CN104464857B - 一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置及传输工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，包括轨道（1）、滑动设置于轨道（1）上的运输小车（2）和驱动装置（3），反应堆厂房侧和燃料厂房侧均设置有一组驱动装置（3），驱动装置（3）包括驱动电机（5）、由驱动电机（5）驱动旋转的卷筒（6）和缠绕于卷筒（6）上的挠性传动部件（7），反应堆厂房侧和燃料厂房侧的驱动装置（3）的挠性传动部件（7）分别连接运输小车（2）的首尾两端；还公开了采用所述传输驱动装置的燃料传输工艺。本发明的有益效果是：能够实现燃料组件在反应堆厂房和燃料厂房之间长距离、安全传输；而且装置简单紧凑，成本低，易于布置、安装、调试和维修。

Description

一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置及传输工艺

技术领域

本发明涉及核电厂燃料组件输送技术领域，具体地，涉及一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置及传输工艺。

背景技术

在核电厂总体布置上，国内绝大多数堆型（如国产65万千瓦堆型、M310堆型、AP1000堆型、ACP1000堆型等）都设有反应堆厂房和燃料厂房（或辅助厂房），分别用于放置核蒸汽供应系统设备和容纳贮存新燃料组件、已辐照燃料组件（包括乏燃料组件），两个厂房通过传输通道连接，燃料元件通过燃料传输系统实现在两个厂房间的转运。

一般来说，反应堆厂房和燃料厂房（或辅助厂房）相邻且间距很小，M310堆型反应堆厂房和燃料厂房最小外壁间距仅不到100mm左右，换料水池和传输水池池壁间距也仅有约4200mm左右，换料水池和传输水池通过传输通道（包括闸阀、传输管道、盲板）连接起来。

以下以M310堆型为例，介绍燃料传输系统的构成及工作原理。

传输通道与轨道、运输小车、燃料组件容器、传输驱动装置以及两侧厂房翻转架和卷扬设备等共同组成燃料传输系统，用于在反应堆厂房和燃料厂房之间传输新燃料组件或已辐照燃料组件。

燃料组件容器放置在运输小车上，而运输小车安装在轨道上，运输小车下侧边缘装有齿条，通过齿轮齿条机构可将驱动轴旋转运动转化运输小车平移运动，从而实现燃料组件在燃料厂房和反应堆厂房之间的传输，并可通过改变电机旋转方向改变燃料组件传输方向。传输驱动装置其原动力为电动机，通过一根传动轴传到水池下面的小齿轮上。

在传输驱动装置驱动下，燃料组件容器在燃料厂房和反应堆厂房运动。到达位置后，翻转架将燃料组件容器由水平状态转成垂直状态并被锁定；当燃料组件被取出或装入后，翻转架将燃料组件容器转为水平状态。

M310堆型燃料传输系统具有一定的代表性，国产65万千瓦堆型、M310堆型、AP1000堆型、ACP1000堆型的燃料传输系统均采用基于单电机齿轮-齿条传动结构，燃料传输距离仅有10m左右。但是，基于单电机齿轮齿条驱动的传输装置仅适用于反应堆厂房和燃料厂房（或辅助厂房）间距很小布置形式，其应用需要满足如下条件：齿条的长度需大于燃料组件运输小车的行程，而运输小车的行程需要大于传输管道与燃料运输容器长度之和，燃料厂房传输水池的长度还需要大于齿条的长度，只有这样，运输小车行程范围才可以覆盖反应堆厂房与燃料厂房，齿条运动也才不受土建结构干涉。

但对于某些堆型，如地下核电站，反应堆厂房与燃料厂房则处在不同洞室，厂房间距长达几十米，若采用单电机齿轮齿条传动方式，不仅结构非常复杂，制造安装和维护成本很高；另一方面为避免齿条运动干涉，土建施工量会大大增加，仅为避免与齿条干涉开挖的孔道将达几十米；并且齿轮齿条传动结构为接触摩擦传动，特别在运输小车从静止到运动、从运动到静止的状态转换瞬间，齿轮齿条间相互作用力较大，且该作用力较大部位为齿条、齿轮的固定几个位置，长时间使用后磨损严重，寿命短，齿轮齿条需要定期更换，造成运营成本增加。因此无论从经济性、可靠性等方面考虑，燃料组件长距离传输不能采用单电机齿轮齿条驱动方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现燃料组件在反应堆厂房和燃料厂房之间长距离、安全传输的主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置及传输工艺。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，包括在反应堆厂房和燃料厂房之间设置的轨道、设置于轨道上的运输小车和驱动装置，反应堆厂房侧和燃料厂房侧均设置有一组驱动装置，所述的驱动装置包括驱动电机、由驱动电机驱动旋转的卷筒和缠绕于卷筒上的挠性传动部件，挠性传动部件与运输小车连接，反应堆厂房侧的驱动装置的挠性传动部件连接运输小车的首端，燃料厂房侧的驱动装置的挠性传动部件连接运输小车的尾端。

