換料機(jī)PLC重新啟動(dòng)后主提升機(jī)構(gòu)速度突變問(wèn)題的分析與處理

1、    換料機(jī)plc重新啟動(dòng)后主提升機(jī)構(gòu)速度突變問(wèn)題的分析與處理    周衛(wèi)華+周衛(wèi)冬：tl3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：a ：1674-1145（2017）01-000-01摘要針對(duì)某核電站大修卸料期間發(fā)生的換料機(jī)主plc重新啟動(dòng)后主提升機(jī)構(gòu)速度突變問(wèn)題，進(jìn)行了根本原因分析，并給出了相應(yīng)的處理建議。關(guān)鍵詞核電站 換料機(jī) pmc plc換料機(jī)屬于壓水堆核電站燃料操作與貯存系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱pmc）的關(guān)鍵設(shè)備之一，在反應(yīng)堆安全殼內(nèi)換料水池上方，進(jìn)行水下燃料組件的操作，在對(duì)燃料組件進(jìn)行操作時(shí)主要有大車縱向運(yùn)動(dòng)、小車橫向運(yùn)動(dòng)，主提升機(jī)構(gòu)升降運(yùn)動(dòng)。換料機(jī)所要求的運(yùn)行路徑、互鎖邏輯、位置

2、測(cè)量、定位精度、速度控制等較為復(fù)雜，所以采用了可編程控制器（簡(jiǎn)稱plc）、工業(yè)組態(tài)軟件等較為可靠的、靈活的電氣控制系統(tǒng)。某核電站大修在堆芯卸第1組組件，換料機(jī)抓取燃料組件后主提升機(jī)構(gòu)以1m/min的低速提升至z=7561.5mm時(shí)，報(bào)超載故障。將換料機(jī)plc程序中的超載保護(hù)設(shè)定值由80kg調(diào)整到105kg，下載程序并重啟plc后，繼續(xù)卸料，燃料組件的上升速度竟然不是原來(lái)的低速，而是自動(dòng)變?yōu)楦咚?，該組件四周均與堆芯相鄰燃料組件或圍板直接接觸，大于1m/min的卸料速度很容易造成燃料組件損壞。操作人員發(fā)現(xiàn)速度異常，立刻停止燃料操作，設(shè)備保駕人員將速度臨時(shí)強(qiáng)制為低速，該組件得以從堆芯安全卸出。一、原

3、因分析換料機(jī)堆芯卸料根據(jù)當(dāng)前所操作組件與周圍組件或圍板的距離分為“開(kāi)闊區(qū)”與“非開(kāi)闊區(qū)”兩種工況，當(dāng)前所操作組件的大、小車位置距相鄰有燃料組件或圍板位置約50mm開(kāi)外且不超過(guò)當(dāng)前所在堆芯位置的區(qū)域被定義為開(kāi)闊區(qū)，除開(kāi)闊區(qū)外均定義為非開(kāi)闊區(qū)，考慮到燃料組件安全，當(dāng)組件處于開(kāi)闊區(qū)時(shí)可以高速運(yùn)動(dòng)，處于非開(kāi)闊區(qū)時(shí)只能以低速運(yùn)動(dòng)。堆芯在卸第1組組件時(shí)，該組件四周均與堆芯相鄰燃料組件或圍板直接接觸，屬非開(kāi)闊區(qū)域，主提升機(jī)構(gòu)應(yīng)該以低速運(yùn)行，但在plc重啟后，主提升機(jī)構(gòu)變成高速運(yùn)行，說(shuō)明換料機(jī)plc控制系統(tǒng)誤認(rèn)為當(dāng)前組件處于開(kāi)闊區(qū)，所以下面重點(diǎn)分析開(kāi)闊區(qū)出現(xiàn)的條件。（一）開(kāi)闊區(qū)對(duì)應(yīng)的變量為o_water，其輸

4、出線圈在程序塊offindx中，其控制邏輯主要由代表當(dāng)前位置及周圍位置是否有組件或有圍板的變量ccl、acl1、acl2、acl3、acl4、acl5、acl6、acl7、acl8，及代表當(dāng)前大車、小車位置所處在區(qū)域的變量sector1、sector2、sector3、sector4、sector5、sector6、sector7、sector8、sector9相結(jié)合來(lái)進(jìn)行判定當(dāng)前區(qū)域是否處于真正的開(kāi)闊區(qū)。（二）代表當(dāng)前大車、小車位置所處在區(qū)域的變量sector1sector9輸出線圈在程序塊cpcalc中，其中變量sector1sector8表示通過(guò)操作大小車使當(dāng)前組件偏移相鄰周圍組件或圍板

