放射性气体收集装置测控系统的制作方法

本发明涉及一种测控系统，尤其是一种放射性气体收集装置测控系统。

背景技术：

放射性气体收集是一门具有挑战性和专业性的技术，是进行放射性气体测量的基础，被广泛应用于放射性污染设备的环境修复过程、核电站连续运行与安全设计、放射性物质的监控与处理、空气污染控制等领域。收集装置是开展放射性气体采集技术研究的平台，而测控系统是收集装置的重要部件，直接关系到样品获取的成败与否。同所有的空气收集和检测一样，放射性气体的检测方式取决于收集的基本目的。收集目的可分为6种：基本性质和毒性测试、过程控制、健康保护、环境监测、事故响应、达标论证。对于环境监测，是为保证放射性物质的环境释放量处于法律法规限定的范围内，即要求进行流量监控或通道收集，兼顾在线测量与离线测量，通过高流量收集、长时间收集及使用高精密仪器来提高测量的灵敏度。

技术实现要素：

本发明提出了一种放射性气体收集装置测控系统，大大提高了测控系统的稳定性、可靠性和适应性。

本发明所采用的技术方案是：

放射性气体收集装置测控系统由主控站、前端远程测控站、分样远程测控站、样品车远程测控站以及连接主控站与远程控制站的光纤通讯系统构成。主要包括3层机构：主控单元、环网通讯单元、远程测控单元。测控系统采用开放式结构，将控制技术、数据监测技术和视频监视技术进行集成，形成各类控制、温度监测、压力监测、剂量监测及视频监视等功能模块的集合，具有环形冗余结构，并满足体积、质量、分体运输与环境要求。

测控系统采取环网冗余独立控制的工艺流程，主站操控整个系统，并协同辅助、监控从站工作，从站亦可独立运行。控制软件采用FameView组态软件。

远程测控子站的设计包括逻辑结构、控制模块箱。

测控系统一个控制子站由控制器及其电源模块箱、执行机构控制模块箱和信息采集模块箱等部件组成。每个远程测控子站的控制分成三部分：一是开关量的输出，通过光电耦合器隔离后控制电动执行机构的正反转，开到位信号和关到位信号直接接入开关量输入模块：二是信号采集直接接入信号采集输入模块；三是控制器通过冗余光纤交换机与系统的环网连接。每个子站设置多路控制点和多路数据采集点。每个远程测控子站可独立使用，又可与其它远程控制子站和主控站连接，形成一个放大的测控网络。在气体收集过程中，若需要拓展可直接增加控制单元和数据采集单元，甚至直接增加一个远程控制子站。

在每一个远程控制子站中，控制器及其电源模块箱的内部设置有控制器两台，电源一台，冗余光纤交换机一台。主控制器设置在正面，从控制器设置在背面，直流电源设置在中间位置。冗余光纤交换机引出控制箱并标号。电源线利用连接器设置在侧面面板上，220V交流进线和30 V直流出线直接插接。

所述执行机构控制模块箱内部设置有执行机构控制模块、模块安装底板、网络连接模块、光电耦合器和连接器。

所述信息采集模块箱内部设置有信息采集输入模块、模块安装底板和连接器。

每一个模块箱中的控制器为可编程逻辑控制器(PLC)，采用其内部存储程序执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入，输出控制各种类型的机械或生产过程，由电源、中央处理单元(CPU)、存储器和输入输出接口电路构成。测控系统拟选用美国Rockwell公司的核级AB控制器作为核心控制器，其中央处理单元采用三CPU的表决式系统，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

抗干扰方法是：现场数据拟采用—之0)mA电流信号传输(电流信号比电压信号抗干扰能力强，传输距离更远)；信号采集连接线采用屏蔽双绞线，使干扰源自身进行相互抵消；在控制柜中，每一路模拟信号加上信号隔离栅，保证进入系统的信号稳定可靠和准确。对于开关量信号的干扰，配置的每一个模块都是隔离型模块，点与点之间进行隔离，保证开关量输出的准确与及时。

本发明的有益效果是：放射性气体收集装置测控系统因采用通信环网冗余、控制器冗余、输入输出模块冗余等技术，系统的稳定性、可靠性、环境适应性和可扩展性得到较大提升。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是具有环网冗余的测控系统结构图。

图2是测控子站部件问的连接器方式。

图3是程测控予站的逻辑结构图。

图4是制器及其电源模块箱的接线图。

图5是行机构控制模块箱的接线图。

图6是息采集模块箱的接线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，放射性气体收集装置测控系统由主控站、前端远程测控站、分样远程测控站、样品车远程测控站以及连接主控站与远程控制站的光纤通讯系统构成。主要包括3层机构：主控单元、环网通讯单元、远程测控单元。

所述主控单元控制远程控制单元执行需要的动作，同时接收远程控制单元反馈的信号，以及采集的数据并显示。主控单元在执行控制的过程中随时记录所有的动作和采集的数据，形成数据库。数据库要求具有分类筛选的功能，能根据不同要求打印数据表。

所述环网通讯单元利用光纤和光纤交换机构成光纤环网通讯单元，主控单元和每一个远程控制单元的交换机都有两根光纤连接(环网冗余)，当系统中任一设备或网段发生故障而不能正常工作时，系统能依靠事先设计的自动恢复程序将断开的网络链路重新链接起来，并将故障进行隔离。同时，系统自动定位故障，能使故障得到及时的修复。

所述远程测控单元实现控制功能。控制单元为执行机构输送动作执行的信号，接收回答信号，通过光纤交换机反馈给主控机。采集监测的数据，通过光纤交换机传送给主控机。

如图2、图3，测控系统一个控制子站由控制器及其电源模块箱、执行机构控制模块箱和信息采集模块箱等部件组成。每个远程测控子站的控制分成三部分：一是开关量的输出，通过光电耦合器隔离后控制电动执行机构的正反转，开到位信号和关到位信号直接接入开关量输入模块：二是信号采集直接接入信号采集输入模块；三是控制器通过冗余光纤交换机与系统的环网连接。每个子站设置多路控制点和多路数据采集点。每个远程测控子站可独立使用，又可与其它远程控制子站和主控站连接，形成一个放大的测控网络。在气体收集过程中，若需要拓展可直接增加控制单元和数据采集单元，甚至直接增加一个远程控制子站。

如图4，图5，图6，所述执行机构控制模块箱内部设置有执行机构控制模块、模块安装底板、网络连接模块、光电耦合器和连接器。

所述信息采集模块箱内部设置有信息采集输入模块、模块安装底板和连接器。

每一个模块箱中的控制器为可编程逻辑控制器(PLC)，采用其内部存储程序执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入，输出控制各种类型的机械或生产过程，由电源、中央处理单元(CPU)、存储器和输入输出接口电路构成。测控系统拟选用美国Rockwell公司的核级AB控制器作为核心控制器，其中央处理单元采用三CPU的表决式系统，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。