通过在运输小车的两侧分别设置驱动运输小车沿轨道向两个方向运动的驱动装置，有效解决了现有装置不能满足运输小车长距离运输的技术问题，能够满足运输小车需长距离传输的工况需求，并且结构简单、成本低、使用寿命长。当一侧的驱动装置提供驱动力带动运输小车沿轨道向该侧运动时，另一侧的驱动装置通过挠性传动部件提供张紧力，保证了运输小车的平稳运输。

所述的驱动装置还包括安全离合器，安全离合器安装在卷筒的主轴与直接驱动卷筒旋转的驱动轴之间，卷筒的主轴还连接有手动操作机构。安全离合器的设置可以防止驱动装置过载，提高了装置的安全性，对电机和挠性传动部件进行保护。在失电或者系统故障时，安全离合器脱离，就可通过手动操作机构转动卷筒，进而拖动燃料组件容器运动。

所述的驱动装置还包括张力检测部件，从卷筒导出的挠性传动部件绕过张力检测部件后连接运输小车。通过设置该张力检测部件，能够实时检测从动驱动装置一侧的挠性传动部件的张紧力，确保运输小车在从动侧始终具有一定的张紧力，为保证运输小车平稳传输提供参照参数。

所述的卷筒的主轴还安装有电磁制动器。用于当驱动小车到达特定工位后锁紧电机，防止运输小车位置移动，实现运输小车的精确定位。

所述的驱动装置还包括联轴器和减速机，驱动电机的电机轴通过联轴器连接减速机的输入轴，减速机的输出轴连接卷筒的主轴。减速机的设置使得传动轴能够获得较大的转动力矩，并使电机转速与运输小车运动速度相匹配，采用减速机对改变传动比，使电机工作在最佳转速范围内。

所述的驱动装置还包括滑轮组，从卷筒导出的挠性传动部件绕过滑轮组后连接运输小车。滑轮组能够实现挠性传动部件的变向，使挠性部件的延伸方向满足装置需求，节省空间。

所述的主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置还包括控制系统和用于检测运输小车位置的传感器，所述的控制系统包括工控机、通信网络系统、PLC控制器、现场总线、分布I/O、现场I/O和控制台，工控机通过通信网络系统连接PLC控制器，PLC控制器通过现场总线连接分布I/O和分布在反应堆厂房侧和燃料厂房侧的伺服电机的伺服驱动器，分布I/O连接现场I/O和控制台，现场I/O连接用于检测运输小车位置的传感器和分布在反应堆厂房侧和燃料厂房侧的张力检测部件和电磁制动器。

控制系统及传感部件的设置，使得运输小车的运行完全通过PLC控制器控制，实现了装置的自动化运行，由于PLC控制器通过反馈部件反馈的信息对各执行部件进行实时控制，保证了主动驱动电机和从动驱动电机一直工作在最合适的工作状态，保证了运输小车运行的平稳性和精确性。操作人员仅需通过工控机即可实现对输送装置进行监测和参数设定，而无需直接操控驱动装置，降低了劳动强度。

