放射性廢物桶SGS無損檢測自動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國核工業(yè)的發(fā)展,核設(shè)施在生產(chǎn)過程中不斷積存大量可回收的桶(或箱)裝核廢物。在對這些核廢物進(jìn)行衡算管理時(shí),要求對桶(或箱)內(nèi)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測核查,弄清核廢物的核素成份、含量、及在桶(或箱)內(nèi)的分布規(guī)律。由于這些放射性廢物大多分布不均勻,若采用取樣方式的破壞性分析方法,既耗費(fèi)時(shí)間,也沒有代表性,因此采用非破壞性分析方法對樣品進(jìn)行整體測量是較為理想的分析技術(shù)。
　　 分段γ掃描(Segmented Gamma Scanner,

2、SGS)技術(shù)是非破壞性分析方法之一,它可用于分析桶(或箱)內(nèi)中、低密度非均勻分布的核廢物。在分析過程中,它主要依賴于可靠的SGS控制與測量裝置,將核廢物桶(或箱)分為多層進(jìn)行測量,并分別計(jì)算各層的探測效率和自吸收校正因子,在對核廢物桶(或箱)逐層進(jìn)行掃描后,計(jì)算每層的核素,同時(shí)求和得到整個(gè)被測桶(或箱)的核素總量。這種分析方法既克服了化學(xué)破壞分析法取樣難的問題,又降低了分析費(fèi)用和周期。
　　 由于放射性廢物桶(或箱)一般體積大、

3、重量大,因此,為保證系統(tǒng)的安全性、高效性以及測量的穩(wěn)定性,在采用SGS分析方法時(shí),必須建立一套完整的機(jī)械控制裝置與控制軟件來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的精確控制。本論文在國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,針對伺服控制系統(tǒng)和控制軟件展開研究。根據(jù)前期調(diào)研,以放射性廢物桶SGS無損測量平臺(tái)為研究對象,結(jié)合伺服系統(tǒng)原理、伺服驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),研發(fā)了一套安全可靠、科學(xué)高效的放射性廢物桶SGS無損測量自動(dòng)控制軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過RS232轉(zhuǎn)RS485總線

4、接口以命令轉(zhuǎn)發(fā)的方式對相應(yīng)的伺服控制器發(fā)送指令控制相應(yīng)伺服電機(jī)來完成特定的工作。本論文所作的工作和取得的成果如下:
　　 (1)根據(jù)SGS理論,設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)測量流程,即先借助叉車或其它機(jī)械將廢物桶放置于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上(此時(shí)平臺(tái)處于初始位置),然后通過水平傳動(dòng)裝置將廢物桶送至“測量中心位置”,此時(shí)可校正準(zhǔn)直裝置,再打開同步升降裝置和源屏蔽裝置進(jìn)行分層掃描,單層掃描時(shí)可以利用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)掃描。測量完成后,再將所有裝置復(fù)位到初始位置,卸下

5、廢物桶準(zhǔn)備下一次測量。
　　 (2)針對水平工作臺(tái)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、屏蔽工作臺(tái)、同步升降工作臺(tái)和同步準(zhǔn)直工作臺(tái)的運(yùn)行方式,實(shí)現(xiàn)了微調(diào)、到位、自動(dòng)和非安全操作等模式,滿足了實(shí)際測量的功能需求,具有一定的實(shí)用性。
　　 (3)在研究伺服系統(tǒng)控制原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完善伺服系統(tǒng),并提出了在線控制方案,研究了系統(tǒng)的安全控制機(jī)制和通信機(jī)制。在安全控制中結(jié)合了硬件限位和軟件限位雙重檢測,具有一定的創(chuàng)新。
　　 (4)研究了伺服驅(qū)動(dòng)器

6、控制機(jī)能,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了伺服控制接口,以動(dòng)態(tài)鏈接庫的形式供應(yīng)用程序調(diào)用。
　　 (5)基于.NET Framework平臺(tái)采用C＃語言設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的功能模塊,包括操作模式、傳動(dòng)控制、安全機(jī)制與參數(shù)設(shè)置等,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)控制界面。
　　 (6)通過對系統(tǒng)的接口測試、功能測試和性能測試,確保了控制軟件正確實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的精確控制、系統(tǒng)的邏輯控制、時(shí)序控制、掃描工作流程的順序控制和系統(tǒng)各部分協(xié)調(diào)等功能。
　　 總之