装卸料是核电厂运行期间的主要组成部分，本身承载着燃料在堆芯中的卸载工作。核电站内的装卸机则是核电站停堆换料的主要设备，一般是应用于燃料组件在反应堆厂房内的调运，从而确保燃料装卸以及转运工作良好开展。

1.装卸料机具备的功能体现

装卸料机自身具备的功能是将燃料组件装设到堆芯指定位置中，把燃料组件卸出堆芯并且运输到转运仓内，本身系统组成结构表现为提升、抓取、旋转、运行和定位等多方面，可以进行X、Y、Z三项坐标轴线方向的运行，同时处于堆腔内进行旋转运动，主要要点包含了以下几方面。其一，在反应堆首次装料以及换料期间装卸燃料组件。其二，在堆芯以及转运装置之间运输燃料组件。其三，辅助单轨吊车可以操作专用工具，控制其他对象，在主提升以及伸缩套筒、抓具失灵的情况下，应用专用工具开展燃料组件操作。其四，对辐照燃料之间破损程度加以检验。

2.设计思路

装卸料模拟机各项组成部分涉及到实体控制台、人际交互界面软件、逻辑控制软件以及虚拟设备软件等。

在设计装卸料模拟机期间，涉及到多方面内容，分别是控制台设计、人机界面设计、逻辑控制程序设计和教控台设计以及虚拟设备设计等多方面。

2.1设计控制台

当前阶段，依照相关的装卸料机操作台对装卸料模拟机控制台进行合理设计，控制台机柜依照1:1比例实施，实体控制台中的按钮和操纵杆，以及显示屏等零部件应用国内仿制和原厂采购两种方式开展，比如大小车操纵杆、提升机操纵杆、抓具开关以及大小车位置显示屏等。数据采集模块是控制台内部安装中的主要部分，把控制台内的设备信号传输到逻辑控制流程内，获取来自控制程序的信号，在控制台对应元件内显示出来。以典型压水堆核电站装卸料控制台为仿制对象的实物控制台包含数码显示表、两项显示屏、三个操纵杆以及自保持按钮和旋钮开关等多项元件。

2.2设计人机交互界面流程

人机交互界面结合装卸料机人机界面规格书进行合理设计，应用相关工具加以开发，在程序后台启动数据通讯模块，和逻辑控制流程实施数据通讯，以此实现指令输入，将实际状态体现出来。摄影机画面属于人际交互界面程序的一个三维显示模块，一般是应用三维虚拟模式将摄像机画面模拟出来，输出到控制台显示屏幕内，借助遥控器对摄像机缩放以及旋转等方面进行合理控制。典型的压水在堆装卸料模拟机人际交互界面内容涉及到主屏幕界面、提升机屏幕界面和自动运行屏幕界面、故障屏幕界面、摄像机画面。

2.3设计逻辑控制流程

逻辑控制流程是根据装卸机系统PLC程序，使用图形化建模工具进行全面开发，控制程序承载了装卸料模拟机数据计算以及流通，是装卸机模拟机系统中非常重要的一方面，处于空置程序运行状态中，开启数据通讯模块，达到和装卸料模拟机其他模块数据相互交换的目的。控制程序包含了AO、DO、AI、DI。其一，AO；传入控制程序的模拟型变量，比如大车操纵杆偏移量、小车目标位置以及提升当前负载。其二，DO。传入控制流程的数字型变量，比如互锁旁观开关以及装卸料机自动运行等。其三，AI。由控制程序传出的模拟型变量，如速度、堆芯布置以及具体位置等。其四，DI。因为控制程序传出的数字型变量，比如抓具释放指示灯以及载荷释放信号、系统故障信号等。经由可视化编剧设备，有利于对流程进行合理编写以及调整，达到自动化控制的目的。