采用所述的主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置的燃料传输工艺，包括以下步骤：

S1、运输小车运输燃料组件容器从燃料厂房进入到反应堆厂房的步骤，其包括以下子步骤：

S11、当运输小车运输燃料组件容器从燃料厂房进入到反应堆厂房时，设定反应堆厂房侧的驱动电机为主动电机，设定燃料厂房侧的驱动电机为随动电机；

S12、反应堆厂房侧的驱动电机驱动卷筒回转收卷挠性传动部件，从而带动运输小车从燃料厂房向反应堆厂房运动，燃料厂房侧的驱动电机驱动卷筒回转放卷挠性传动部件；

S13、运输小车到达翻转位置，两侧驱动电机停止运动，两侧的电磁制动器工作，将运输小车锁定在固定位置；

S2、运输小车运输已辐照燃料组件从反应堆厂房进入到燃料厂房的步骤，其包括以下子步骤：

S21、当运输小车运输已辐照燃料组件从反应堆厂房进入到燃料厂房时，设定燃料厂房侧的驱动电机为主动电机，设定反应堆厂房侧的驱动电机为随动电机；

S22、燃料厂房侧的驱动电机驱动卷筒回转收卷挠性传动部件，从而带动运输小车从反应堆厂房向燃料厂房运动，反应堆厂房侧的驱动电机驱动卷筒回转放卷挠性传动部件；

S23、运输小车到达翻转位置，两侧驱动电机停止运动，两侧的电磁制动器工作，将运输小车锁定在固定位置。

该传输工艺采用两个驱动装置分别从两个方向通过挠性传动部件带动运输小车沿轨道向两个方向运动的方法，能够满足运输小车需长距离传输的工况需求，且操作方便、简单。

所述的燃料传输工艺由控制系统控制进行，启动时，PLC控制器根据运输小车位置，自动设定反应堆厂房侧驱动电机为主动电机或燃料厂房侧驱动电机为主动电机，自动设定燃料厂房侧驱动电机作为随动电机或反应堆厂房侧驱动电机为随动电机。通过控制器自动限定两侧驱动电机的工作状态，简化了操作人员的操作流程，降低了操作难度。

优选地，所述的燃料传输工艺，还包括以下步骤：

在所述步骤S12之后、所述步骤S13之前，还包括以下步骤：PLC控制器同时向反应堆厂房侧驱动电机和燃料厂房侧驱动电机给出位置给定值，PLC控制器根据位置反馈调节速度，保持反应堆厂房侧驱动电机实际速度与给定速度一致，此过程反应堆厂房侧的张力检测反馈信息对反应堆厂房侧驱动电机的调节无效，即此过程张力反馈环节对反应堆厂房侧驱动电机的调节无效，PLC控制器根据燃料厂房侧的张力检测反馈信息修正燃料厂房侧的驱动电机的速度指令，从而保证挠性传动部件处于恒张紧力状态；

在所述步骤S22之后、所述步骤S23之前，还包括以下步骤：PLC控制器同时向燃料厂房侧驱动电机和反应堆厂房侧驱动电机给出位置给定值，PLC控制器根据位置反馈调节速度，保持燃料厂房侧驱动电机实际速度与给定速度一致，此过程燃料厂房侧的张力检测反馈信息对燃料厂房侧驱动电机的调节无效，即此过程张力反馈环节对燃料厂房侧驱动电机的调节无效，PLC控制器根据反应堆厂房侧的张力检测反馈信息修正反应堆厂房侧的驱动电机的速度指令，从而保证挠性传动部件处于恒张紧力状态。

通过上述步骤，实现了采用PLC控制器控制运输小车的输送过程，PLC控制器通过反馈部件反馈的信息对各执行部件进行实时控制，保证了装置运行的稳定性和精确性；通过采集张力检测信息，实现了当一侧的驱动装置提供驱动力带动运输小车沿轨道向该侧运动时，另一侧的驱动装置通过挠性传动部件提供张紧力的方案，保证了运输小车的平稳运输。

综上，本发明的有益效果是：

1、与核电厂现有燃料传输驱动系统相比，本发明可以有效解决燃料组件长距离传输问题，能够实现燃料组件在反应堆厂房和燃料厂房之间长距离传输，结合现有核电厂成熟的轨道、运输小车、燃料组件容器以及两侧厂房翻转架和卷扬设备，即可实现燃料组件远距离传输。

2、由于采用挠性部件传动，相比现有核电厂齿轮齿条驱动传输距离仅有10m左右，本发明使驱动距离理论上可达几十米甚至上百米，而且装置简单紧凑，易于布置、安装、调试和维修。

3、燃料传输小车与电机驱动的卷筒组件之间通过挠性部件连接，如钢丝、钢带等，与齿轮齿条驱动相比，结构更简单；采用挠性传动部件成本低廉，且挠性传动部件不同于齿轮齿条的接触摩擦传动，传动部件损耗小，使用寿命长，降低了维护成本。

4、采用双电机主从驱动，可以控制传输速度和定位精度；并通过张力控制，控制挠性部件的张紧度，实现长距离传输。通过主从电机角色改变，改变传动方向；采用位置控制，并通过位置环、速度环和电流环三闭环控制主动电机位置和速度，确保运动速度满足燃料元件速度要求；随动电机控制再增加张力闭环控制，通过位置再修证，可以保持燃料运输容器的稳定性，使挠性部件不会与轨道发生摩擦，同时也可防止燃料运输容器惯性过冲，提高定位精度，解决运输小车精确传输的问题，实现运输小车平稳、精确的传输。

