一种核主泵定子屏蔽套装配中PLC控制系统的制作方法

本发明涉及一种核主泵定子屏蔽套装配中PLC控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

发展核能是解决当前不断加剧的能源危机的有效途径之一。我国为加快核发展步伐，引进了AP1000核电技术。

AP1000中带屏蔽电机的屏蔽泵是整个核设备的心脏。AP100主泵是单级的离心式无密封屏蔽电动泵，主要由泵体和电机两部分组成。主泵的水力部件(包括泵壳、叶轮、导叶以及进口导管等部件)直接安装在电机单元上，中间没有联轴器，泵的承压壳由泵壳、热屏、定子外壳和定子盖等组成川。在电机内部，定子绕组与转子均套有屏蔽套，这对于防止定子铁芯、定子绕组受到输送液体的侵蚀起到关键作用。因此，其加工和装配质量直接影响到核主泵正常运行，是核主泵中的关键部件之一。

定子屏蔽套的材料选用耐磨蚀的非磁性金属哈氏合金HastelloyC-276，在完成屏蔽套板材下料剪切、卷板成形、焊接、矫形等几个工序后，需进行定子屏蔽套的贴附安装。定子屏蔽套具有超薄、大长径比的特点，欲实现屏蔽套与定子之间的无隙塑性变形贴附难度极大，需要应用可控压力反复加压，充分利用哈氏合金材料的塑性特性，才能精准实现无隙贴附。

技术实现要素：

本发明提出了一种核主泵定子屏蔽套装配中PLC控制系统，该系统可靠性高、抗干扰能力强、控制系统构成简单、通用性强、编程简单、使用、维护方便。体积小、重量轻、功耗低、PLC使用了半导体集成电路，尺寸小、重量轻、耗能低。

本发明所采用的技术方案是：所述控制系统的液压控制系统由推制、充液、增压三部分组成，分别完成定子与屏蔽套的密封、密封容腔内气体的排出及液体充满、胀形装配这三道装配工序。在推制部分中为了保证两冲头的位置同步性采用了分流阀5和比例电磁换向阀4，同时为了保证两冲头在特定位置锁紧，采用了液控单向阀6,7。在充液部分中，为了防止油液的倒流，采用了第二单向阀12，为了排净定子内原有气体，采用了电磁阀19和第二节流阀20的组合。在增压部分中为了获得可控的高压，采用了低压泵与增压器的组合来实现高压的获得，同时采用比例溢流阀14来完成对高压的实时控制。具体的装配流程如下:首先，第一齿轮泵1启动，电磁铁1DT得电，进而使油液通过第一单向阀3、比例电磁换向阀4的左位、分流阀5、液控单向阀6,7分别推动两冲头运动，完成定子与定子屏蔽套的密封。密封完成后，第一齿轮泵1停止工作，电磁铁1DT失电，比例电磁换向阀4回到中位。随后，第二齿轮泵10启动，油液通过第二单向阀12进人已形成的密闭容腔，电磁铁SDT得电，容腔内气体通过电磁阀19左位、第二节流阀20排出。油液充满容腔后，第二齿轮泵10停止工作，电磁铁SDT失电，电磁阀19回到中位。最后，第三齿轮泵13启动，油液通过电磁换向阀16左位、增压器17，进人密闭容腔内，从而实现定子屏蔽套的无隙贴附。

胀形结束后，第三齿轮泵13停止工作，电磁铁3DT失电，电磁换向阀16回到中位。随后，电磁铁SDT得电，电磁阀19左位接通，高压液体通过电磁阀19、第二节流阀20排出。第一齿轮泵1启动，电磁铁2DT得电，油液通过第一单向阀3、比例电磁换向阀4的右位使冲头回程，回程结束后，电磁铁2DT失电，第一齿轮泵1停止工作，按停止按钮结束整个装配过程。

所述液压系统的电控部分采用PLC、触摸屏、压力变送器、位移传感器进行控制，其中PLC为控制的主要执行部分，因此，PLC的选择至关重要。

所述液压装置属于采用三菱PLC进行控制，从三菱PLC的机型、容量、I/O模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面综合考虑，基本模块采用16输入点，16继电器输出点的FX2N-32MR-D，特殊模块采用两路模拟量输入电路和一路模拟量输出电路，8位分辨率的FXON-3A(2个)。其中压力变送器采用量程0～30MPa，电流输出的TEYB型变送器，位移传感器采用电流输出的LVDT高精度位移传感器，比例溢流阀、比例换向阀均采用内含比例放大器，控制信号为0～10V的力士乐阀。特殊模块分别连接在PLC的0号与1号位置上，根据压力变送器、比例溢流阀、位移传感器、比例换向阀的选择，模拟量输入电路均采用1号通道、4～20mA的电流输入，模拟量输出采用0～10V的电压输出。

