Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Особенности электропривода кластера атомного реактора 7
1.1 Условия эксплуатации электропривода 7
1.2 Требования к электроприводу 9
1.3 Основные типы электроприводов кластеров 11
1.4 Конструктивные особенности шагового электромагнитного привода кластера 14
1.5 Выводы 20
ГЛАВА 2. Оптимизация шагового режима ШЭМП 21
2.1 Расчетная модель ШЭМП для режима отработки одного шага 21
2.2 Динамические показатели ШЭМП в режиме отработки шага 31
2.3 Оптимизация токового управления ШЭМП 45
2.4 Оптимизация старт-стопного режима ШЭМП на основе фаззи-управления 57
2.5 Выводы 79
ГЛАВА 3. Автоматизация многошаговых режимов работы ШЭМП при отработке технологических режимов реактора 80
3.1 Особенности работы ШЭМП при отработке многошагового режима 80
3.2 Составление расчетной модели ШЭМП при отработке многошагового технологического режима 86
3.3 Отработка многошагового технологического режима с внутренним контуром по аксиальному офсету 92
3.4 Выводы 98
ГЛАВА 4. Практическая реализация 99
4.1 Составление принципиальной схемы ШЭМП с многоканальным фаззи-регулятором 99
4.2. Программная реализация фаззи - регулятора тока 104
4.3. Практическая реализация контура по аксиальному офсету 114
4.4. Выводы .115
Заключение 116
Литература 117
- Конструктивные особенности шагового электромагнитного привода кластера
- Динамические показатели ШЭМП в режиме отработки шага
- Составление расчетной модели ШЭМП при отработке многошагового технологического режима
- Программная реализация фаззи - регулятора тока
Введение к работе
В настоящее время в Российской Федерации уделяется большое внимание развитию атомной энергетики. Многие российские организации принимают участие в строительстве атомных блоков нового поколения, как в России, так и за рубежом: в Иране, Китае, Индии. Основная задача, стоящая перед разработчиками оборудования для АЭС, является повышение технических характеристик и сроков службы, при обеспечении высочайшего уровня безопасности на всех этапах жизнедеятельности проектируемого оборудования.
В качестве основного канала регулирования тепловой мощности атомного реактора, с водой под давлением, используется перемещение поглощающих стержней в активной зоне (рис.1), перемещая стержни можно изменять тепловыделение в активной зоне. Группа поглощающих стержней объединяется в т.н. кластер. В современном реакторе используется более ста кластеров. Каждый кластер жестко сцеплен с валом электропривода. По сути, электроприводы кластеров являются органами регулирования тепловой мощности атомного реактора. Помимо работы в режиме регулирования тепловой мощности электропривод должен обеспечить быстрый ввод кластера в активную зону в случае аварийной ситуации в реакторе. От того насколько качественно и надежно привод выполняет свои функции, зависит качество и безопасность работы реактора в целом.
О Q
- тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ);
- активная зона;
- группа поглощающих стержней - кластер;
- привод поглощающих стержней
t t t т-
вход теплоносителя 3
Рис. 1 Основные элементы атомного реактора с водой под давлением. В настоящее время в реакторах с водой под давлением применяется 3 типа электроприводов [1]:
редукторный привод с реактивным двигателем (РРД);
линейный шаговый привод (ЛШП);
шаговый электромагнитный привод (ШЭМП).
Рис.2 Количество атомных реакторов с различными типами электроприводов
кластеров (на февраль 2003 г.).
Каждый из этих электроприводов обладает определенными достоинствами и недостатками. Опыт эксплуатации данных типов электроприводов показал, что наиболее оптимальным по уровню заложенных конструкционных решений, надежности, удобству эксплуатации является шаговый электромагнитный тип привода. Благодаря своим эксплуатационным достоинствам ШЭМП нашел достаточно широкое применение на современных реакторах (рис.2). Этот привод является объектом исследования в данной работе.
