陳夢雪，向玉新，羅 欣

中國核動力研究設(shè)計院第一研究所，四川成都 610000

某研究堆棒控試驗柜智能化改進(jìn)研究

陳夢雪，向玉新，羅 欣

中國核動力研究設(shè)計院第一研究所，四川成都 610000

為了將因破損而長期閑置未用的某研究堆棒控試驗柜修理好，并使其能夠在日后更好地服務(wù)于維修人員，對已癱瘓的原有棒控試驗柜進(jìn)行智能化改進(jìn)研究，使其能更方便快捷地對某研究堆棒控系統(tǒng)各類插件進(jìn)行故障診斷和性能測試。

棒控試驗柜；計算機(jī)控制；A/D轉(zhuǎn)換；VC++軟件

某研究堆原棒控試驗柜機(jī)柜內(nèi)可以插入“X”環(huán)節(jié)插件、安全邏輯插件、控制條件插件、時間測量插件、棒控邏輯插件、啟動電離室邏輯插件和電機(jī)驅(qū)動插件，可以對這些插件進(jìn)行故障檢查，還有電機(jī)供電線路，可外接電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。柜內(nèi)設(shè)有棒控試驗插件，可模擬輸入各種控制信號和檢查各種輸出狀態(tài)。但該棒控試驗柜由于長期未用，已經(jīng)損壞癱瘓，需要進(jìn)行修理恢復(fù)，并且由于原棒控試驗柜使用中存在一些不方便的地方，故考慮對棒控試驗柜進(jìn)行智能化改進(jìn)。

1 原棒控試驗柜工作原理

棒控試驗柜上有棒控試驗插件，測試時將需要測量的插件插入棒控試驗柜上該類插件指定的位置，然后用棒控試驗插件輸入該插件測試所需信號進(jìn)行測試即可。

1.1“X”環(huán)節(jié)插件試驗

“X”環(huán)節(jié)插件接受所有棒在底部電平信號，進(jìn)行邏輯與后，驅(qū)動繼電器，給出繼電器觸點信號到保護(hù)系統(tǒng)，作為保護(hù)系統(tǒng)投入的準(zhǔn)備條件。

在棒控試驗柜中，由棒控試驗插件給輸入信號：波段開關(guān)S21的八位對應(yīng)接棒控邏輯插件的棒在底部信號，棒控試驗插件上的S3、S4模擬1號和2號自動棒在底的信號，“X”環(huán)節(jié)插件的三組輸出觸點（包括S3、S4模擬的自動棒到底信號、棒控邏輯插件棒在底電平信號）串聯(lián)接入棒控試驗插件的“X”輸出燈，檢查“X”環(huán)節(jié)插件輸出情況?！癤”環(huán)節(jié)輸入輸出間的邏輯關(guān)系如表1所示。

表2　安全聯(lián)鎖插件輸入輸出邏輯關(guān)系

表3　控制條件插件輸入輸出邏輯關(guān)系

1.2安全聯(lián)鎖插件試驗

安全聯(lián)鎖插件接受來自保護(hù)系統(tǒng)的3個通道的保護(hù)系統(tǒng)投入信號，經(jīng)邏輯組合后送出一個電平信號到安全棒控制邏輯插件，作為安全棒提升的條件。還接受2根安全棒到頂信號，與保護(hù)投入信號進(jìn)行邏輯與后，送出一個電平信號到各手動棒控制邏輯插件，作為手動棒的控制條件，還送出2組觸點信號到調(diào)節(jié)系統(tǒng)，作為自動棒的控制條件。

在試驗中，三路保護(hù)信號、兩路安全棒到頂信號由棒控試驗插件模擬。安全聯(lián)鎖插件輸出的電平信號和觸點信號接入棒控試驗插件的波段開關(guān)，同時接棒控試驗插件的“保護(hù)投入”指示燈檢查各路輸出情況。安全聯(lián)鎖插件輸入輸出邏輯關(guān)系如表2所示。

1.3控制條件插件試驗

控制條件插件將電機(jī)激磁正常和位置指示器電源正常2個開關(guān)量信號送到各控制邏輯插件。

試驗中，2個輸入信號由棒控試驗插件模擬，電機(jī)激磁正常信號接波段開關(guān)S23，位置指示器電源正常電平信號接波段開關(guān)S24，同時接棒控試驗插件指示燈，即可檢查各路輸出情況。控制條件插件輸入輸出邏輯關(guān)系如表3所示。

