)小車位置反饋信號(hào)對(duì)操作過(guò)程的顯示，同時(shí)顯示操作過(guò)程所需的信息。系統(tǒng)可進(jìn)行故障自診斷。

轉(zhuǎn)運(yùn)裝置控制系統(tǒng)配置圖如圖1所示。

其中電機(jī)的運(yùn)動(dòng)主要由驅(qū)動(dòng)變頻器的完成，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中電機(jī)采用了SEW-EURODRIVE的電機(jī)，為了保證安全、可靠的控制電機(jī)的運(yùn)行，選擇SEW配套的MOVIDRIVEMDX60B/61B系列。

2驅(qū)動(dòng)變頻器性能及參數(shù)

2.1 MDX60B/61B簡(jiǎn)介

MOVIDRIVEMDX60B/61B是SEW研制的新一代驅(qū)動(dòng)變頻器。新的B系統(tǒng)MOVIDRIVE驅(qū)動(dòng)變頻器具有令人信服的很多基本功能，更寬的低速范圍，增加的過(guò)載能力和模塊化單元設(shè)計(jì)。

因此，可以在0.55至160KW（0.75至215HP）功率范圍不受限制地使用具有最新數(shù)字變頻技術(shù)的交流傳動(dòng)裝置?，F(xiàn)在，交流異步電機(jī)使用MOVIDRIVE的動(dòng)態(tài)性能和控制質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到以前只能使用伺服傳動(dòng)裝置或直流電動(dòng)機(jī)同樣的水平。使用技術(shù)和通訊選件綜合的控制功能和擴(kuò)展系統(tǒng)的能力使傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)廣泛的應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行獲得特別高的效益。

MOVIDRIVEMDX60B/61B用于異步交流電動(dòng)機(jī)，有或沒(méi)有編碼器反饋的傳動(dòng)，或者用于異步和同步伺服電動(dòng)機(jī)。變頻器重可以安裝選件，如圖2所示。

3 MDX60B/61B驅(qū)動(dòng)變頻器在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

本控制系統(tǒng)方案在RX和KX兩個(gè)廠房各設(shè)置一臺(tái)控制柜和一個(gè)操作臺(tái)，操作員可分別在兩側(cè)進(jìn)行操作和監(jiān)控。兩側(cè)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和硬接線相互連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊傳遞，并互為冗余備份。操作模式主要分為手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)以及旁路模式控制柜內(nèi)控制器配置S7-300PLC系統(tǒng)，帶1個(gè)IO機(jī)架，配置有通訊模塊、數(shù)字量輸入、輸出模塊、模擬量輸入、輸出模塊、位置模塊。

在控制系統(tǒng)中MDX60B/61B驅(qū)動(dòng)變頻器與主控制器PLC有三接口：與數(shù)字量輸出模SM322連接，進(jìn)行速度區(qū)間的控制切換和選擇；與模擬量輸入模塊SM331連接，輸入運(yùn)行速度信號(hào)0-10V的輸入檢測(cè)，來(lái)實(shí)時(shí)反饋電機(jī)的轉(zhuǎn)速；模擬量輸出模塊SM332用于連接給定變頻器速度信號(hào)，用來(lái)速度的控制；同時(shí)，變頻器還安裝編碼器卡件，用來(lái)連接電機(jī)自帶的增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行準(zhǔn)確的閉環(huán)控制。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的原理圖示意如圖4所示。

4項(xiàng)目實(shí)施

MDX60B/61B驅(qū)動(dòng)變頻器在正式工作前需要進(jìn)行初始化及各項(xiàng)參數(shù)配置，使驅(qū)動(dòng)器配置參數(shù)符合電機(jī)運(yùn)行的需要。同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，調(diào)整和優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部參數(shù)，達(dá)到對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的最優(yōu)化控制。首先安裝調(diào)試軟件MOVITOOLS及USB調(diào)試工具驅(qū)動(dòng)USB11A_FTDI_Driver。

4.1調(diào)試軟件安裝

在驅(qū)動(dòng)變頻器的附帶光盤(pán)ROM7上找到下列程序并按順序安裝：1）安裝USB11A調(diào)試接口的USB驅(qū)動(dòng)USB11A_FTDI_Driver；

5結(jié)束語(yǔ)

由以上看出MDX60/61驅(qū)動(dòng)變頻器有著強(qiáng)大的控制功能，良好的維護(hù)性。通過(guò)對(duì)MDX60/61驅(qū)動(dòng)變頻器的參數(shù)配置，在與機(jī)械設(shè)備聯(lián)調(diào)過(guò)程中，通過(guò)測(cè)試和試驗(yàn)，不斷優(yōu)化控制參數(shù)，使整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)控制方面達(dá)到最優(yōu)。并對(duì)設(shè)備進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行測(cè)試，均能模擬的這種工況下良好的運(yùn)行，在安全可靠的前提下，使燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置在運(yùn)行速度上有了提升，有助于縮減換料時(shí)間，提高了核電站經(jīng)濟(jì)效益。

目前為止該系統(tǒng)已用于方家山與昌江核電工程，打破了國(guó)外在這方面的壟斷。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了我國(guó)新一代核電站ACP1000堆型燃料轉(zhuǎn)運(yùn)裝置電控系統(tǒng)的研發(fā)。

參考文獻(xiàn):

[1] MOVIDRIVEMDX60B / 61B操作手冊(cè)[Z].2006/02.