三维核材料检测系统
图1 设备外观图
一、 引言
三维核材料检测系统是对核材料的性质和其放射参数的测量,分析的设备。原有的设备大都使用半自动手工定位,定位准确性差,故障机率比较高,设备稳定性差,可能经常需要维护,由于属于放射性场所,对操作人员的身体危害比较大。本文介绍了基于PLC控制的自动化测量设备,在保证测量效果的情况下,大大提高了测量速度和精度,避免了核污染对操作者的危害。
二、 设备简介
2.1 设备的构成简介
该设备主要由X,Y,Z轴步进电机,传动导轨,减速机,垂直轴保护制动器,两端限位开关,定位用的光栅尺、数码显示表,触摸屏,上位机操作软件组成。三个步进电机通过减速机增大扭矩后带动导轨完成测量装置的定位。其速度通过PLC来控制,测量位置有外部光栅尺进行反馈,以达到闭环测量的效果。测量分为两种,单点定位测量和多点连续测量,设备的正负行程端头都有机械和电气限位,以保证检测设备的**运行。全部操作可通过触摸屏和上位机软件两种形式控制,从而避免了核污染对人体的危害。
2.2 设备的工作流程
设备工作于两种方式,即自动控制方式和手动控制方式。自动工作方式满足了高效率的测量需求,而且根据现场的需要会有局部位置调试,所以触摸屏上设置了手动功能。
图2 触摸屏手动操作图
三、控制系统的软硬件设计
3.1、PLC的选择
在该设备中,产生输入控制信号的设备有6个限位开关,输出设备主要有:3路脉冲输出,但是考虑到设备将来升级和扩展功能,所以采用松下FPX-C60T,晶体管输出型。
图3 PLC控制器接线图
3.2 软件设计
参数设置部分程序
图4 PLC程序(参数设置部分)
检测部分程序
图5 PLC程序(检测部分)
根据设备的工作流程和用户的实际要求,PLC控制流程图如下
图6 系统流程图
四、设备优点
双上位控制系统,可保证系统**稳定运转,不停机,并且能适用于远端操作。控制器采用PLC,PLC是以单片机为核心专门用于工业过程自动化控制的电子器件,具有极高的可靠性和稳定性。本系统选用松下公司的FPX-60T系列。执行机构采用德国百格拉步进电机和德国ROBOWORKER公司的直角坐标机器人联动组成。它具有运动速度快、定位精度高、使用寿命长、承载大等特点。非常适用于搬运、码垛、涂胶、检测等设备。为了保证悬臂轴的进度和刚性,X轴运用双轨结构,两根轨通过滑块进行刚性连接。