Тенденция развития современных реакторов направлена на увеличение срока службы оборудования (до 50-60 лет) и на повышение уровня автоматизации всех технологических режимов, выполняемых электроприводами кластеров [2]. Для дальнейшего повышения надежности и срока службы ШЭМП следует смягчить процесс жесткой механической фиксации шага, тем самым снизить ударные явления в режиме отработки приводом шага. В настоящее время отсутствует методическая разработка по детальному анализу режимов работы ШЭМП, что существенно повышает временные затраты на проектирование приводов данного типа. Для повышения качества и безопасности работы реактора требуется автоматизация технологических режимов с автоматическим регулированием приводами кластеров тепловой мощности. В существующих ус-
-6-тановках оператор принимает участие в формировании команд на движение электропривода кластера в некоторых режимах, например при выравнивании энерговыделения по высоте активной зоны.
На основании изложенного актуальна задача оптимизации шагового электропривода кластера как в режимах отработки одного шага, так и в технологических режимах перемещения кластеров. Целью оптимизации является повышение качества отработки приводом шага с минимизацией ударов и повышение уровня автоматизации процесса регулирования приводом мощности реактора с минимизацией влияния человеческого фактора на данный процесс. Для достижения этой цели решались следующие основные задачи:
разработка расчетной модели ШЭМП в режиме отработки шага;
оптимизация режима отработки приводом шага на основе старт - стопного режима с фаззи - регулятором;
разработка расчетной модели ШЭМП при отработке технологического режима;
синтез регулятора нейтронного потока в системе ШЭМП кластера;
автоматизация работы ШЭМП при выравнивании энерговыделения по высоте активной зоны;
практическая реализация системы управления привода с предложенным алгоритмом оптимизации отработки шага и технологического перемещения кластера.
Конструктивные особенности шагового электромагнитного привода кластера
На ядерных реакторов, с водой под давлением, применяются 3 типа приводов: - редукторный привод непрерывного действия; - линейный шаговый привод; - шаговый электромагнитный привод. В редукторном приводе непрерывного действия применяется реактивный электродвигатель. Отличие его от обычных электродвигателей в том, что: между ротором и статором устанавливается разделительная герметизирующая рубашка для защиты внутренней полости электродвигателя от воздействия теплоносителя первого контура. Герметизирующая рубашка приводит к значительному снижению электромагнитных связей ротора и статора и, как следствие, к снижению КПД двигателя, увеличению тока холостого хода и т.д. От ведущей шестерни двигателя вращение передается на редуктор. Особенность данной модификации привода заключается в том, что реечная шестерня прижимается к рейке усилием электромагнита, который обесточивается в случае срабатывания -аварийной защиты и кластер падает вниз. В качестве датчика положения на роторе двигателя применяется индуктивный датчик положения. Достоинства "реечного" привода: - электрическое регулирование скорости перемещения кластера позволяет обеспечить большой диапазон регулирования скорости; - скорость перемещения вниз зависит от скорости вращения двигателя, что позволяет использовать этот привод для реакторов с небольшим весом кластеров; - наличие редуктора позволяет использовать этот привод для реакторов с большим весом кластеров; Недостатки: - низкий КПД, - износ передачи шестерня-рейка. - сложность конструкции (несколько шестерен, преобразователь движения, дополнительный электромагнит). - срок службы не более 8 лет. Основным элементом линейного шагового привода является четырехфазный линейный шаговый двигатель. При коммутации в определенной последовательности от тиристорного преобразователя обмоток управления двигателя якорь, жестко сцепленный с кластером, может перемещаться в ту или иную сторону фиксированными шагами. По сигналу аварийной защиты питание двигателя отключается, и кластер под действием собственного веса падает в активную зону реактора. Электропривод снабжен датчиком положения кластера, выполненным в виде индуктивных катушек с магнитопроводом. Основными преимуществами такой конструкции привода являются: - отсутствие в приводе механических передач (связь якоря со статором осуществляется только силами электромагнитного поля, создаваемого обмотками управления); - отсутствуют преобразователи одного вида