5、通过设置安全离合器可以防止驱动装置过载，通过设置手动操作机构，使得本发明在失电或者系统故障时，可以通过手动操作机构转动卷筒，进而拖动燃料组件容器运动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的驱动装置的结构示意图；

图3是本发明控制系统的结构示意图；

图4是本发明的驱动电机控制原理框图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1-轨道，2-运输小车，3-驱动装置，4-燃料组件容器，5-驱动电机，6-卷筒，7-挠性传动部件，8-张力检测部件，9-滑轮组，10-联轴器，11-减速机，12-安全离合器，13-手动操作机构，14-电磁制动器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，如图1所示，包括在反应堆厂房和燃料厂房之间设置的轨道1、滑动设置于轨道1上的运输小车2和驱动装置3，反应堆厂房侧和燃料厂房侧均设置有一组驱动装置3，燃料组件容器4设置于运输小车2上，由运输小车2运输燃料组件容器4，如图2所示，所述的驱动装置3包括驱动电机5、由驱动电机5驱动旋转的卷筒6和缠绕于卷筒6上的挠性传动部件7，挠性传动部件7一端固定连接于卷筒6后缠绕于卷筒6上，挠性传动部件7的另一端与运输小车2连接，反应堆厂房侧的驱动装置3的挠性传动部件7连接运输小车2的首端，燃料厂房侧的驱动装置3的挠性传动部件7连接运输小车2的尾端。工作时，两套驱动装置3互为主从，当反应堆厂房侧和燃料厂房侧的驱动装置3中的任意一个驱动装置3为主动驱动装置3时，另一个驱动装置3为从动驱动装置3，主动驱动装置3的驱动电机5带动卷筒6收卷挠性传动部件7，从而带动运输小车2沿轨道1向该侧厂房移动，从动驱动装置3的驱动电机5带动卷筒6放卷挠性传动部件7，配合运输小车2的移动，通过反应堆厂房侧和燃料厂房侧的驱动装置3的主动驱动装置3和从动驱动装置3的互换实现运输小车2的双向移动。图1中同时示出了运输小车2在反应堆厂房侧时和在燃料厂房侧时的连接结构，故图1中存在两个运输小车2，而实际工况中轨道1上仅安装一个运输小车2。

通过在运输小车2的两侧分别设置驱动运输小车2沿轨道1向两个方向运动的驱动装置3，有效解决了现有装置不能满足运输小车长距离运输的技术问题，能够满足运输小车需长距离传输的工况需求，并且结构简单、成本低、使用寿命长。当一侧的驱动装置3提供驱动力带动运输小车沿轨道向该侧运动时，另一侧的驱动装置3通过挠性传动部件提供张紧力，保证了运输小车2的平稳运输。

卷筒6组件：用于挠性传动部件7的卷绕。卷筒6组件上加工有导向螺旋槽，使卷绕的挠性部件可以有序排列。

驱动电机5：驱动装置3的动力源，可采用伺服电机、直流电机和带位置检测的变频电机，驱动电机5驱动卷筒6组件，从而带动运输小车2在两个厂房之间运动。

挠性传动部件7：用于传递动力的挠性部件，如钢丝绳、钢带等。

所述的轨道1、运输小车2、燃料组件容器4以及两侧厂房翻转架和卷扬设备均可采用成熟的核电厂燃料传输系统技术。

如图2所示，优选地，所述的驱动装置3还包括张力检测部件8，从卷筒6导出的挠性传动部件7绕过张力检测部件8后连接运输小车2。

通过设置该张力检测部件8，能够实时检测从动驱动装置一侧的挠性传动部件的张紧力，确保运输小车在从动侧始终具有一定的张紧力，为保证运输小车平稳传输提供参照参数。

张力检测部件8：为张力传感器或张力调节辊，用于反馈挠性传动部件7张力，特别是当采用PLC控制器控制装置运行时，张力检测部件8与主控制器构成张力闭环控制，实现挠性传动部件7恒张力控制。

优选地，所述的驱动装置3还包括滑轮组9，从卷筒6导出的挠性传动部件7绕过滑轮组9后连接运输小车2。

滑轮组9：可因为传输装置挠性传动部件7需要多次变向，通过滑轮组9可以改变挠性部件的运动方向，使挠性部件7的延伸方向满足装置需求，节省空间。

优选地，所述的驱动装置3还包括联轴器10和减速机11，驱动电机5的电机轴通过联轴器10连接减速机11的输入轴，减速机11的输出轴连接卷筒6的主轴。

联轴器10：连接驱动电机5和减速机11。

减速机11：为获得较大的转动力矩，并使电机转速与运输小车2运动速度相匹配，采用减速机11对改变传动比，使电机工作在最佳转速范围内。

优选地，所述的驱动装置3还包括安全离合器12，安全离合器12安装在卷筒6的主轴与直接驱动卷筒6旋转的驱动轴之间，卷筒6的主轴还连接有手动操作机构13，本实施例中安全离合器12的两端分别连接减速器的输出轴和卷筒6的主轴。

