本發(fā)明涉及一種測控系統(tǒng)，尤其是一種放射性氣體收集裝置測控系統(tǒng)。

背景技術：

放射性氣體收集是一門具有挑戰(zhàn)性和專業(yè)性的技術，是進行放射性氣體測量的基礎，被廣泛應用于放射性污染設備的環(huán)境修復過程、核電站連續(xù)運行與安全設計、放射性物質的監(jiān)控與處理、空氣污染控制等領域。收集裝置是開展放射性氣體采集技術研究的平臺，而測控系統(tǒng)是收集裝置的重要部件，直接關系到樣品獲取的成敗與否。同所有的空氣收集和檢測一樣，放射性氣體的檢測方式取決于收集的基本目的。收集目的可分為6種：基本性質和毒性測試、過程控制、健康保護、環(huán)境監(jiān)測、事故響應、達標論證。對于環(huán)境監(jiān)測，是為保證放射性物質的環(huán)境釋放量處于法律法規(guī)限定的范圍內，即要求進行流量監(jiān)控或通道收集，兼顧在線測量與離線測量，通過高流量收集、長時間收集及使用高精密儀器來提高測量的靈敏度。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種放射性氣體收集裝置測控系統(tǒng)，大大提高了測控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和適應性。

本發(fā)明所采用的技術方案是：

放射性氣體收集裝置測控系統(tǒng)由主控站、前端遠程測控站、分樣遠程測控站、樣品車遠程測控站以及連接主控站與遠程控制站的光纖通訊系統(tǒng)構成。主要包括3層機構：主控單元、環(huán)網(wǎng)通訊單元、遠程測控單元。測控系統(tǒng)采用開放式結構，將控制技術、數(shù)據(jù)監(jiān)測技術和視頻監(jiān)視技術進行集成，形成各類控制、溫度監(jiān)測、壓力監(jiān)測、劑量監(jiān)測及視頻監(jiān)視等功能模塊的集合，具有環(huán)形冗余結構，并滿足體積、質量、分體運輸與環(huán)境要求。

測控系統(tǒng)采取環(huán)網(wǎng)冗余獨立控制的工藝流程，主站操控整個系統(tǒng)，并協(xié)同輔助、監(jiān)控從站工作，從站亦可獨立運行?？刂栖浖捎肍ameView組態(tài)軟件。

遠程測控子站的設計包括邏輯結構、控制模塊箱。

測控系統(tǒng)一個控制子站由控制器及其電源模塊箱、執(zhí)行機構控制模塊箱和信息采集模塊箱等部件組成。每個遠程測控子站的控制分成三部分：一是開關量的輸出，通過光電耦合器隔離后控制電動執(zhí)行機構的正反轉，開到位信號和關到位信號直接接入開關量輸入模塊：二是信號采集直接接入信號采集輸入模塊；三是控制器通過冗余光纖交換機與系統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)連接。每個子站設置多路控制點和多路數(shù)據(jù)采集點。每個遠程測控子站可獨立使用，又可與其它遠程控制子站和主控站連接，形成一個放大的測控網(wǎng)絡。在氣體收集過程中，若需要拓展可直接增加控制單元和數(shù)據(jù)采集單元，甚至直接增加一個遠程控制子站。

在每一個遠程控制子站中，控制器及其電源模塊箱的內部設置有控制器兩臺，電源一臺，冗余光纖交換機一臺。主控制器設置在正面，從控制器設置在背面，直流電源設置在中間位置。冗余光纖交換機引出控制箱并標號。電源線利用連接器設置在側面面板上，220V交流進線和30 V直流出線直接插接。

所述執(zhí)行機構控制模塊箱內部設置有執(zhí)行機構控制模塊、模塊安裝底板、網(wǎng)絡連接模塊、光電耦合器和連接器。

所述信息采集模塊箱內部設置有信息采集輸入模塊、模塊安裝底板和連接器。

每一個模塊箱中的控制器為可編程邏輯控制器(PLC)，采用其內部存儲程序執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入，輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，由電源、中央處理單元(CPU)、存儲器和輸入輸出接口電路構成。測控系統(tǒng)擬選用美國Rockwell公司的核級AB控制器作為核心控制器，其中央處理單元采用三CPU的表決式系統(tǒng)，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。