движения в другой; - электрическое регулирование скорости перемещения кластера; Недостатки данного привода: - высокие энергозатраты; - значительные габаритные размеры (длина привода увеличивается на всю длину хода кластера); - значительные поперечные (паразитные) усилия, которые значительно усложняют эксплуатацию привода. - срок службы не более 10 лет. Шаговый электромагнитный привод представляет собой шаговый электромагнитный механизм, обеспечивающий вертикальное возвратно-поступательное перемещение или удержание штанги, сцепленной с кластером. Режим перемещения штанги обеспечивается подачей импульсов тока, коммутируемых по соответствующей циклограмме, на катушки электромагнитов. Контроль положения кластера осуществляется датчиком положения, принцип действия которого основан на электромагнитном взаимодействии блока катушек датчика и шунта штанги. В режиме аварийной защиты электромагниты обесточиваются, и штанга совместно с кластером падает вниз под действием собственного веса. Основными преимуществами такой конструкции привода являются: - отсутствие редуктора; - простая эксплуатация; - сниженные токи электромагнитов и, следовательно, тепловые нагрузки на них (по сравнению с линейным шаговым приводом). - срок службы до 30 лет. Недостатки: - наличие ударов в подвижных механических элементах, и как следствие их износ. Опыт эксплуатации данных типов электроприводов показал, что наиболее оптимальным по уровню заложенных конструкционных решений, надежности, удобству эксплуатации является шаговый электромагнитный тип привода [2]. Поэтому он нашел достаточно широкое применение, и устанавливается на современные реакторы. Этот привод стал объектом исследования в данной работе. Привод представляет собой электромагнитный механизм (рис. 1.2), обеспечивающий вертикальное возвратно — поступательное шаговое перемещение или удержание штанги, жестко сцепленной с кластером. Режим перемещения привода обеспечивается подачей импульсов тока, коммутируемых в определенной последовательности по принципу времени на катушки электромагнитов привода, в результате чего, связанная с подвижным полюсом подвижная защелка (13, рис. 1.2) перемещает штангу, а фиксирующая защелка (14) удерживает её между перемещениями. Режим стоянки привода обеспечивается подачей тока на фиксирующий электромагнит (10), в результате чего связанная с подвижным полюсом магнита фиксирующая защелка обеспечивает удержание штанги. Тянущий и запирающий электромагниты (8, 9) в это время обесточены, т.е. подвижная защелка открыта (расцеплена со штангой). В режиме аварийной защиты все три электромагнита обесточены, защелки открыты, и штанга имеет возможность свободного падения. Работу привода удобно рассмотреть по кинематической схеме рис. 1.3 и циклограммам токов магнитов при шаге вверх и вниз (рис.1.4 и 1.5). В исходном состоянии включен фиксирующий электромагнит (подвижный полюс втянут в магнит), и кулачки фиксирующей защелки удерживают штангу в подвешенном состоянии. Тянущий и запирающий магниты обесточены. Работа привода при перемещении штанги вверх происходит в следующем порядке в соответствии с циклограммой токов при шаге вверх и кинематической схемой: 1) возбуждается запирающий электромагнит. Подвижный полюс, связанный ґ.. с фиксирующей трубой, перемещается на величину хода 9 мм, и закрывает кулачки подвижной защелки. 2) обесточивается фиксирующий электромагнит. Подвижный полюс ФМ, связанный с запирающей трубой, перемещается вниз (свободное падение) на ход 12 мм и открывает кулачки фиксирующей защелки. Штанга повисает на кулачках подвижной защелки. Полюс ЗМ по отношению к магниту находит ся в неустойчивом состоянии, а усилия магнита недостаточно, чтобы перейти в устойчивое состояние. 3) подается форсированный ток на тянущий и запирающий электромагниты и блок перемещения (с закрытыми кулачками подвижной защелки) перемещает штангу на ход 20 мм. При этом механический удар демпфируется пружиной. 4) возбуждается фиксирующий электромагнит. При перемещении подвижно-го полюса ФМ с запирающей трубой на ход 12 мм происходит закрытие кулачков фиксирующей защелки. 5) обесточивается запирающий электромагнит. Подвижный полюс ЗМ с запирающей трубой перемещается вниз (свободное падение) на ход 9 мм. Происходит открытие кулачков подвижной защелки (штанга отсоединяется от блока перемещения). Одновременно снижается ток на тянущем электромагните. Блок перемещения с открытыми кулачками подвижной защелки перемещается вниз на ход 20 мм, соответствующий ходу штанги.
