CN105806599A - 一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置及方法 - Google Patents

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明平良
冷慧玲
胡鑫
郝庆军
张斌
蒋兴福
杨斌
钱艳平
彭谊宏
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Research Institute of Nuclear Power Operation
China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
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Research Institute of Nuclear Power Operation
China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
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Abstract

该技术属于光载荷保护限制值获取领域，具体涉及一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置及方法。卷筒支座的上端安装卷筒，卷筒为圆环型，编码器连接卷筒，实现同步运动，抓头连接在牵引钢丝绳的一端，牵引钢丝绳连接多个导向滑轮，其另一端与卷筒连接，编码器测量卷筒旋转角度，根据卷筒的直径计算抓头的位置，在某一导向滑轮上安装张力传感器，张力传感器测量牵引钢丝绳上的张力，而张力传感器与编码器均连接PLC控制器，PLC控制器采集位置值和张力值并完成对载荷保护限制值的计算，PLC控制器连接显示仪表，从而可以使载荷值显示在显示仪表上，卷筒支座通过螺钉安装在底板上。

Description

一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置及方法
技术领域
该技术属于光载荷保护限制值获取领域，具体涉及一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置及方法。
背景技术
燃料装卸和贮存***专用抓取工具是核动力厂必备的倒料工具，在实际倒料工作过程中，为避免相关棒束(中子源棒束、可燃毒物棒束、旧控制棒束)与抓具本体或者燃料组件管座之间的摩擦力超出安全限值，常常需要借助望远镜观察水下棒束运动情况，以考量摩擦力水平，这种方法有两点弊端：第一需要专门的工作人员进行观察，增加劳动强度和人员辐照；第二只能捕捉摩擦严重的情况，且不能量化摩擦水平，评价指标感性化，需要丰富的现场经验才能做出正确判断。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置及方法，实现在倒料工具升降过程中，建立牵引钢丝绳上的张力和抓头位置的函数关系，以此为基础判断棒束所承受的摩擦力大小，并根据不同棒束的安全摩擦限值做出超载或欠载评价。
本发明的技术方案如下：一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置，其特征在于：包括编码器、张力传感器、卷筒、PLC控制器、抓头、牵引钢丝绳、导向滑轮、卷筒支座，卷筒支座的上端安装卷筒，卷筒为圆环型，编码器连接卷筒，实现同步运动，抓头连接在牵引钢丝绳的一端，牵引钢丝绳通过多个导向滑轮，其另一端与卷筒连接，编码器测量卷筒旋转角度，根据卷筒的直径计算抓头的位置，在某一导向滑轮上安装张力传感器，张力传感器测量牵引钢丝绳上的张力，而张力传感器与编码器均连接PLC控制器，PLC控制器采集位置值和张力值并完成对载荷保护限制值的计算。
还包括显示仪表，PLC控制器连接显示仪表，从而可以使载荷值显示在显示仪表上。
还包括底板，卷筒支座通过螺钉安装在底板上。
一种抓取工具的载荷保护限制值获取方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在抓头未抓取棒束的空载条件下，运行装置，编码器将抓头的位置信息传回PLC控制器，而张力传感器将牵引钢丝绳上的张力信息传回PLC控制器，且抓头行程始端到末端每采样周期采集一次位置值和张力值，在PLC控制器中，以抓头的位置值为横坐标，牵引钢丝绳的张力值为纵坐标作曲线图，从而得到空载下的基准曲线；
步骤二：将步骤一中所得空载下的基准曲线沿负载轴向上平移一个固定值，此值为抓头所需抓取的棒束自重乘以系数k1，k1大于1，根据棒束摩擦安全限值确定，得到超载设定值曲线；基准曲线沿负载轴向下平移一个固定值，此值为棒束自重乘以系数k2，k2小于1，根据棒束摩擦安全限值确定，得到欠载设定值曲线；
步骤三：实际棒束抓取过程中，得到实际曲线，并通过实际曲线与超载设定值曲线、欠载设定值曲线的关系判断，
若实际值曲线与超载设定值曲线有交点，则判定超载；
若实际值曲线与欠载设定值曲线有交点，则判定欠载；
若均不为以上两种，则判定正常。
本发明的显著效果在于：在抓具整个行程内任意位置点上超载欠载设定值都是唯一确定的，实施倒料过程中不要额外设定观察员岗位，且任意位置负载水平可以被量化并显示出来，降低了劳动强度，减少了人员辐照。
附图说明
图1为本发明所述的一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置结构示意图
图2为本发明所述的一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置及方法张力曲线图
图中：1编码器、2张力传感器、3卷筒、4显示仪表、5PLC控制器、6抓头、7牵引钢丝绳、8导向滑轮、9卷筒支座、10底板
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置，卷筒支座9的上端安装卷筒3，卷筒3为圆环型，编码器1连接卷筒3，实现同步运动，抓头6连接在牵引钢丝绳7的一端，牵引钢丝绳7通过多个导向滑轮8，其另一端与卷筒3连接，编码器测量卷筒3旋转角度，根据卷筒3的直径计算抓头6的位置，在某一导向滑轮上安装张力传感器2，张力传感器2测量牵引钢丝绳7上的张力，而张力传感器2与编码器1均连接PLC控制器5，PLC控制器5采集位置值和张力值并完成对载荷保护限制值的计算，PLC控制器5连接显示仪表4，从而可以使载荷值显示在显示仪表4上，卷筒支座9通过螺钉安装在底板10上。
如图2所示，一种抓取工具的载荷保护限制值获取方法，包括以下步骤
步骤一：在抓头6未抓取棒束的空载条件下，运行装置，编码器1将抓头6的位置信息传回PLC控制器5，而张力传感器2将牵引钢丝绳7上的张力信息传回PLC控制器5，且抓头6行程始端到末端每采样周期采集一次位置值和张力值，在PLC控制器5中，以抓头6的位置值为横坐标，牵引钢丝绳7的张力值为纵坐标作曲线图，从而得到空载下的基准曲线；
步骤二：将步骤一中所得空载下的基准曲线沿负载轴向上平移一个固定值，此值为抓头6所需抓取的棒束自重乘以系数k1，k1大于1，根据棒束摩擦安全限值确定，得到超载设定值曲线；基准曲线沿负载轴向下平移一个固定值，此值为棒束自重乘以系数k2，k2小于1，根据棒束摩擦安全限值确定，得到欠载设定值曲线；
步骤三：实际棒束抓取过程中，得到实际曲线，并通过实际曲线与超载设定值曲线、欠载设定值曲线的关系判断，
若实际值曲线与超载设定值曲线有交点，则判定超载；
若实际值曲线与欠载设定值曲线有交点，则判定欠载；
若均不为以上两种，则判定正常。