抗干擾方法是：現(xiàn)場數(shù)據(jù)擬采用—之0)mA電流信號傳輸(電流信號比電壓信號抗干擾能力強，傳輸距離更遠)；信號采集連接線采用屏蔽雙絞線，使干擾源自身進行相互抵消；在控制柜中，每一路模擬信號加上信號隔離柵，保證進入系統(tǒng)的信號穩(wěn)定可靠和準確。對于開關量信號的干擾，配置的每一個模塊都是隔離型模塊，點與點之間進行隔離，保證開關量輸出的準確與及時。

本發(fā)明的有益效果是：放射性氣體收集裝置測控系統(tǒng)因采用通信環(huán)網(wǎng)冗余、控制器冗余、輸入輸出模塊冗余等技術，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、環(huán)境適應性和可擴展性得到較大提升。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是具有環(huán)網(wǎng)冗余的測控系統(tǒng)結構圖。

圖2是測控子站部件問的連接器方式。

圖3是程測控予站的邏輯結構圖。

圖4是制器及其電源模塊箱的接線圖。

圖5是行機構控制模塊箱的接線圖。

圖6是息采集模塊箱的接線圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1，放射性氣體收集裝置測控系統(tǒng)由主控站、前端遠程測控站、分樣遠程測控站、樣品車遠程測控站以及連接主控站與遠程控制站的光纖通訊系統(tǒng)構成。主要包括3層機構：主控單元、環(huán)網(wǎng)通訊單元、遠程測控單元。

所述主控單元控制遠程控制單元執(zhí)行需要的動作，同時接收遠程控制單元反饋的信號，以及采集的數(shù)據(jù)并顯示。主控單元在執(zhí)行控制的過程中隨時記錄所有的動作和采集的數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫要求具有分類篩選的功能，能根據(jù)不同要求打印數(shù)據(jù)表。

所述環(huán)網(wǎng)通訊單元利用光纖和光纖交換機構成光纖環(huán)網(wǎng)通訊單元，主控單元和每一個遠程控制單元的交換機都有兩根光纖連接(環(huán)網(wǎng)冗余)，當系統(tǒng)中任一設備或網(wǎng)段發(fā)生故障而不能正常工作時，系統(tǒng)能依靠事先設計的自動恢復程序將斷開的網(wǎng)絡鏈路重新鏈接起來，并將故障進行隔離。同時，系統(tǒng)自動定位故障，能使故障得到及時的修復。

所述遠程測控單元實現(xiàn)控制功能?？刂茊卧獮閳?zhí)行機構輸送動作執(zhí)行的信號，接收回答信號，通過光纖交換機反饋給主控機。采集監(jiān)測的數(shù)據(jù)，通過光纖交換機傳送給主控機。

如圖2、圖3，測控系統(tǒng)一個控制子站由控制器及其電源模塊箱、執(zhí)行機構控制模塊箱和信息采集模塊箱等部件組成。每個遠程測控子站的控制分成三部分：一是開關量的輸出，通過光電耦合器隔離后控制電動執(zhí)行機構的正反轉，開到位信號和關到位信號直接接入開關量輸入模塊：二是信號采集直接接入信號采集輸入模塊；三是控制器通過冗余光纖交換機與系統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)連接。每個子站設置多路控制點和多路數(shù)據(jù)采集點。每個遠程測控子站可獨立使用，又可與其它遠程控制子站和主控站連接，形成一個放大的測控網(wǎng)絡。在氣體收集過程中，若需要拓展可直接增加控制單元和數(shù)據(jù)采集單元，甚至直接增加一個遠程控制子站。

如圖4，圖5，圖6，所述執(zhí)行機構控制模塊箱內部設置有執(zhí)行機構控制模塊、模塊安裝底板、網(wǎng)絡連接模塊、光電耦合器和連接器。

所述信息采集模塊箱內部設置有信息采集輸入模塊、模塊安裝底板和連接器。

每一個模塊箱中的控制器為可編程邏輯控制器(PLC)，采用其內部存儲程序執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入，輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，由電源、中央處理單元(CPU)、存儲器和輸入輸出接口電路構成。測控系統(tǒng)擬選用美國Rockwell公司的核級AB控制器作為核心控制器，其中央處理單元采用三CPU的表決式系統(tǒng)，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。