Динамические показатели ШЭМП в режиме отработки шага
Особенность работы данного электропривода заключается в наличии существенной силы трения, меняющегося в широком диапазоне. Методика экспериментальной оценки силы трения на действующих реакторах заключается в определении силы протаскивания кластера в каналах тепловыделяющих элементах (ТВЭЛ) при планово предупредительном ремонте. Результаты показали, что сила трения меняется в широком диапазоне, и на данный момент времени отсутствуют методики расчета, которые позволили бы количественно точно определить силу трения между кластером и каналом ТВЭЛ. Также важной особенностью привода является нелинейная зависимость тягового усилия магнита от положения якоря магнита при отработке шага. В настоящее время тенденция развития реакторов, в которых применены приводы такого класса, направлена на существенное увеличение срока службы оборудования (до двукратного увеличения). Поэтому актуальна задача оптимизации работы данного электропривода в направлении повышения качества отработки шага, т.е. снижение механических ударов, что способствует увеличению срока службы электропривода. Решить эту задачу для данного типа электропривода представляется возможным за счет введения в конструкцию ШЭМП датчика положения шага, и регулирования токами магнитов привода в функции перемещения кластера. При таком управлении токами магнитов привода регулятор тока должен реали-зовывать следующие режимы: нелинейную зависимость тягового усилия магнита от положения якоря, не имеющую точного математического описания; минимизировать удар якоря магнита о демпфирующую пружину, причем удар должен быть минимален как при максимальном, так и при минимальном трении; минимизировать доработку исходной системы управления магнитами. В автоматизированном электроприводе находят достаточно широкое применение регуляторы типов: П, ПД, ПИД и т.д. Однако, такие регуляторы реализуют линейные алгоритмы с неизменными параметрами, и которые оказываются недостаточно эффективными в системе с нелинейностями и изменяющимися параметрами, что показало исследование электропривода со штатным регулятором в предыдущей части доклада. Поэтому для данного типа электроприводов представляется целесообразным в качестве регулятора тока использовать фаззи - регулятор, построенный на принципах нежесткой (фаззи) логики, позволяющий реализовать достаточно простым логическим способом необходимый для требуемого качества процесса нелинейный алгоритм [14]. Алгоритм управления для фаззи - регулятора (ФР), как и традиционного регулятора, означает зависимость его выходной переменной — управляющего воздействия у - от входных физических переменных xj, х2,...хп (рис.2.21). В отличие от традиционного регулятора в фаззи - регуляторе процесс преобразования физических входных переменных в управляющее воздействие происходит через три функциональных блока на основе фаззи - логики [15]: блок фаззификации (Ef) осуществляет преобразование Xj, х2 в значениях их функций принадлежности ju(xi), ju(x2) к входным лингвистическим переменным - терминам А], А3. Функций принадлежности (ФП) количественно определяют взаимосвязь физических переменных с лингвистическими переменными. блок логического заключения (Inf) преобразует на основе свода правил, записанных в памяти ФР, входные термины А/, А2 в выходные В с определенными значениями функций принадлежности /л(у) выходной переменной у; блок дефаззификации (Dff) осуществляет обратное преобразование выходного термина В в физическое управляющее воздействие у. Проиллюстрируем принцип работы ФР. Интервал изменения входных величин х; разбивается на несколько уровней, каждому уровню присваивается лингвистический термин (например: малое, среднее, большое). Эти уровни называют фаззи - множества, которые характеризуются функциями принадлежности ц, меняющимися от нуля до единицы (рис. 2.22). Математически функция принадлежности выражается чаще всего треугольной функцией и означает степень принадлежности конкретного значения физической переменной к тому или иному множеству. Так как множества перекрываются, то данное значение физической переменной принадлежит одновременно к двум фаззи - множествам.
Алгоритм регулирования заложен в своде правил. Блок логического заключения на основе свода правил «принимает решение» и выдает входное воздействие в терминах фаззи - логики. Затем осуществляется процедура преобразования выходной фаззи - переменной в управляющее воздействие.
