秦山第二核电厂1#与2#环吊控制系统改造

摘 要：秦山第二核电厂1#与2#环吊自机组投运以来，已经使用了近10年。电控设备老化严重，并且由于部分设备型号陈旧，生产厂家已经不再生产，备品备件采购不到。导致设备的故障率逐年升高，检修时间逐年增加。通过对环吊控制系统进行升级改造，环吊的故障率明显降低。环吊控制系统改造的顺利实施对秦山第二核电厂其他系统的改造有一定的指导意义，所获得的经验也可供其它核电厂参考。

关键词：环吊 控制系统 改造 核电厂

中图分类号：TL752 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（a）-0233-01

反应堆厂房的环吊在电厂机组换料大修期间，担负着RX厂房20 m平台上的大型设备及各种工器具的吊装任务。环吊的可用性好坏直接影响着机组换料大修的主线计划。环吊的故障率升高、修复时间增加，严重影响了环吊的正常使用及大修的正常进行，直接影响着电厂的经济效益。

1 环吊控制系统改造前概况

秦山第二核电厂1#与2#机组的环吊是由西班牙BWE公司生产的190T/190T/10T/5T环形起重机。由司机室、旋转大车、运行小车、安装小车、服务小车、190 T主钩、安装190 T钩、10 T辅钩、5 T钩，这9部分组成，能够满足反应堆厂房所有设备吊装的需求。该环吊控制系统采用TELEMECANIQUE公司产品，具有多重控制和保护系统。

3 设计原理

3.1 硬件设计

3.1.1 配电系统

环吊电源从RX 20 m平台取电，到达环吊进线处按两路分配。一路为工作回路，设总断路器、1#AFE接触器、2#AFE接触器、制动器接触器组成的动力回路、220 V控制回路、24 V控制回路等。

另一路为照明辅助回路，包括照明、风机、空调等。

3.1.2 190 T主起升机构

190 T主起升机构由190 T起升控制屏、变频电动机、编码器、工作及紧急制动器、安全制动器、旋转限位、重锤限位等组成。

主起升机构采用闭环控制变频调速系统；逆变器采用西门子6SE7逆变器；其它电器组件采用西门子公司产品。编码器采用MELER公司产品。电动机、制动器、限位等仍采用原设备。

起升机构设置绝对值型编码器4套，其中3套用于断轴检测及安全制动器控制，1套用于高度指示及并车调整。

3.1.3 10 T副起升机构

10 T副起升机构由10 T起升控制屏、变频电动机、编码器、工作及紧急制动器、安全制动器、旋转限位、重锤限位等组成。

起升机构设置绝对值型编码器2套，用于断轴检测及安全制动器控制。

3.1.4 运行小车机构

小车运行机构由小车控制控制屏、变频电动机、工作制动器、限位等组成。

小车运行机构采用开环控制变频调速；使用1台逆变器控制1台电机的方式。逆变器采用西门子6SE7逆变器。

3.1.5 190 T安装起升机构

190 T安装起升机构由190 T起升控制屏、变频电动机、编码器、工作及紧急制动器、安全制动器、旋转限位、重锤限位等组成。

190 T安装起升机构设置绝对值型编码器1套，用于高度指示及并车调整。

3.1.6 安装小车

190 T安装起升机构小车2台机组公用。该小车装置没有电动机和逆变器，由运行小车拖动。

3.1.7 旋转大车

大车运行机构由大车控制屏、变频电动机、工作制动器、对中限位、编码器等组成。

大车运行机构采用开环控制变频调速；使用2台逆变器控制4台电机的方式，每个端梁采用1台逆变器控制2台电机。并且采用大车纠偏方式，消除大车运行时走偏现象。逆变器采用西门子6SE7逆变器。

3.1.8 5 T起升机构

5 T起升机构由5 T起升控制屏、变频电动机、编码器、工作制动器、安全制动器、旋转限位、重锤限位等组成。

3.1.9 服务小车X运行机构

服务小车X运行机构由控制屏、变频电动机、工作制动器、限位等组成。

服务小车X运行机构采用开环控制变频调速；使用1台逆变器控制2台电机的方式。逆变器采用西门子6SE7变频器并且带通讯板。

3.1.10 服务小车Y运行机构

服务小车Y运行机构由控制屏、变频电动机、工作制动器、限位等组成。

服务小车Y运行机构采用开环控制变频调速；使用1台逆变器控制1台电机的方式。逆变器采用西门子6SE7变频器。

3.1.11 操作方式

环吊设有司机室操作与遥控操作两种操作模式，两种模式可在司机室进行选择切换，并且之间互为连锁。

3.2 软件设计

3.2.1 PLC控制系统

PLC系统包括两套，选用西门子S7-300系列产品，CPU为315-2DP型。一套PLC负责整车的逻辑控制、采集控制器信号，控制变频器输出，简称工作PLC；另一套PLC简称监控PLC，用于安全制动器的控制，处理超速、超程、起升机构传动链监测保护，冗余控制各机构制动器、紧急停车等。

工作PLC的组成包括主站及各机构的从站，主站位于PLC屏上，从站为各机构逆变器、各机构ET200、司机室ET200、编码器、遥控接收器、称重屏幕等。主站与各从站之间采用ProfiBus-Dp通讯。

监控PLC位于PLC屏A02上，它主要由带CPU的主站与监测传动链的编码器从站组成。

监控PLC的主要作用为收集整车的紧急信号，如盘车曲柄信号、超程、超速、断轴监测、起升机构传动链断裂等信号，并快速反应，控制安全制动器迅速动作。

3.2.2 上位机监控系统

环吊监控系统由两台带监控软件的工控机组成，电气室、司机室各放置1台。

监控系统主要由通讯模块CP343—1、工控机、TCP/IP Hub组成，工业以太网相通讯。

监控画面由主画面、总屏及大车画面、190 T起升机构画面、运行及副起升画面、服务机构画面、参数设定画面、故障报警画面等组成。每个机构画面包括各个机构的元件状态、限位指示、逆变器给定、运行电流、速度等信息。参数设定画面需要输密码进入，包括承重系统标定、编码器标定信息。故障报警画面包括故障产生的时间、故障产生的原因等信息。

参考文献

[1]1、2#机组环吊改造技术规格书[S].海盐：核电秦山联营有限公司，2006.

[2]杜建民.1、2#环吊控制系统改造竣工资料[Z].海盐：核电秦山联营有限公司，2007.