安全壳内置换料水箱检查机器人控制系统设计

管朝鹏; 吴东栋; 桂亮

doi:10.13832/j.jnpe.2023.04.0209

安全壳内置换料水箱检查机器人控制系统设计

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0209

管朝鹏^{1, 2,},
吴东栋¹,
桂亮¹

1.
中核武汉核电运行技术股份有限公司，武汉，430223
2.
中核核动力在役检查及评定重点实验室，武汉，430223

详细信息

作者简介:
管朝鹏（1990—），男，工程师，现主要从事核工业机器人与智能装备控制技术研究工作，E-mail: guancp@cnnp.com.cn

中图分类号: TP242.3；TL38⁺6
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出版历程
- 收稿日期: 2022-08-10
- 录用日期: 2022-08-10
- 修回日期: 2023-05-09
- 刊出日期: 2023-08-15

Design of Control System for Inspection Robot of In-Containment Refueling Water Storage Tank

1.
China Nuclear Power Operation Technology Co., Ltd., Wuhan, 430223, China
2.
CNNC Key Laboratory on Nuclear Power In-service Inspection and Structural Integrity, Wuhan, 430223, China

摘要

摘要: 针对核电机组在役大修期间安全壳内置换料水箱（IRWST）的水下检查需求，以及尽量减少人员辐射剂量的要求研制可远程控制的检查机器人。通过对IRWST检查需求的分析，明确机器人的功能，设计了机器人控制系统总体结构。为满足机器人小型化要求，设计了基于嵌入式系统的机器人驱动板、视频编码板和解码板，开发人性化操作的上下位机软件。结果表明，研制的水下检查机器人可快速、稳定完成对IRWST各部件的视频检查和异物打捞任务，进一步提升了核工业领域机器人运行维护水平。
- 安全壳内置换料水箱（IRWST） /
- 水下检查机器人 /
- 视频检查
Abstract: Aiming at the underwater inspection requirements of in-containment refueling water storage tank (IRWST) during the in-service overhaul of nuclear power unit and minimizing personnel radiation dose, a remote-controlled inspection robot is developed. Through the analysis of the IRWST inspection requirements, the function of the robot is defined, and the overall structure of the robot control system is designed. In order to meet the requirements of miniaturization of robot, the robot driver board, video coding board and decoding board based on embedded system are designed, and the upper and lower computer software of humanized operation is developed. The results show that the developed inspection robot can quickly and stably complete the video inspection and foreign object salvage tasks of various components of IRWST, which further improves the intelligent operation and maintenance level of robot in the nuclear industry.
- IRWST /
- Underwater inspection robot /
- Video inspection

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图 1 水箱滤网实物图

Figure 1. Photo of Water Tank Filter Screen

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图 2 滤网检查过程机器人运动轨迹图

Figure 2. Robot Motion Trajectory during Screen Inspection

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图 3 水下检查机器人总体结构

Figure 3. Overall Structure of Underwater Inspection Robot

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图 4 控制系统总体结构

Figure 4. Structure of Control System

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图 5 驱动板原理图

RS232—异步串口协议；RS485—半双工同步协议；UART—通用异步收发器；GPIO—通用输入输出端口

Figure 5. Schematic Diagram of Driver Board

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图 6 上位机软件流程图

Figure 6. Flow Char of Upper Computer Software

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参考文献(3)

[1]	林诚格. 非能动安全先进核电厂AP1000[M]. 北京: 中国原子能出版社, 2008: 157-158.
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[3]	刘晶晶,王成章,徐志新. 安全壳内置换料水箱子系统设计改进的PSA评价[J]. 核技术,2015, 38(9): 090605.