Например: функционирование алгоритма формирования одного значения управляющего воздействия по одной паре значений входных переменных будет выглядеть следующим образом: . для двух входных переменных (xj и х2) каждая пара их значений ( и ,2) определяет от двух до четырех значений ФП:
Проведенный анализ показал, что фаззи-управление позволяет относительно просто на логической основе реализовать необходимый для решения задачи нелинейный алгоритм, предварительно составленный экспертом. Представляется актуальным применение фаззи - управления в классе шаговых электромагнитных приводов кластеров атомного реактора для повышения качества отработки шага при широком изменении нагрузки.
Рассмотрим применение фаззи-управления в составе системы управления шагового электромагнитного привода кластера атомного реактора (рис.2.24).
Структурная схема ШЭМП с фаззи — регулятором. Система управления технологическими режимами формирует команду на перемещение кластера вверх Б (больше) или вниз М (меньше). При отсутствии команд Б или М привод остается в статическом положении, т.е. удерживает кластер на данном уровне. Функциональный преобразователь (ФГГ) в зависимости от команды на перемещение (Больше или Меньше) вырабатывает задание на перемещение вверх хзад Б.или вниз хзад м. Сигнал обратной связи, снимаемый с датчика положения (Дії), сравнивается с заданием, разность сигналов Ах дифференцируется, т.е. получается скорость изменения отклонения. Эти два сигнала поступают на вход двухканального фаззи - регулятора (ФР), который вырабатывает необходимый ток тянущего магнита при движении вверх(канал Б) или вниз (канал М).
Синтез фаззи регулятора для данного типа электропривода можно выполнить итерационным способом в 5 этапов (Рис.2.25) [16]. Следует отметить, что данный синтез можно использовать как для шага вверх, так и для шага вниз, разными будут алгоритмы, заложенные в фаззи - регуляторах. Этап №1: задачи фаззи -управления.
Основной задачей решаемой ФР является снижение энергии механического удара якоря тянущего магнита о демпфирующую пружину при шаге вверх и о неподвижный полюс при шаге вниз, с учетом возможного изменения нагрузки привода:ЛГ = 713 Н.
Этап №2: Оценка входных и выходных переменных фаззи регулятора. На данном этапе оцениваются возможные диапазоны изменения входных и выходных физических переменных фаззи регулятора. Предварительный выбор параметров фаззи-регулятора осуществляется по результатам моделирования ШЭМП в режиме отработки шага с демпфирующей пружиной и при старт-стопном управлении магнитами. Ошибка меняется в диапазоне: 0...0,021 м., скорость: 0...0,35 м/с, ток: 0...27 А.
Составление расчетной модели ШЭМП при отработке многошагового технологического режима
При изменении сигналов на управляющих входах платы ПУВ меняются углы открытия тиристоров силового модуля (СМ) и как следствие токи магнитов привода, плата ПУВ выполняет также функцию гальванической развязки с силовыми модулями; датчики тока (ДТ), которые служат для измерения выходных токов панели с гальванической развязкой между первичной (силовой) и вто-ричной(измерительной) цепями; датчика положения (ДП) якоря тянущего магнита. В режиме переме щения якорь ТМ жестко сцеплен с кластером. Датчик положения пред ставляет собой аналоговый индуктивный датчик, принцип действия которого заключается в следующем: на якоре ТМ располагается маг нитный шунт, который перемещается внутри катушек датчика, тем са мым замыкая и размыкая их магнитную цепь. При одном и том же протекающем через катушки стабилизированном токе при изменении магнитной цепи изменяется падение напряжения на катушках датчика. Выходное напряжение подается а цифро-аналоговый преобразователь, и поступает в ЭВМ, где кодовая комбинация напряжения преобразует ся в положения якоря ТМ. Информация о положении якоря ТМ в про цессе перемещения используется при исследовании привода и экспе риментах, а при работе на действующем реакторе данный канал не ис пользуется. Панель силового управления выполняет следующие функции: перемещение кластера вверх или вниз с рабочей скоростью путем формирования токов электромагнитов привода в соответствии с заданными циклограммами; остановку и удержание кластера в любом положении по высоте активной зоны путем подачи на фиксирующий электромагнит привода выпрямленного тока; сброс кластера путем обесточивания электромагнитов привода по сигналам защиты; удержание кластера в любом положении по высоте активной зоны при недопустимом снижении токов электромагнитов путем подключения ЗМ и ФМ к аккумуляторной батарее; обеспечивает возможность неоперативного изменения циклограммы токов привода. Формирование токов электромагнитов происходит в плате регулятора тока. Рассмотрим подробнее принцип формирования токов электромагнитов привода. Структурная схема платы регулятора тока в исходной структуре представлена на рис.4.2.
