一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统
技术领域
本发明涉及辐射防护应用领域，具体涉及一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统。
背景技术
在进行放射性分析实验或者腐蚀性分析实验时，由于实验环境内通常会具有较强的放射性或腐蚀性，出于安全性考虑，为避免人体与实验环境的直接接触，往往无法直接通过实验仪器测量出实验环境内的放射性或腐蚀性，这时，借助于别的实验装置间接分析就成为了实验室最常使用的方法之一。具体方法为：先将预处理后的实验装置放入实验环境一段时间，然后将实验装置取出清洗，再做观察分析，以达到分析实验环境内的放射性或腐蚀性的目的。因此，取出后的实验装置多具有放射性或腐蚀性，对人体具有较大的危害，为了避免人与被腐蚀或污染的实验装置直接接触，达到保护人体安全的目的，将实验装置从实验环境中取出清洗并转移至分析箱室这一过程就应由一套完整的转运设备及其控制系统来承担。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，完善清洗手套箱的操作流程，保证实验人员在不接触到被腐蚀或污染的实验装置的前提下，依旧能精确的将实验装置按照实验要求进行转运及清洗操作。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，包括：转运接口盖控制系统、单轨吊车控制系统和超声波清洗器控制系统；
所述转运接口盖控制系统，用于通过PLC对转运接口的开关盖位置进行控制；
所述单轨吊车控制系统，用于通过所述PLC对单轨吊车的升降和平移，以及运行速度进行控制；
所述超声波清洗器控制系统，用于通过所述PLC对超声波清洗器的工作功率进行实时调节，对超声波清洗池内液位进行实时监控。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述转运接口盖控制系统包括：与所述PLC连接的开关量和与所述开关量连接的开盖电机；
所述转运接口盖控制系统用于通过所述开关量与所述PLC进行交互，通过所述PLC控制所述开盖电机。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述开关量包括：与所述PLC连接的数字信号输入模块DI和与所述开盖电机连接的数字信号输出模块DO；
所述数字信号输入模块DI包括多个按钮和多个行程开关，所述多个按钮包括电源按钮、接口盖开启按钮、接口盖关闭按钮和急停按钮，所述多个行程开关包括接口盖关闭限位开关和接口盖开启限位开关；
所述数字信号输出模块DO包括多个指示灯，多个继电器或交流接触器，所述多个继电器或交流接触器用于控制所述开盖电机的正转和反转。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述开盖电机包括交流伺服电机和直角减速装置。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述单轨吊车控制系统包括：可移动控制箱、有线遥控手柄以及安装在吊车上的平移电机和垂直升降装置，所述可移动控制箱内包括电机驱动器、所述PLC的主机、I/O模块、系统供电装置以及距离反馈装置，所述PLC连接所述电机驱动器、所述系统供电装置以及所述距离反馈装置，所述PLC通过所述I/O模块连接所述有线遥控手柄，所述电机驱动器连接所述平移电机和所述垂直升降装置；
所述单轨吊车控制系统用于通过所述有线遥控手柄与所述PLC交互，通过所述PLC根据所述距离反馈装置反馈的信息控制所述电机驱动器来控制所述平移电机和所述垂直升降装置，用以控制吊钩高度和水平位置，以及运行速度。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述运行速度包括启动时的第一速度、过程中的第二速度和邻近目标位置时的第三速度。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述平移电机为交流伺服电机；所述垂直升降装置包括：伺服电机、减速机和链条式传动装置。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述超声波清洗器控制系统包括：与所述PLC连接的功率调节装置、液位监测系统和显示装置；
