放射性廢物桶SGS無損檢測自動控制系統(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。在對這些核廢物進行衡算管理時,要求對桶(或箱)內(nèi)各個關(guān)鍵點進行實測核查,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,既耗費時間,也沒有代表性,因此采用非破壞性分析方法對樣品進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)分為多層進行測量,并分別計算各層的探測效率和自吸收校正因子,在對核廢物桶(或箱)逐層進行掃描后,計算每層的核素,同時求和得到整個被測桶(或箱)的核素總量。這種分析方法既克服了化學破壞分析法取樣難的問題,又降低了分析費用和周期。
　　 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,必須建立一套完整的機械控制裝置與控制軟件來實現(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無損測量平臺為研究對象,結(jié)合伺服系統(tǒng)原理、伺服驅(qū)動控制技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù),研發(fā)了一套安全可靠、科學高效的放射性廢物桶SGS無損測量自動控制軟件系統(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)計系統(tǒng)自動測量流程,即先借助叉車或其它機械將廢物桶放置于旋轉(zhuǎn)平臺上(此時平臺處于初始位置),然后通過水平傳動裝置將廢物桶送至“測量中心位置”,此時可校正準直裝置,再打開同步升降裝置和源屏蔽裝置進行分層掃描,單層掃描時可以利用旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)掃描。測量完成后,再將所有裝置復位到初始位置,卸下

5、廢物桶準備下一次測量。
　　 (2)針對水平工作臺、旋轉(zhuǎn)工作臺、屏蔽工作臺、同步升降工作臺和同步準直工作臺的運行方式,實現(xiàn)了微調(diào)、到位、自動和非安全操作等模式,滿足了實際測量的功能需求,具有一定的實用性。
　　 (3)在研究伺服系統(tǒng)控制原理的基礎(chǔ)上設(shè)計完善伺服系統(tǒng),并提出了在線控制方案,研究了系統(tǒng)的安全控制機制和通信機制。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)動器

6、控制機能,在此基礎(chǔ)上設(shè)計并實現(xiàn)了伺服控制接口,以動態(tài)鏈接庫的形式供應(yīng)用程序調(diào)用。
　　 (5)基于.NET Framework平臺采用C＃語言設(shè)計了系統(tǒng)的功能模塊,包括操作模式、傳動控制、安全機制與參數(shù)設(shè)置等,同時實現(xiàn)了動態(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現(xiàn)機械運動的精確控制、系統(tǒng)的邏輯控制、時序控制、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