本发明的有益效果是：可靠性高、抗干扰能力强、控制系统构成简单、通用性强、编程简单、使用、维护方便。体积小、重量轻、功耗低、PLC使用了半导体集成电路，尺寸小、重量轻、耗能低。

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是本发明的液压系统原理图。

图2是本发明的控制系统接线图。

图3是本发明的系统流程图。

图中：1.第一齿轮泵；2.第一滋流阀；3.第一单向阀；4.比例电磁换向阀；5.分流阀；6.第一液控单向阀；7.第二液控单向阀；8.第一液压缸；9.第二液压缸；10.第二齿轮泵；11.第二溢流阀；12.第二单向阀；13.第三齿轮泵；14.比例滋流阀；15.第三单向阀；16.电磁换向阀；17.增压器；18.第一节流阀；19.电磁阀；20.第二节流阀。

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，控制系统的液压控制系统由推制、充液、增压三部分组成，分别完成定子与屏蔽套的密封、密封容腔内气体的排出及液体充满、胀形装配这三道装配工序。在推制部分中为了保证两冲头的位置同步性采用了分流阀5和比例电磁换向阀4，同时为了保证两冲头在特定位置锁紧，采用了液控单向阀6,7。在充液部分中，为了防止油液的倒流，采用了第二单向阀12，为了排净定子内原有气体，采用了电磁阀19和第二节流阀20的组合。在增压部分中为了获得可控的高压，采用了低压泵与增压器的组合来实现高压的获得，同时采用比例溢流阀14来完成对高压的实时控制。具体的装配流程如下:首先，第一齿轮泵1启动，电磁铁1DT得电，进而使油液通过第一单向阀3、比例电磁换向阀4的左位、分流阀5、液控单向阀6,7分别推动两冲头运动，完成定子与定子屏蔽套的密封。密封完成后，第一齿轮泵1停止工作，电磁铁1DT失电，比例电磁换向阀4回到中位。随后，第二齿轮泵10启动，油液通过第二单向阀12进人已形成的密闭容腔，电磁铁SDT得电，容腔内气体通过电磁阀19左位、第二节流阀20排出。油液充满容腔后，第二齿轮泵10停止工作，电磁铁SDT失电，电磁阀19回到中位。最后，第三齿轮泵13启动，油液通过电磁换向阀16左位、增压器17，进人密闭容腔内，从而实现定子屏蔽套的无隙贴附。

胀形结束后，第三齿轮泵13停止工作，电磁铁3DT失电，电磁换向阀16回到中位。随后，电磁铁SDT得电，电磁阀19左位接通，高压液体通过电磁阀19、第二节流阀20排出。第一齿轮泵1启动，电磁铁2DT得电，油液通过第一单向阀3、比例电磁换向阀4的右位使冲头回程，回程结束后，电磁铁2DT失电，第一齿轮泵1停止工作，按停止按钮结束整个装配过程。

如图3，液压系统的电控部分采用PLC、触摸屏、压力变送器、位移传感器进行控制，其中PLC为控制的主要执行部分，因此，PLC的选择至关重要。

控制系统中主要使用欧姆龙、西门子、三菱这三种型号的PLC，不同型号的PLC由于具有的结构不同，因此使用的场合也不同。欧姆龙PLC的程序代号很繁琐，PLC编程结构很大，一般只能使用在重型机械的控制及要求稳点性能高的设备上;西门子PLC相对来说功能很强大，可操作性强，有相配套的伺服系统和组态软件，但是价格相对来说比较昂贵，一般用在要求精密度较高的系统中;三菱PLC可以自带电压，性能比较稳定，程序代号比较简单，具有灵活多变的系统配置适用于小型系统中。

液压装置属于采用三菱PLC进行控制，从三菱PLC的机型、容量、I/O模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面综合考虑，基本模块采用16输入点，16继电器输出点的FX2N-32MR-D，特殊模块采用两路模拟量输入电路和一路模拟量输出电路，8位分辨率的FXON-3A(2个)。其中压力变送器采用量程0～30MPa，电流输出的TEYB型变送器，位移传感器采用电流输出的LVDT高精度位移传感器，比例溢流阀、比例换向阀均采用内含比例放大器，控制信号为0～10V的力士乐阀。特殊模块分别连接在PLC的0号与1号位置上，根据压力变送器、比例溢流阀、位移传感器、比例换向阀的选择，模拟量输入电路均采用1号通道、4～20mA的电流输入，模拟量输出采用0～10V的电压输出。