所述功率调节装置，用于在所述PLC的控制下对超声波清洗器的工作功率进行实时调节；
所述液位监测系统，用于在所述PLC的控制下对超声波清洗池内液位进行实时监控；
所述显示装置，用于在所述PLC的控制下显示超声波清洗器的工作功率，以及超声波清洗池内液位的液位最低点、液位正常点和液位最高点。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述液位监测系统包括液位传感器；所述显示装置包括显示屏。
进一步，如上所述的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，所述工作功率包括清洗总功率、每个振盒功率、电压、电流和工作频率。
本发明的有益效果在于：本发明根据实验装置种类及被腐蚀和受污染程度的不同，对转运设备运行速度和超声波清洗器工作功率进行实时调节；可以对转运过程中实验装置位置和超声波清洗池内液位进行实时监控；还可以在操作时进行判定，避免人员误操作，提高设备运行的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中提供的自动控制系统的电气原理接线图；
图3为本发明实施例中提供的控制面板初始化界面图；
图4为本发明实施例中提供的控制面板超声波界面图；
图5为本发明实施例中提供的控制面板单轨吊车界面图；
图6为本发明实施例中提供的控制面板参数设置界面图；
图7为本发明实施例中提供的控制面板自动模式位置设置界面图。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
针对上述技术问题，本发明提出一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，完善清洗手套箱的操作流程，即将实验装置从实验环境中取出清洗并转移至分析箱室这一过程，保证实验人员在不接触到被腐蚀或污染的实验装置的前提下，依旧能精确的将实验装置按照实验要求进行转运及清洗操作。本系统可以根据实验装置种类及被腐蚀和受污染程度的不同，对转运设备的运行速度和超声波清洗器的工作功率进行实时调节；可以对转运过程中实验装置位置和超声波清洗池内液位进行实时监控；还可以在操作时进行判定，避免人员误操作，提高设备运行的安全性。在分析实验室具有良好的市场前景。
如图1所示，一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，包括：转运接口盖控制系统、单轨吊车控制系统和超声波清洗器控制系统；
转运接口盖控制系统，用于通过PLC对转运接口的开关盖位置进行控制；
单轨吊车控制系统，用于通过PLC对单轨吊车的升降和平移，以及运行速度进行控制；
超声波清洗器控制系统，用于通过PLC对超声波清洗器的工作功率进行实时调节，对超声波清洗池内液位进行实时监控。
转运接口盖控制系统包括：与PLC连接的开关量和与开关量连接的开盖电机；转运接口盖控制系统用于通过开关量与PLC进行交互，通过PLC控制开盖电机。
开关量包括：与PLC连接的数字信号输入模块DI和与开盖电机连接的数字信号输出模块DO；
数字信号输入模块DI包括多个按钮和多个行程开关，多个按钮包括电源按钮、接口盖开启按钮、接口盖关闭按钮和急停按钮，多个行程开关包括接口盖关闭限位开关和接口盖开启限位开关；
数字信号输出模块DO包括多个指示灯，多个继电器或交流接触器，多个继电器或交流接触器用于控制开盖电机的正转和反转。
单轨吊车控制系统包括：可移动控制箱、有线遥控手柄以及安装在吊车上的平移电机和垂直升降装置，可移动控制箱内包括电机驱动器、PLC的主机、I/O模块、系统供电装置以及距离反馈装置，PLC连接电机驱动器、系统供电装置以及距离反馈装置，PLC通过I/O模块连接有线遥控手柄，电机驱动器连接平移电机和垂直升降装置；平移电机为交流伺服电机；垂直升降装置包括：伺服电机、减速机和链条式传动装置。