5、一定距離約50mm開(kāi)外時(shí)的情況，變量sector9表示當(dāng)前大小車還處在當(dāng)前堆芯位置中心約50mm以內(nèi)的情況，堆芯卸第1組組件時(shí)，提升過(guò)程中均未操作大小車，可以得出變量sector1ector8值都不具備為1的條件，只有變量sector9滿足要求即變量sector9值為1。（三）變量ccl、acl1cl8代表當(dāng)前位置及周圍位置是否有組件或有圍板的情況，1代表有組件或圍板，0代表無(wú)組件，堆芯卸第1組組件時(shí)周圍均有組件或圍板，acl3、acl4、acl5位置是圍板，acl1、acl2、acl6、acl7、acl8位置是燃料組件，正常相應(yīng)的變量ccl值為0，而變量acl1cl8值均為1。（四）根據(jù)pl

6、c判定邏輯，要使開(kāi)闊區(qū)變量o_water為1，除了要求變量sector9值為1，還要求變量“ccl、acl1cl8”值均為0，變量ccl、acl1cl8的輸出線圈均在程序塊opn_wtr中。（五）程序塊coremap、offindx每個(gè)掃描周期均被主程序_main調(diào)用，程序塊cpcalc在程序塊coremap中也一直被調(diào)用，而程序塊opn_wtr分別在程序塊coremap、offindx中則被有條件的調(diào)用，調(diào)用條件有以下3種情況：1.程序塊coremap中：當(dāng)判定有一組燃料組件放入堆芯時(shí)（注：主提升機(jī)構(gòu)下降到8680mm時(shí)夾爪有組件，主提升機(jī)構(gòu)提升到8680mm時(shí)夾爪無(wú)組件），會(huì)觸發(fā)調(diào)用程序塊

7、opn_wtr。2.程序塊coremap中：當(dāng)判定有一組燃料組件從堆芯取出時(shí)（注：主提升機(jī)構(gòu)上升到8680mm時(shí)，夾爪有組件），也會(huì)觸發(fā)調(diào)用程序塊opn_wtr。3.程序塊offindx中：從傾翻機(jī)抓取組件并選擇堆芯為目標(biāo)位后；手動(dòng)模式下當(dāng)前堆芯位置有改變時(shí)或當(dāng)偏移操作畫(huà)面剛關(guān)閉時(shí)，也會(huì)觸發(fā)調(diào)用程序塊opn_wtr。plc重啟時(shí)，主提升機(jī)構(gòu)在z=7561.5mm附近位置（但小于8680mm高度），同時(shí)沒(méi)有在傾翻機(jī)進(jìn)行堆芯目標(biāo)重新選擇，大小車位置也沒(méi)有移動(dòng)，均不滿足上述3個(gè)條件，變量ccl、acl1cl8狀態(tài)與實(shí)際不符的根本原因?yàn)閜lc重啟時(shí)程序塊opn_wtr沒(méi)有及時(shí)調(diào)用掃描，導(dǎo)致其狀態(tài)都為0，加上變量sector9值為1，最終導(dǎo)致判定當(dāng)前位置是否處于開(kāi)闊區(qū)的變量o_water值為1，主提升機(jī)構(gòu)由低速變?yōu)楦咚?。二、處理措施考慮到程序塊opn_wtr一般都跟隨在程序塊cpcalc后調(diào)用（注：程序塊cpcalc為當(dāng)前位置堆芯指針計(jì)算），所以決定在程序塊coremap調(diào)用后程序塊cpcalc后增加plc上電后接通一個(gè)掃描周期的系統(tǒng)變量來(lái)調(diào)用程序塊opn_wtr，確保變量ccl、acl1cl8狀態(tài)與實(shí)際相符，避免類似問(wèn)題再次發(fā)生。三、結(jié)語(yǔ)plc程序設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致組件當(dāng)前位置實(shí)際非開(kāi)闊區(qū)但被誤認(rèn)為是開(kāi)闊區(qū)；在進(jìn)行燃料操作時(shí)還是應(yīng)盡量避免plc重新啟動(dòng)，重啟后內(nèi)存