Структурная схема исходной платы регулятора тока. Внешними сигналами для ПРТ являются команды Та, За, Фа от платы ПСС, определяющие, адрес циклограммы тока электромагнита в перепрограммируемом запоминающем устройстве - формирователе адреса (ФА). На вход ФА поступает сигнал генератора. ФА считает импульсы (с частотой 100 Гц) и формирует адрес (Тс, Зс, Ф() кода задаваемого тока. Задатчик тока (ЗТ) формирует на входах регуляторов (Р) коды величин задаваемых токов электромагнитов и преобразует их в аналоговые величины. В регуляторах: токи электромагнитов сравниваются с сигналами от датчиков тока (ДТ) усиливаются и поступают на электромагниты привода.
Принципиальная схема платы регулирования тока с фаззи — регулятором будет иметь вид показанный на рис.4.3. Внешними сигналами для ПРТ являются команды За, Фа и код шага вверх хза в или вниз хза м от платы согласования с сетью. С датчика положения (ДП) снимается фактическое положение кластера, преобразуется в цифровой код, сравнивается с сигналом задания, разница дифференцируется и поступает на вход многоканального фаззи - регулятора (ФР1 для шага вверх, и ФР2 для шага вниз). На выходе фаззи регулятора: кодовая величина, соответствующая заданию на ток тянущего магнита. В задатчике тока кодовые величины токов электромагнитов преобразуются в аналоговые значения и поступают на вход контура: системы управления магнитами(СУМ). В СУМ величина тока задания магнита сравнивается с фактическим значением, разница усиливается в пропорционально - дифференциальном регуляторе тока На выходе ПД-РТ напряжение управления тиристорным преобразователем. Многоканальный фаззи-регулятор реализуется на базе микроконтроллера. При использовании микроконтроллера для создания фаззи - регулятора программа для него может быть написана на Ассемблере или на языке высокого уровня. Одним из широко применяемых языков высокого уровня применительно к задачам управления является язык C++.
Для реализации разработанных алгоритмов фаззи - регулятора (ФР) на базе многоканального микроконтроллера был выбран язык C++. Входными переменными ФР является ошибка по перемещению АЛ: И скорость v (раздел 2.4). Выходной переменной фаззи - регулятора является суммарный ток тянущего и запирающего магнита на участке форсирования (Рис. 1.4-1.5). В данной главе приводится пример составления программы на языке C++ для шага вверх (программирование шага вниз производится идентично). Программа алгоритма фаззи-регулятора написанная на языке C++ должна предусматривать выполнение следующих этапов: 1 этап. Получение значений входных переменных (отклонение положения якоря магнита от задания и скорость изменения данного отклонения) с соответствующих датчиков. 2 этап. Приведение значений входных переменных к их относительным единицам— это позволит менять коэффициент усиления по каналу независимо от распределения множеств по оси(т.е, работать с двумя входными переменными по одинаковой методике). 3 этап. Фаззификация. 4 этап. Логическое заключение. 5 этап. Дефаззификация. 6 этап. Переход из относительных единиц к действительным и вывод значения выходной переменной.
Программная реализация фаззи - регулятора тока
Практической частью исследования являются предложения по реализации разработанных алгоритмов управления по оптимизации ШЭМП и автоматизации его работы в технологических режимах на основе дополнительных технических средств по отношению к действующей СУ.