单轨吊车控制系统用于通过有线遥控手柄与PLC交互，通过PLC根据距离反馈装置反馈的信息控制电机驱动器来控制平移电机和垂直升降装置，用以控制吊钩高度和水平位置，以及运行速度。运行速度包括启动时的第一速度、过程中的第二速度和邻近目标位置时的第三速度。
超声波清洗器控制系统包括：与PLC连接的功率调节装置、液位监测系统和显示装置；
功率调节装置，用于在PLC的控制下对超声波清洗器的工作功率进行实时调节；工作功率包括清洗总功率、每个振盒功率、电压、电流和工作频率。
液位监测系统，用于在PLC的控制下对超声波清洗池内液位进行实时监控；液位监测系统包括液位传感器。
显示装置，用于在PLC的控制下显示超声波清洗器的工作功率，以及超声波清洗池内液位的液位最低点、液位正常点和液位最高点。显示装置包括显示屏。
实施例一
一种清洗手套箱配套转运设备的自动控制系统，包括：转运接口盖控制系统、单轨吊车控制系统和超声波清洗器控制系统。
(1)转运接口盖控制系统
转运接口盖控制系统能够实现转运接口的开关盖位置控制，并根据密封要求实现一定的预紧力控制，并设置有急停开关、报警指示灯、误操作钥匙，同时配有遥控手柄，便于远程控制，且控制柜操作面板上能够显示转运接口盖位置。
转运接口盖控制系统主要通过开关量与PLC进行交互，其中DI(数据量输入)共计6个，包括4个按钮(分别为电源按钮、接口盖开启按钮、接口盖关闭按钮、急停按钮)和2个行程开关(分别为接口盖关闭限位开关、接口盖开启限位开关)；DO(数据量输出)共计6个，包括4个指示灯(分别为电源指示灯、接口盖开启指示灯、接口盖关闭指示灯、报警指示灯)和2个继电器或交流接触器输出(分别控制开盖电机的正转与反转，即接口盖的开启与关闭)。开盖电机选用750W交流伺服电机加直角减速装置。
(2)单轨吊车控制系统
单轨吊车控制系统能够实现吊钩高度控制、吊车水平位置控制的操作，并进行精确定位，能够在操作面板上实时显示位置。单轨吊车控制系统还设置有急停开关、报警指示灯及误操作钥匙，且能够远程操作，同时具有锁紧功能，保证了系统断电后吊钩不会自由掉落、起吊装置启动及停止过程的平稳，尽可能的减小了运行过程中的晃动。
单轨吊车控制系统由可移动控制箱和有线遥控手柄组成，其中可移动控制箱里安装有电机驱动器、PLC主机和I/O模块、系统供电部分，并配距离反馈装置。平移电机选用400W交流伺服电机；垂直升降装置包括750W伺服电机、减速机和链条式传动装置。
为了减少单轨吊车在在垂直升降过程中出现的晃动，整个运行过程中以不同的速度运行，其中启动为第一速度，过程为第二速度，邻近目标位置时以第三速度减速运行。
(3)超声波清洗器控制系统
通过功率调节模块对超声波清洗器的清洗总功率、每个振盒功率、电压、电流和工作频率进行实时调节；当某个振盒因内部振子故障或其它原因导致功率低于某值时，可进行故障诊断，以便实现检修或更换，通过液位监测系统(液位传感器)对池内液位进行连续监测，显示装置(显示屏)上设置有液位最低点、液位正常点、液位最高点三个特殊显示标志。控制操作人性化，显示部分清晰明了。
本发明的自动控制通过对PLC进行编程来实现，并能实现转运过程自动控制和点动控制两种不同的操作模式。通过对PLC的编程，不仅能够实现对转运接口盖、单轨吊车以及超声波清洗器的控制，还能够实现对转运过程中实验装置位置和超声波清洗池内液位的实时监控，自动控制系统的电气原理接线图如图2所示，PLC模组即可以直接控制，又可以通过遥控控制器遥控控制。
控制柜操作界面通过对触摸屏进行编程来实现。操作界面共由5个页面组成：
1.在初始化界面，可对设备进行初始化设置，待初始化操作完成后，即可进入系统操作界面。如图3所示。
2.在超声波界面，可以对超声波清洗池中的三个超声波发声装置分别进行控制，并观测超声波清洗池中的液位。如图4所示。
3.在单轨吊车界面，可以对行车、吊具、转运接口盖进行控制，并观测行车、吊具的实时位置。如图5所示。
4.在参数设置界面，可以分别对超声波发生装置的电流、吊具升降电机的速度、行车水平电机的速度进行设置，使这些参数满足设备运行的需求。如图6所示。
5.在自动模式位置设置界面，可对行车和吊具自动移动到物料口、清洗池、淋洗池的位置进行精确设定，使设备运行精度达到产品设计需求。如图7所示。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