Claims (4)

1.一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置，其特征在于：包括编码器(1)、张力传感器(2)、卷筒(3)、PLC控制器(5)、抓头(6)、牵引钢丝绳(7)、导向滑轮(8)、卷筒支座(9)，卷筒支座(9)的上端安装卷筒(3)，卷筒(3)为圆环型，编码器(1)连接卷筒(3)，实现同步运动，抓头(6)连接在牵引钢丝绳(7)的一端，牵引钢丝绳(7)通过多个导向滑轮(8)，其另一端与卷筒(3)连接，编码器测量卷筒(3)旋转角度，根据卷筒(3)的直径计算抓头(6)的位置，在某一导向滑轮上安装张力传感器(2)，张力传感器(2)测量牵引钢丝绳(7)上的张力，而张力传感器(2)与编码器(1)均连接PLC控制器(5)，PLC控制器(5)采集位置值和张力值并完成对载荷保护限制值的计算。
2.根据权利要求1所述的一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置，其特征在于：还包括显示仪表(4)，PLC控制器(5)连接显示仪表(4)，从而可以使载荷值显示在显示仪表(4)上。
3.根据权利要求2所述的一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置，其特征在于：还包括底板(10)，卷筒支座(9)通过螺钉安装在底板(10)上。
4.一种如权利要求1所述的一种抓取工具的载荷保护限制值获取装置的抓取工具的载荷保护限制值获取方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在抓头(6)未抓取棒束的空载条件下，运行装置，编码器(1)将抓头(6)的位置信息传回PLC控制器(5)，而张力传感器(2)将牵引钢丝绳(7)上的张力信息传回PLC控制器(5)，且抓头(6)行程始端到末端每采样周期采集一次位置值和张力值，在PLC控制器(5)中，以抓头(6)的位置值为横坐标，牵引钢丝绳(7)的张力值为纵坐标作曲线图，从而得到空载下的基准曲线；
步骤二：将步骤一中所得空载下的基准曲线沿负载轴向上平移一个固定值，此值为抓头(6)所需抓取的棒束自重乘以系数k1，k1大于1，根据棒束摩擦安全限值确定，得到超载设定值曲线；基准曲线沿负载轴向下平移一个固定值，此值为棒束自重乘以系数k2，k2小于1，根据棒束摩擦安全限值确定，得到欠载设定值曲线；
步骤三：实际棒束抓取过程中，得到实际曲线，并通过实际曲线与超载设定值曲线、欠载设定值曲线的关系判断，
若实际值曲线与超载设定值曲线有交点，则判定超载；
若实际值曲线与欠载设定值曲线有交点，则判定欠载；
若均不为以上两种，则判定正常。
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