优选地，所述的卷筒6的主轴还安装有电磁制动器14。

安全离合器12：用于联接减速机11和卷筒6组件，可采用摩擦离合器，在载荷超过允许载荷时，会中断传动，提高了装置的安全性，对电机和挠性传动部件7进行保护。

手动操作机构13：在失电或者系统故障时，电磁制动器14失去制动功能，安全离合器12脱离，就可通过手动操作机构13转动卷筒6，进而拖动燃料组件容器4运动。

电磁制动器14：在驱动电机5带动运输小车2到达翻转位置时，两侧电磁制动器14工作，锁紧电机，从而防止运输小车2位置发生移动，实现运输小车2的精确定位。

优选地，所述的主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置还包括控制系统和用于检测运输小车2位置的传感器，如图3所示，所述的控制系统包括工控机、通信网络系统、PLC控制器、现场总线、分布I/O、现场I/O和控制台，工控机通过通信网络系统连接PLC控制器，PLC控制器通过现场总线连接分布I/O、现场I/O和控制台。分布I/O连接用于检测运输小车2位置的传感器和分布在反应堆厂房侧和燃料厂房侧的驱动电机5、张力检测部件8和电磁制动器14。

控制系统及传感部件的设置，使得运输小车2的运行完全通过PLC控制器控制，实现了装置的自动化运行，由于PLC控制器通过反馈部件反馈的信息对各执行部件进行实时控制，保证了主动驱动电机和从动驱动电机一直工作在最合适的工作状态，保证了运输小车2运行的平稳性和精确性。操作人员仅需通过工控机即可实现对输送装置进行监测和参数设定，而无需直接操控驱动装置，降低了劳动强度。

工控机：作为操作员工作站，与PLC进行通讯，并将数据存入数据库，用于设备状态监视、系统故障诊断、报表数据生成以及操作指导等。

通信网络系统由工业以太网协议通讯模块组成，本实施例中采用TCP/IP工业以太网，用于工控机之间数据高速交换。

PLC控制器：用于完成系统逻辑控制、运动控制、数据处理和通信联网，

现场总线：负责对系统的伺服控制器、分布I/O进行管理，包括速度、力矩、位置等参数的命令传送与设置，现场数据采集及设备控制，

分布I/O：将控制台控制信号和现场输入输出信号进行采集并传送到PLC，同时执行PLC的控制指令，驱动现场设备工作；

控制台：人机交互设备，主要安装了系统操作指示用的开关、按钮、指示灯等。

所述的用于检测运输小车2位置的传感器为驱动电机5的编码器或设置在轨道1一侧的行程开关、接近开关。

采用所述的主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置的燃料传输工艺，包括以下步骤：

S1、运输小车2运输燃料组件容器4从燃料厂房进入到反应堆厂房的步骤，其包括以下子步骤：

S11、当运输小车2运输燃料组件容器4从燃料厂房进入到反应堆厂房时，设定反应堆厂房侧的驱动电机5为主动电机，设定燃料厂房侧的驱动电机5为随动电机；

S12、反应堆厂房侧的驱动电机5驱动卷筒6回转收卷该侧的挠性传动部件7，从而带动运输小车2从燃料厂房向反应堆厂房运动，燃料厂房侧的驱动电机5驱动卷筒6回转放卷该侧的挠性传动部件7；

S13、运输小车2到达翻转位置，两侧驱动电机5停止运动，两侧的电磁制动器14工作，将运输小车2锁定在固定位置，系统可进行翻转操作和装料；

S2、运输小车2运输已辐照燃料组件从反应堆厂房进入到燃料厂房的步骤，其包括以下子步骤：

S21、当运输小车2运输已辐照燃料组件从反应堆厂房进入到燃料厂房时，设定燃料厂房侧的驱动电机5为主动电机，设定反应堆厂房侧的驱动电机5为随动电机；

S22、燃料厂房侧的驱动电机5驱动卷筒6回转收卷该侧的挠性传动部件7，从而带动运输小车2从反应堆厂房向燃料厂房运动，反应堆厂房侧的驱动电机5驱动卷筒6回转放卷该侧的挠性传动部件7；

