专利名称：用于反应堆功率调节系统步进电机驱动的切换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于反应堆控制技术领域，具体涉及一种用于反应堆功率调节系统的步进电机驱动的切换装置。
背景技术：
功率调节系统是反应堆重要的仪控系统。为了确保反应堆安全、可靠运行，功率调节系统设置A，B两路冗余的PLC控制站，同时运行，互为热备。工作时，A、B两路PLC控制站同时接收所有输入信号，对模拟量信号采用电压信号分线器进行处理，对无源触点形式的开关量信号通过中间继电器进行处理；系统的控制输出信号也需要进行处理，对其发出的开关量控制信号可用继电器进行串连或并联处理。控制棒驱动机构为步进电机驱动的电磁驱动装置，主要控制对象为步进电机，功率调节系统控制步进电机运动时，向步进电机驱动器发送控制脉冲，控制步进电机正反转。每根补偿棒配置一台步进电机。A、B两路冗余的 PLC控制站同时运行控制程序，向同一控制对象即步进电机发出控制脉冲。由于步进电机只能接收一路控制信号，所以，A、B两通道发出的两路控制信号必须通过切换装置切换，保证当功率调节系统正常时，步进电机只接收某一通道PLC的控制脉冲信号，当某一通道发生故障，则切换器自动切换至另一路正常的通道。同时，由于步进电机控制信号采用差分信号方式进行传输，传输速度快，容易受到外界干扰，信号传输必须采用专用的接口电路，因此， 需要有一套可靠性很好的切换装置实现调节系统步进电机驱动的快速无扰切换功能。目前，文献尚未报道相关技术。
发明内容(一)发明目的本实用新型旨在提供一种结构简单，安全可靠的反应堆功率调节系统步进电机驱动的切换装置。( 二 )技术方案为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案。一种反应堆功率调节系统步进电机驱动的切换装置，包括逻辑控制部分和切换控制部分。逻辑控制部分包括仲裁逻辑电路PLC A与PLC B，仲裁逻辑电路PLC A与PLC B中分别设置中央处理器模块CPU、数字量输出模块DO、数字量输入模块DI、运动控制模块CFY。 切换控制部分包括切换控制仲裁逻辑电路、切换电路、连接器A、连接器B、连接器C。其中切换控制仲裁逻辑电路的输入端分别连接PLC A与PLC B的DO模块，输出端分别连接PLC A与PLC B的DI模块，分别接受PLC A、PLC B输出的心跳信号，表明自身正常工作，并向PLC A与PLC B反馈状态信号，S卩“哪组PLC的信号为切换装置的输出信号”和 “切换装置运行状态”信号。当PLC A或PLC B工作状态均正常时，通过DO模块向切换控制仲裁逻辑电路提供周期性脉冲信号，如果PLC A或PLC B故障，则脉冲输出将会停止。连接器A、B的输入端分别连接PLC A与PLC B的CFY模块，接收CFY模块发出的脉冲输出信号。切换电路的输入端分别接收连接器A、连接器B、切换控制仲裁逻辑电路的输出端，其输出信号传送给连接器C。连接器C与步进电机驱动器的信号端口相连，并向步进电机驱动器发出驱动指令。作为一种优化方案，该切换装置还设置了手动状态下的PLC A或PLC B通道切换开关，该开关信号接入切换控制仲裁逻辑电路，当切换控制仲裁逻辑电路接收到此开关信号后，判定是哪路PLC输入，同样通过切换电路将该PLC的CFY模块输出信号传输至连接器 C，与步进电机驱动器建立连接，实现手动控制PLC与步进电机的联络。(三)发明效果本技术方案所提供的切换装置分别接收两套PLC上的CFY模块的脉冲输出；向两套PLC反馈切换装置运行状态等信号；并接受A、B两套PLC输出的心跳信号。当切换装置工作于自动工作方式时，切换装置根据PLC A和PLC B送来的脉冲信号，判断其是否工作正常，先接收到哪个PLC的脉冲信号，就设哪一路PLC为主，将此PLC和步进电机驱动器建立连接。一旦切换装置在其故障诊断时间T内没有收到来自主PLC的脉冲信号，切换装置认为其故障，将开关切向另一路PLC。如果两路PLC都发生故障，切换装置维持原状态。当切换装置处于手动工作方式时，可强制选择PLC A或PLC B投入工作。该切换装置结构简单， 安全可靠，可确保功率调节系统安全、稳定运行。