2.4设计虚拟设备流程

在虚拟设备系统内，主要是应用了三维渲染方式对反应堆厂房内部设施进行有效的模拟，功能是监控装卸料期间反应堆厂房内部设备实际运行现状。模拟范围涉及到了反应堆厂房内土建结构、上部构件水池结构以及装卸料机大车等，装卸料小车和主提升机以及抓具还有燃料组件等设备添加了运动控制脚本，能够有效获取外部速度信号情况，促使设备稳定运行，全面处理加速度和碰撞等细节，和实际场景相接近。

3.装卸料机调试

3.1试验之前准备工作

在试验前期阶段中，要想促使工作良好开展，就需要进一步确定装卸料机的安装状态和试验条件，主要是对以下几个方面进行合理协调。其一，可以使用压缩空气系统，气源稳定性良好。其二，装卸料机电源是单独供电，电源电压稳定性良好。其三，装卸机安装工作已经完成，制定的质量计划完善。其四，装卸料机的质量符合要求，不会出现漏接以及短接。其五，现场安全措施合理，可以保障设备以及人员安全性。

3.2大小车坐标定位

装卸料机大车和小车有着两项功能，分别是人工定位以及自动化定位两方面，人工定位是依靠在大小车中的移动指针以及固定刻度标尺组合形成的，自动定位则是采取编译器把大小车位信息传递给控制系统，由程序控制达到装卸料机自动定位的目的。装卸料机在厂房组装完成以后，出现误差概率极高，因此在初次坐标期间应当进行人工定位，以转运装置倾翻机上方为大小车坐标，从堆芯内选取两项点，借助软件将堆芯内其他点坐标计算出来，选取和堆芯围板相靠近的点进行合理验证，合理控制组件下的管座以及围板间隙，调整大小车指针以及定位标尺，对坐标进行定位。

3.3设置起升装置

为了确保燃料组件自身的安全性，需要对装卸料机起升区域进行合理设计，大体上分成两个方面，分别是倾烦架区域以及堆芯领域，在设置起升区域的前期阶段中，分别将倾翻架区域以及堆芯区域的设计值导入程序，使用模拟燃料组建逐一实施验证，结合实际情况合理调整。

3.4连锁以及旁路

装卸料机内的控制系统有着一定的复杂性特征，本身是由运行PLC和安全PLC对装卸机运行状态进行合理控制，除了设置基本的运行路径以及限位开关维持装卸料机安全运行之外，还必须和以下几项连锁反应相符合。其一，大车以及小车还有伸缩套筒三者之间无法同时运行。其二，大车和小车只有伸缩套筒处于完全提升时才可以进行操作。其三，大车以及小车无法处于同时运行状态，自动控制方式除外，在有关条件不符合要求或者是和其他操作环节发生冲突以后，程序出现错误，禁止操作，在系统错误以及安全错误内产生故障，操作在此时需要强制继续操作，则需要旁路影响装卸机运行故障，在旁路界面内选取和故障相一致的旁路。

4、结语：

从以上论述来看，装卸料模拟机的特征极为明显，比如可以利用实体控制台仿制装卸料机控制台的外型以及盘台仪表，使用计算机程序对控制台人机界面进行模拟，借助虚拟技术在构建虚拟反应堆内部设备，以此对装卸料工作进行全面监控。基于此，装卸料模拟机应用仪控技术和过程仿真技术以及虚拟现实技术等相互结合到一起的方式，制定了以仿制控制盘台以及人机界面作为输入输出的系统，在高精度仿真基础上达到了可操作性以及可视化功能，从而在一定程度上促使核电站装卸料朝着全自动化安全趋势发展。

参考文献：

[1]李进.大亚湾核电站装卸料项目优化策略分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2020(10):74-75.

[2]黄鸿,黄宇航,刘政.装卸料机编码器交叉比较调试工具研发与应用[J].电工技术,2019(18):160-163.

[3]彭峰.核电站装卸料机抓具脱扣功能失效分析[J].中国核电,2019,12(04):410-414.