S23、运输小车2到达翻转位置，两侧驱动电机5停止运动，两侧的电磁制动器14工作，将运输小车2锁定在固定位置，系统可进行翻转操作；

燃料传输驱动装置3采用挠性传动部件7连接，在工作过程，不仅需要保持主从电机的速度同步，还要保持作为保持缆的挠性传动部件7处于一定的张紧状态，因此两台电机功率不平衡；此外，传动方向需要发生变化，系统采用柔性传动，因此需要通过改变电机主从角色的方式实现传动方向变化。

该传输工艺采用两个驱动装置分别从两个方向通过挠性传动部件带动运输小车沿轨道向两个方向运动的方法，能够满足运输小车需长距离传输的工况需求，且操作方便、简单。

所述的燃料传输工艺由控制系统控制进行，启动系统时，PLC控制器根据运输小车2位置，自动设定反应堆厂房侧驱动电机5为主动电机或燃料厂房侧驱动电机5为主动电机，自动设定燃料厂房侧驱动电机5作为随动电机或反应堆厂房侧驱动电机5为随动电机。通过控制器自动限定两侧驱动电机的工作状态，简化了操作人员的操作流程，降低了操作难度。

当采用PLC控制器控制燃料传输时，所述的燃料传输工艺，还包括以下步骤：

在所述步骤S12之后、所述步骤S13之前，还包括以下步骤：如图4所示，PLC控制器同时向反应堆厂房侧驱动电机5和燃料厂房侧驱动电机5给出位置给定值，PLC控制器根据位置反馈调节速度，保持反应堆厂房侧驱动电机5实际速度与给定速度一致，此过程张力反馈环节对反应堆厂房侧驱动电机5的调节无效，PLC控制器根据燃料厂房侧的张力检测反馈信息修正燃料厂房侧的驱动电机5的速度指令，从而保证挠性传动部件7处于恒张紧力状态，还能保证运输小车2平稳运行；

在所述步骤S22之后、所述步骤S23之前，还包括以下步骤：PLC控制器同时向燃料厂房侧驱动电机5和反应堆厂房侧驱动电机5给出位置给定值，PLC控制器根据位置反馈调节速度，保持燃料厂房侧驱动电机5实际速度与给定速度一致，此过程张力反馈环节对燃料厂房侧驱动电机5的调节无效，PLC控制器根据反应堆厂房侧的张力检测反馈信息修正反应堆厂房侧的驱动电机5的速度指令，从而保证挠性传动部件7处于恒张紧力状态，还能保证运输小车2平稳运行；

所述的步骤S13、步骤S23中运输小车2到达翻转位置可通过主动电机编码器获得位置信息，也可通过设置在对应位置的传感器如行程开关、接近开关等获得位置信息。

所述伺服驱动为具有位置、速度反馈的闭环驱动，通过主动电机实现位置闭环控制，通过随动电机实现张力闭环控制和位置闭环控制，从而可以实现运输小车2平稳、精确的传输。并可通过改变主动电机和随动电机的角色，实现传输方向改变。

所述的主动电机和随动电机均采用位置控制模式，PLC控制器同时向主动电机和随动电机给出位置给定值，主动电机根据位置反馈调节速度，保持实际速度与给定速度一致，此过程张力反馈环节无效；而随动电机则根据张力反馈，修正位置脉冲频率，调节随动电机速度。

无论主动电机和随动电机，在系统启动状态，得到的指令信息完全相同，若出现不同步状态，则张力传感器反馈值与张力设定值会产生偏差，通过位置修正用控制器进行校正，则可保持速度同步的前提下，传动钢丝绳处于恒张力状态。

具体地，当采用控制系统控制上述燃料传输工艺时，以从燃料厂房进入到反应堆厂房开始，此时运输小车2位于燃料厂房侧，其操作步骤为：

S1、启动控制系统，PLC控制器根据运输小车2位置，自动设定反应堆厂房侧驱动电机5为主动电机，燃料厂房侧驱动电机5作为随动电机，可通过主动电机编码器获得运输小车2的位置信息，也可通过设置在对应位置的传感器如行程开关、接近开关等获得运输小车2的位置信息；

S2、主动电机和随动电机均采用位置控制模式，PLC控制器同时向主动电机和随动电机给出位置给定值，PLC控制器根据位置反馈调节速度，保持主动电机实际速度与给定速度一致，此过程张力反馈环节无效；而对于随动电机，PLC控制器则根据张力反馈，修正位置脉冲频率，调节随动电机速度；