图1 切换装置工作原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。如图1所示，一种反应堆功率调节系统步进电机驱动的切换装置，控制逻辑由PLC 完成，PLC硬件由中央处理器模块CPU、数字量输入模块DI、数字量输出模块DO以及运动控制模块CFY等构成。切换装置接收A列和B列PLC中CFY的输出，根据PLC工作状态信号决定输出哪一列的信号，即对来自A、B两列的输入信号进行“二取一”选择操作。切换控制部分包括切换控制仲裁逻辑电路、切换电路、连接器A、连接器B、连接器 C等部分组成，其中连接器A和连接器B分别与两列PLC上的CFY模块连接，连接器C为切换装置的输出口，与步进电机驱动器相连。当PLC A或PLC B正常工作时，通过其DO模块向切换装置的控制仲裁逻辑电路周期性输出脉冲心跳信号，以表明此PLC处于正常工作状态。如果PLC故障，心跳信号将会停止。切换控制仲裁逻辑电路根据PLC A和PLC B送来的脉冲信号，判断其是否工作正常，先接收到哪个PLC的脉冲信号，就设哪一路PLC为主。连接器A和连接器B的输出均接入切换电路，由切换电路将主PLC的CFY模块输出信号传输至连接器C，与步进电机驱动器建立连接，而将另一个PLC的CFY模块输出信号屏蔽。一旦切换控制仲裁逻辑电路在其故障诊断时间T内没有收到来自主PLC的脉冲信号，则认为其故障，由切换电路切向另一路PLC的 CFY模块输出。如果两路PLC都发生故障，切换装置维持原状态。正常工作时，切换控制仲裁逻辑电路通过PLC A或PLC B的DI模块向PLC反馈状态信号，即“哪列PLC的信号为切
换装置的输出信号”和“切换装置是否运行”信号。作为一种优化方案，本切换装置还设置手动状态下的PLC A、PLC B通道切换按钮。 切换按钮直接与切换控制仲裁逻辑电路相连，当切换装置停止自动切换功能，改为接受人工控制时，通过PLC A、PLC B通道切换按钮人工选择通道。切换装置采用大规模定制电子电路设计，以晶振作为时钟源，从主工作PLC诊断到故障发生、停止发送脉冲信号开始到切换完成所需的时间控制在IS以内。本技术方案在满足法规安全要求的基础上，实现了功率调节输出快速无扰切换功能。显然本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，假若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求其等同技术的范围内， 则本发明也意图包含这些修改和变型。
权利要求1.一种用于反应堆功率调节系统步进电机驱动的切换装置，包括逻辑控制部分和切换控制部分；逻辑控制部分包括仲裁逻辑电路PLC A与PLC B，仲裁逻辑电路PLC A与PLC B 中分别设置中央处理器模块CPU、数字量输出模块DO、数字量输入模块D工、运动控制模块 CFY ；切换控制部分包括切换控制仲裁逻辑电路、切换电路、连接器A、连接器B、连接器C ；其中切换控制仲裁逻辑电路的输入端分别连接PLC A与PLC B的DO模块，输出端分别连接PLC A与PLC B的DI模块，分别接受PLC A,PLC B输出的心跳信号，并向PLC A与PLC B反馈状态信号；连接器A、B的输入端分别连接PLC A与PLC B的CFY模块，接收CFY模块发出的脉冲输出信号；切换电路的输入端分别接收连接器A、连接器B、切换控制仲裁逻辑电路的输出端，其输出信号传送给连接器C;连接器C与步进电机驱动器的信号端口相连，并向步进电机驱动器发出驱动指令。
2.根据权利要求1所述的用于反应堆功率调节系统步进电机驱动的切换装置，其特征在于所述的切换装置还设置了手动状态下的PLC A或PLC B通道切换开关，该开关信号接入切换控制仲裁逻辑电路。
专利摘要本实用新型公开了一种用于反应堆功率调节系统步进电机驱动的切换装置。该装置包括逻辑控制部分和切换控制部分。逻辑控制部分包括仲裁逻辑电路PLC A与PLC B，仲裁逻辑电路PLC A与PLC B中分别设置中央处理器模块CPU、数字量输出模块DO、数字量输入模块DI、运动控制模块CFY。切换控制部分包括切换控制仲裁逻辑电路、切换电路、连接器A、连接器B、连接器C。切换装置根据PLC A和PLC B送来的脉冲信号，判断其是否工作正常，先接收到哪个PLC的脉冲信号，就将此PLC和步进电机驱动器建立连接。该切换装置结构简单，安全可靠，可确保功率调节系统安全、稳定运行。
文档编号H02P8/36GK201976058SQ201120048040
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者刘江燕, 宋国良, 张明葵, 徐启国, 曾海, 李松 申请人:中国原子能科学研究院