PACs ermöglichen flexibles Inspektionssystem für Kernkraftwerke

Author(s):
Bryan Pudlo - R. Brooks Associates

Industry:
Energy/Power

Products:
PXI/CompactPCI, Machine Vision, LabVIEW, Real-Time Module, Motion Control

The Challenge:
Entwicklung eines flexiblen Systems zur Steuerung und Regelung vieler verschiedener Inspektions- und Wartungswerkzeuge für Kernkraftwerke innerhalb des begrenzten Raumes und der rauen Umgebung von Atomreaktoren.

The Solution:
Entwicklung eines integrierten, flexiblen Steuer- und Regelsystems für fünf Tools sowie weiterer Tool-Designs mithilfe eines PAC-Zielsystems von National Instruments, LabVIEW Real-Time und PXI.

Das Steuer- und Regelsystem besteht aus drei Teilen, der Bedienstation “Operator Station 2000” (OS2000) außerhalb des Strahlungsbereichs, der PAC- oder lokalen Kontrollstation “Local Control Station” (LCS) im Niedrigdosisbereich sowie der Verbindung mit den Endwerkzeugen, dem “Tool-End Connection Center” (TECC) im Hochdosisbereich in der Nähe des Inspektions- oder Wartungsstandorts. Die OS2000 ist mit der LCS durch ein Kabel verbunden, das RS232-Kommunikation, vier Videoverbindungen und eine TELEX-Audioverbindung ermöglicht.

Entwicklung einer flexiblen Steuer- und Regelstation mit Hardware von NI

Die LCS arbeitet mit NI LabVIEW Real-Time auf einem Embedded-Controller sowie einem PXI-Chassis mit 18 Steckplätzen. Das PXI-Chassis enthält ein RS232-Modul für die Steuerung der Kameraauswahl, ein NI-Bildverarbeitungsmodul, zwei NI-Motorensteuerungsmodule, Module für die Multifunktionsdatenerfassung sowie digitale I/O-Module für Steuerung, Regelung und Feedback.

Das RS232-Modul steuert einen Videomulitplexer in der LCS, der zwischen acht Kameras hin und her schalten kann, und die Motorensteuerungsmodule kontrollieren acht verschiedene Motoren mit Feedback zu Position,Richtung und Stromstärke.Die Multifunktions-Datenerfassungsmodule erfassen Daten von Näherungs-, Luftdruck-, Temperatur- und Neigungssensoren.Die Digital-I/OModule steuern Lichter, Abblendschalter, Magnetspulen, Klemmbefestigungen und andere digitale Komponenten. Außerdem überwacht das System den gesamten Leistungsausgang und informiert den Betreiber über Leistungsverluste des Systems.

LabVIEW Real-Time und PXI ermöglichen flexibles Steuer-, Regel- und Automatisierungssystem

Die Zuverlässigkeit von LabVIEW Real-Time, die Modularität von PXI sowie vielfältige I/Os gewährleisten den Betrieb in der rauen Umgebung von Kernkraftwerken. Das System wurde bereits in einigen Atomreaktoren in den USA eingesetzt. Aufgrund seiner Flexibilität können Ingenieure der Firma Brooks neue Werkzeuge entwerfen und dasselbe Steuer- und Regelsystem wieder verwenden, wodurch die Zeit für Einarbeitung und Installation verkürzt wird.

Mit LabVIEW gestaltete sich die Anpassung der verschiedenen Eingänge für die PXI-Module sehr einfach. Darüber hinaus erleichterte LabVIEW Real-Time Aktualisierungen der LCS – lediglich eine Ethernet Verbindung war dafür notwendig. Das integrierte PXI-System reduzierte Overhead, notwendige Trainingsmaßnahmen und Lieferzeiten. Mit der von PXI gebotenen flexiblen Lösung war es möglich, das Systemschneller zu verteilen und Werkzeuge schneller auszuwechseln als mit einem herkömmlichen Steuer- und Regelsystem.

Erweiterbarkeit für zukünftige Anforderungen

Wie bei den meisten auf virtuellen Instrumenten basierenden Systemen gibt es Pläne, sie in Zukunft zu erweitern. Das aktuelle System enthält das Bildverarbeitungsmodul PXI-7344. Die zuständigen Ingenieure planen ein Upgrade des RS232-basierten Kommunikationssystems auf Ethernet und den Einsatz von NI-Bildverarbeitungsprodukten und dem PXI-basierten Bildverarbeitungsmodul zur Erfassung von Bilddaten von Kameras des Standards IEEE-1394.

Weitere Informationen erhalten Sie über:

Matt Jewett
R Brooks Associates, Inc.
6546 Pound Rd.
Williamson, NY, USA
Tel.: +1-315-589-4000-220
E-Mail: MRJewett@rbrooks.com

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