无论主动电机和随动电机，在系统启动状态，得到的指令信息完全相同，若出现不同步状态，则张力传感器反馈值与张力设定值会产生偏差，通过位置修正用控制器进行校正，则可保持速度同步的前提下，传动钢丝绳处于恒张力状态，保证运输小车2平稳运行；

反应堆厂房侧的驱动电机5驱动卷筒6回转收卷该侧的挠性传动部件7，从而带动运输小车2从燃料厂房向反应堆厂房运动，燃料厂房侧的驱动电机5驱动卷筒6回转放卷该侧的挠性传动部件7；

S3、当运输小车2到达翻转位置，控制器控制两侧驱动电机5停止运动、两侧的电磁制动器14工作，将运输小车2锁定在固定位置，系统可进行翻转操作和装料；

S4、燃料组件运输容器翻转和装料；

S5、燃料运输容器放回运输小车2后，PLC控制器将燃料厂房侧驱动电机5设置为主动电机，反应堆厂房侧驱动电机5设置为随动电机，燃料厂房侧驱动电机5拖动运输小车2从反应堆厂房向燃料厂房运动，反应堆厂房侧驱动电机5保证挠性部件处于恒张紧力状态；

主动电机和随动电机均采用位置控制模式，PLC控制器同时向主动电机和随动电机给出位置给定值，PLC控制器根据位置反馈调节速度，保持主动电机实际速度与给定速度一致，此过程张力反馈环节无效；而对于随动电机，PLC控制器则根据张力反馈，修正位置脉冲频率，调节随动电机速度；

无论主动电机和随动电机，在系统启动状态，得到的指令信息完全相同，若出现不同步状态，则张力传感器反馈值与张力设定值会产生偏差，通过位置修正用控制器进行校正，则可保持速度同步的前提下，传动钢丝绳处于恒张力状态，保证运输小车2平稳运行；

燃料侧的驱动电机5驱动卷筒6回转收卷该侧的挠性传动部件7，从而带动运输小车2从反应堆厂房向燃料厂房运动，反应堆厂房侧的驱动电机5驱动卷筒6回转放卷该侧的挠性传动部件7；

S6、当运输小车2到达燃料厂房翻转位置，控制器控制两侧驱动电机5停止运动、两侧的电磁制动器14工作，将运输小车2锁定在固定位置，可进行翻转操作；

S7、重复上述步骤，实现多组燃料组件在两个厂房之间传输。

通过上述步骤，实现了采用PLC控制器控制运输小车2的输送过程，实现了装置的自动化运行，PLC控制器通过反馈部件反馈的信息对各执行部件进行实时控制，保证了主动驱动电机和从动驱动电机一直工作在最合适的工作状态，保证了运输小车运行的平稳性和精确性；通过采集张力检测信息，实现了当一侧的驱动装置提供驱动力带动运输小车沿轨道向该侧运动时，另一侧的驱动装置通过挠性传动部件提供张紧力的方案，保证了运输小车2的平稳运输。

如上所述，可较好的实现本发明。

Claims (10)

1.一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，包括在反应堆厂房和燃料厂房之间设置的轨道（1）和设置于轨道（1）上的运输小车（2），其特征在于，还包括驱动装置（3），反应堆厂房侧和燃料厂房侧均设置有一组驱动装置（3），所述的驱动装置（3）包括驱动电机（5）、由驱动电机（5）驱动旋转的卷筒（6）和缠绕于卷筒（6）上的挠性传动部件（7），挠性传动部件（7）与运输小车（2）连接，反应堆厂房侧的驱动装置（3）的挠性传动部件（7）连接运输小车（2）的首端，燃料厂房侧的驱动装置（3）的挠性传动部件（7）连接运输小车（2）的尾端。

2.根据权利要求1所述的一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，其特征在于，所述的驱动装置（3）还包括安全离合器（12），安全离合器（12）安装在卷筒（6）的主轴与直接驱动卷筒（6）旋转的驱动轴之间，卷筒（6）的主轴还连接有手动操作机构（13）。

3.根据权利要求1或2所述的一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，其特征在于，所述的驱动装置（3）还包括张力检测部件（8），从卷筒（6）导出的挠性传动部件（7）绕过张力检测部件（8）后连接运输小车（2）。

4.根据权利要求3所述的一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，其特征在于，所述的卷筒（6）的主轴还安装有电磁制动器（14）。

5.根据权利要求1所述的一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，其特征在于，所述的驱动装置（3）还包括联轴器（10）和减速机（11），驱动电机（5）的电机轴通过联轴器（10）连接减速机（11）的输入轴，减速机（11）的输出轴连接卷筒（6）的主轴。