1.4時間測量插件試驗

時間測量插件測量掉棒時間和響應(yīng)時間，可測量正脈沖的寬度或兩組觸點信號順序斷開之間的時間間隔。

測試中，將時間測量插件面板上的輸入選擇開關(guān)放在“觸點”位置，即可用棒控試驗插件上的“時間測量”開關(guān)來控制計時的開始和停止，以檢查插件的計時情況；放在“AB”位置時，由棒控邏輯插件來控制計時，可測量掉棒時間和響應(yīng)時間。

1.5棒控邏輯插件和啟動電離室邏輯插件試驗

該插件接收操作命令及各種控制條件信號，進(jìn)行邏輯組合后，送出提升和下降觸發(fā)脈沖信號到電機(jī)驅(qū)動線路插件，經(jīng)脈沖變壓器去控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制電機(jī)的方向和速度。

1.6電機(jī)驅(qū)動線路試驗

在試驗中，在端子排外接電機(jī)，配合其他插件，即可試驗電機(jī)驅(qū)動功能。

2 棒控試驗柜智能化改進(jìn)

原棒控試驗柜基本使用比較老的方法進(jìn)行控制和顯示，操作起來比較麻煩，考慮引入計算機(jī)控制，智能化改進(jìn)后不用外接電機(jī)判斷電機(jī)驅(qū)動信號是否有效，而改用計算機(jī)直接監(jiān)測信號，使用起來更加方便。人機(jī)界面能顯示可能的故障原因，也能對故障原因的描述進(jìn)行修改，這樣即使是新手也可快速排查故障，維修人員也能方便的將故障排除經(jīng)驗傳給下一個維修人員。

2.1A/D轉(zhuǎn)換模塊

由于要引入計算機(jī)控制，需要將原棒控試驗柜的信號送入計算機(jī)，所以要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換將計算機(jī)所接收的電壓信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)所能接收的數(shù)字信號。

2.2軟件設(shè)計

智能化后的棒控試驗柜可分為3個層次：1）底層的硬件控制層，為試驗柜驅(qū)動層提供傳輸數(shù)據(jù)的接口，這層主要完成對試驗柜硬件資源的管理和控制（非本課題設(shè)計重點）；2）中間的儀器驅(qū)動層，主要完成對試驗柜驅(qū)動函數(shù)的編寫；3）頂層的用戶應(yīng)用層，用戶在該層通過各種操作調(diào)用相應(yīng)響應(yīng)函數(shù)，控制試驗柜驅(qū)動層從而實現(xiàn)對儀器的控制。

軟面板主要用VC中的對話框容器進(jìn)行設(shè)計，設(shè)置部分采用了ComBox控件進(jìn)行所測試的插件類型的選擇，顯示部分用的是文本控件，將故障測試結(jié)果顯示出來。在對話框上還有確定和修改按鈕。選擇好要測試的插件類型后，點擊確定按鈕，進(jìn)行故障的測試并將測試結(jié)果在文本控件上顯示出來。如果測試人員認(rèn)為當(dāng)前顯示的測試結(jié)果需要修改，可以點擊修改按鈕，在彈出的TXT文本里進(jìn)行修改并保存即可。因為每次文本控件中顯示的可能故障原因都從保存的TXT文件中讀取，所以修改保存后即實現(xiàn)了軟件的更新。

3 結(jié)論

智能化后的棒控試驗柜可以可靠地、快速地、方便地檢查某研究堆棒控系統(tǒng)插件故障，并能顯示出可能的故障原因。該試驗柜的硬件系統(tǒng)改動小，智能化設(shè)計主要由軟件程序?qū)崿F(xiàn)，具有較強(qiáng)的可操作性。智能化改進(jìn)后的試驗柜用計算機(jī)直接監(jiān)測信號，使用起來更加方便。檢修人員能補(bǔ)充和完善內(nèi)部數(shù)據(jù)庫。除預(yù)設(shè)的功能外，軟件還可以方便的升級，可以根據(jù)實際需要加強(qiáng)功能，如果考慮改變硬件，還可以實現(xiàn)多個插件同時測試。

[1]徐孝凱.C++語言基礎(chǔ)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[2]張榮梅.Visual C++實用教程[M].北京：中國鐵道出版社，2008，9.

[3]鄭莉，董淵，張瑞豐.C++語言程序設(shè)計[M].3版.北京：清華大學(xué)出版社，2003.

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A

1674-6708（2016）171-0211-02

陳夢雪，中國核動力研究設(shè)計院第一研究所。向玉新，中國核動力研究設(shè)計院第一研究所。羅欣，中國核動力研究設(shè)計院第一研究所。