Формирование токов электромагнитов происходит в плате регулятора тока. Рассмотрим подробнее принцип формирования токов электромагнитов привода в исходной структуре. Структурная схема панели управления ШЭМП представлена на рис А. 1, платы регулятора тока (ПРТ), в которой сигналы задания токов электромагнитов формируются, сравниваются с действительными значениями токов и поступают на вход платы управления выпрямителями (ПУВ); платы управления выпрямителями (ПУВ). При изменении сигналов на управляющих входах платы ПУВ меняются углы открытия тиристоров силового модуля (СМ) и как следствие токи магнитов привода, плата ПУВ выполняет также функцию гальванической развязки с силовыми модулями; датчики тока (ДТ), которые служат для измерения выходных токов панели с гальванической развязкой между первичной (силовой) и вто-ричной(измерительной) цепями; датчика положения (ДП) якоря тянущего магнита. В режиме переме щения якорь ТМ жестко сцеплен с кластером. Датчик положения пред ставляет собой аналоговый индуктивный датчик, принцип действия которого заключается в следующем: на якоре ТМ располагается маг нитный шунт, который перемещается внутри катушек датчика, тем са мым замыкая и размыкая их магнитную цепь. При одном и том же протекающем через катушки стабилизированном токе при изменении магнитной цепи изменяется падение напряжения на катушках датчика. Выходное напряжение подается а цифро-аналоговый преобразователь, и поступает в ЭВМ, где кодовая комбинация напряжения преобразует ся в положения якоря ТМ. Информация о положении якоря ТМ в про цессе перемещения используется при исследовании привода и экспе риментах, а при работе на действующем реакторе данный канал не ис пользуется. Панель силового управления выполняет следующие функции: перемещение кластера вверх или вниз с рабочей скоростью путем формирования токов электромагнитов привода в соответствии с заданными циклограммами; остановку и удержание кластера в любом положении по высоте активной зоны путем подачи на фиксирующий электромагнит привода выпрямленного тока; сброс кластера путем обесточивания электромагнитов привода по сигналам защиты; удержание кластера в любом положении по высоте активной зоны при недопустимом снижении токов электромагнитов путем подключения ЗМ и ФМ к аккумуляторной батарее; обеспечивает возможность неоперативного изменения циклограммы токов привода. Формирование токов электромагнитов происходит в плате регулятора тока. Рассмотрим подробнее принцип формирования токов электромагнитов привода. Структурная схема платы регулятора тока в исходной структуре представлена на рис.4.2.
Структурная схема исходной платы регулятора тока. Внешними сигналами для ПРТ являются команды Та, За, Фа от платы ПСС, определяющие, адрес циклограммы тока электромагнита в перепрограммируемом запоминающем устройстве - формирователе адреса (ФА). На вход ФА поступает сигнал генератора. ФА считает импульсы (с частотой 100 Гц) и формирует адрес (Тс, Зс, Ф() кода задаваемого тока. Задатчик тока (ЗТ) формирует на входах регуляторов (Р) коды величин задаваемых токов электромагнитов и преобразует их в аналоговые величины. В регуляторах: токи электромагнитов сравниваются с сигналами от датчиков тока (ДТ) усиливаются и поступают на электромагниты привода.
Принципиальная схема платы регулирования тока с фаззи — регулятором будет иметь вид показанный на рис.4.3. Внешними сигналами для ПРТ являются команды За, Фа и код шага вверх хза в или вниз хза м от платы согласования с сетью. С датчика положения (ДП) снимается фактическое положение кластера, преобразуется в цифровой код, сравнивается с сигналом задания, разница дифференцируется и поступает на вход многоканального фаззи - регулятора (ФР1 для шага вверх, и ФР2 для шага вниз). На выходе фаззи регулятора: кодовая величина, соответствующая заданию на ток тянущего магнита. В задатчике тока кодовые величины токов электромагнитов преобразуются в аналоговые значения и поступают на вход контура: системы управления магнитами(СУМ). В СУМ величина тока задания магнита сравнивается с фактическим значением, разница усиливается в пропорционально - дифференциальном регуляторе тока На выходе ПД-РТ напряжение управления тиристорным преобразователем. Многоканальный фаззи-регулятор реализуется на базе микроконтроллера. При использовании микроконтроллера для создания фаззи - регулятора программа для него может быть написана на Ассемблере или на языке высокого уровня. Одним из широко применяемых языков высокого уровня применительно к задачам управления является язык C++.