6.根据权利要求1所述的一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，其特征在于，所述的驱动装置（3）还包括滑轮组（9），从卷筒（6）导出的挠性传动部件（7）绕过滑轮组（9）后连接运输小车（2）。

7.根据权利要求4所述的一种主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置，其特征在于，还包括控制系统和用于检测运输小车（2）位置的传感器，所述的控制系统包括工控机、通信网络系统、PLC控制器、现场总线、分布I/O、现场I/O和控制台，工控机通过通信网络系统连接PLC控制器，PLC控制器通过现场总线连接分布I/O和分布在反应堆厂房侧和燃料厂房侧的伺服电机的伺服驱动器，分布I/O连接现场I/O和控制台，现场I/O连接用于检测运输小车（2）位置的传感器和分布在反应堆厂房侧和燃料厂房侧的张力检测部件（8）和电磁制动器（14）。

8.采用如权利要求7所述的主从双向伺服驱动燃料传输驱动装置的燃料传输工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、运输小车（2）运输燃料组件容器（4）从燃料厂房进入到反应堆厂房的步骤，其包括以下子步骤：

S11、当运输小车（2）运输燃料组件容器（4）从燃料厂房进入到反应堆厂房时，设定反应堆厂房侧的驱动电机（5）为主动电机，设定燃料厂房侧的驱动电机（5）为随动电机；

S12、反应堆厂房侧的驱动电机（5）驱动卷筒（6）回转收卷挠性传动部件（7），从而带动运输小车（2）从燃料厂房向反应堆厂房运动，燃料厂房侧的驱动电机（5）驱动卷筒（6）回转放卷挠性传动部件（7）；

S13、运输小车（2）到达翻转位置，两侧驱动电机（5）停止运动，两侧的电磁制动器（14）工作，将运输小车（2）锁定在固定位置；

S2、运输小车（2）运输已辐照燃料组件从反应堆厂房进入到燃料厂房的步骤，其包括以下子步骤：

S21、当运输小车（2）运输已辐照燃料组件从反应堆厂房进入到燃料厂房时，设定燃料厂房侧的驱动电机（5）为主动电机，设定反应堆厂房侧的驱动电机（5）为随动电机；

S22、燃料厂房侧的驱动电机（5）驱动卷筒（6）回转收卷挠性传动部件（7），从而带动运输小车（2）从反应堆厂房向燃料厂房运动，反应堆厂房侧的驱动电机（5）驱动卷筒（6）回转放卷挠性传动部件（7）；

S23、运输小车（2）到达翻转位置，两侧驱动电机（5）停止运动，两侧的电磁制动器（14）工作，将运输小车（2）锁定在固定位置。

9.根据权利要求8所述的燃料传输工艺，其特征在于，所述的燃料传输工艺由控制系统控制进行，启动时，PLC控制器根据运输小车（2）位置，自动设定反应堆厂房侧驱动电机（5）为主动电机或燃料厂房侧驱动电机（5）为主动电机，自动设定燃料厂房侧驱动电机（5）作为随动电机或反应堆厂房侧驱动电机（5）为随动电机。

10.根据权利要求9所述的燃料传输工艺，其特征在于，还包括以下步骤：

在所述步骤S12之后、所述步骤S13之前，还包括以下步骤：PLC控制器同时向反应堆厂房侧驱动电机（5）和燃料厂房侧驱动电机（5）给出位置给定值，PLC控制器根据位置反馈调节速度，保持反应堆厂房侧驱动电机（5）实际速度与给定速度一致，此过程反应堆厂房侧的张力检测反馈信息对反应堆厂房侧驱动电机（5）的调节无效，PLC控制器根据燃料厂房侧的张力检测反馈信息修正燃料厂房侧的驱动电机（5）的速度指令，从而保证挠性传动部件（7）处于恒张紧力状态；

在所述步骤S22之后、所述步骤S23之前，还包括以下步骤：PLC控制器同时向燃料厂房侧驱动电机（5）和反应堆厂房侧驱动电机（5）给出位置给定值，PLC控制器根据位置反馈调节速度，保持燃料厂房侧驱动电机（5）实际速度与给定速度一致，此过程燃料厂房侧的张力检测反馈信息对燃料厂房侧驱动电机（5）的调节无效，PLC控制器根据反应堆厂房侧的张力检测反馈信息修正反应堆厂房侧的驱动电机（5）的速度指令，从而保证挠性传动部件（7）处于恒张紧力状态。