Радіометрична контрольна станція РКС-03 ИК

Радіометрична контрольна станція призначена для вимірювання активності видобутої уранової руди, що знаходиться у вагонетці або кузові самоскида, з метою визначення масової частки урану в порції руди та видачі сигналів для розділення по сортах, що управляють, а також накопичення інформації про вимірювання в базі даних і видачею результатів на екран реєстратора. РКС-03ИК (Далі за текстом РКС) забезпечує одночасну та незалежну роботу двох каналів вимірювання. Структурна схема станції показано на мал. 1.

Мал.1. Структурна схема РКС-ИК

 

Состав РКС-03ИК:

  • двоканальний реєстратор РИ-1 ИК.154.00.000;
  • інтелектуальні блоки детектування типу БДЛГ-04ИК ИК.150.00.000 (до 8шт. на кожен канал);
  • модулі дискретних входів типу БДВ2-485 ИК.152.00.000 (по 1шт. на кожен канал);
  • програмне забезпечення, що дозволяє зберігати та виводити інформацію про роботу РКС на екран персонального комп'ютера.

 

Умови експлуатації РКС-03ИК:

Для блоків детектування та модулів дискретних входів:

  • температура навколишнього середовища - від мінус 30 °С до плюс 50 °С;
  • відносна вологість не більше 90% за нормальної температури 35 °З;
  • атмосферний тиск від 86 кПа до 107 кПа.

Для реєстратора РИ-01:

  • температура навколишнього середовища - від плюс 5 ° С до плюс 40 ° С;
  • відносна вологість не більше 90% за нормальної температури 35 °С;
  • атмосферний тиск від от 86 кПа до 107 кПа.

Режим роботи РКС – безперервний.

Напрацювання на відмову – 5000 годин.

Середній термін служби – не менше 6 років.

Принцип дії РКС-03ИК

РКС є системою, що містить один провідний пристрій (реєстратор РИ-1) і периферійні пристрої. У РКС застосовуються периферійні пристрої двох типів: блок детектування БДЛГ-04ІК та блок дискретних входів БДВ2-485.

Реєстратор РИ-01 призначений для керування та збору даних з периферійних блоків та виконує такі функції:

  • отримання та обробка інформації з блоків дискретних входів з метою запуску процесу вимірювання;
  • управління роботою блоків детектування (формування запитів та обробка відповідей від блоків) відповідно до встановленого режиму роботи;
  • діагностика працездатності периферійних блоків;
  • збір результатів вимірювання по кожному блоку детектування та розрахунок змісту корисного компонента та визначення сорту руди;
  • облік результатів виміру у базі даних;
  • виведення на екран інформації та обробка клавіатури.
  • керування дискретними виходами типу "сухий контакт" для індикації сорту руди;
  • обробка запитів з верхнього рівня за протоколом ModBus (ASCII чи RTU);
  • керування дискретними сигналами індикації сорту;
  • пошук та перегляд даних у базі;
  • підбиття підсумків роботи за зміну або добу;
  • вимір фону;
  • перегляд та зміна параметрів налаштування реєстратора;
  • тестування (перевірка цілісності програми, блок параметрів, зв'язку з периферійними блоками, перевірка роботи дискретних виходів);

Реєстратор РІ-1 має чотири основні режими роботи:

  • вимірювання інтенсивності випромінювання двома незалежними каналами;
  • перегляд записів;
  • підбиття підсумків за зміну;
  • вимір фону.

Управління реєстратором здійснюється за допомогою шестикнопкової клавіатури. Виведення інформації здійснюється на рідкокристалічний символьний індикатор (4 рядки по 20 символів). Робота з реєстратором оформлена як меню. Додатково на передній панелі реєстратора встановлені світлодіодні індикатори для кожного каналу.

Мал. 2. Вміст екрана реєстратора в режимі вимірювання

Блок детектування БДЛГ-04ІК призначений для перетворення потоку гамма-квантів у пропорційний потік імпульсів з подальшою обробкою цього потоку мікроконтролером відповідно до встановленого режиму роботи блоку детектування. Мікроконтролер блоку детектування виконує такі функції:

  • підрахунок кількості імпульсів за певний інтервал часу з наступною компенсацією фонового значення та перетворенням за допомогою перерахункового коефіцієнта необхідної величини;
  • формування опорного значення порога дискримінації;
  • контроль та управління високовольтним джерелом живлення, включаючи стабілізацію напруги за пропорційно-інтегральним алгоритмом;
  • обробка запитів від провідного пристрою за інтерфейсом RS485;
  • діагностика роботи вузлів блоку детектування

 

Мал. 3. Фото блоків детектування БДЛГ-04ИК

Спільно з програмним забезпеченням, що встановлюється на персональний комп'ютер, можлива автоматизація процесу калібрування блоку, зняття робочих характеристик, моніторинг роботи блоку протягом тривалого періоду зі збереженням знятих параметрів файл для подальшої обробки.

Мал.4. Програма налаштування блоків. Панель параметрів

Мал.5. Програма налаштування блоків. Панель моніторингу

Мал.6. Програма налаштування блоків. Зняття плато

Блок дискретних входів БДВ2-485 призначений для обробки дискретних сигналів, що надходять на його входи (до 8 каналів). БДВ2-485 виконує такі функції:

  • обробка вхідних сигналів з метою усунення брязкоту контактів (керований цифровий фільтр сигналу з параметрами для переднього та заднього фронту для кожного каналу індивідуально);
  • генерування події фронтом сигналу, заданому в параметрах для кожного каналу індивідуально;
  • обробка запитів провідного пристрою за інтерфейсом RS485;
  • зберігання параметрів енергонезалежної пам'яті.

Для налаштування блоків розроблено відповідне програмне забезпечення.

Мал.7.Програма налаштування блоків. Параметри блоку дискретних входів

 

Відмітні особливості РКС-03ИК

Всі периферійні блоки має розширені діапазон напруги живлення (від 9 до 36В) і гальванічно розв'язані від мережі живлення. Виходи інтерфейсу RS485 також мають гальванічну розв'язку і забезпечені пристроями захисту від імпульсних перешкод та короткого замикання.

Реєстратор РИ-1 дозволяє працювати з двома блоками дискретних входів та 8 блоками детектування на кожен канал (2 незалежні канали). Програмне забезпечення реєстратора РИ-1 реалізує функції двох серверів для обміну інформацією з периферійними блоками з роздільними каналами на фізичному рівні, тобто один реєстратор може обслуговувати мережу по двох незалежних шинах. Під час налаштування реєстратора для кожного периферійного блоку вказується адреса шини та адреса пристрою. Така побудова мережі дозволяє відмовитися від жорсткої прив'язки периферійних блоків до виміру каналу і при необхідності здійснювати резервування каналів виміру.

Як кабель шини повинен використовуватися симетричний кабель (кручена пара). Необхідність екрануючої оболонки в кабелі визначається рівнем електромагнітних перешкод трасою прокладання кабелю. До одного сегмента шини може бути підключено трохи більше 32 пристроїв з одиничним типовим опором інтерфейсної ланцюга. Цим кабелем (додаткові жили) так само подається живлення на периферійні блоки від джерела живлення, яке встановлено в корпусі реєстратора. Таким чином, передача інформації та живлення пристроїв на шині здійснюється без проміжних сполучних коробок та додаткових блоків живлення.

Провідний пристрій та периферійні пристрої розраховані на послідовний асинхронний обмін даними. Система коректно функціонує за швидкості обміну даними 9600 біт/с.

При використанні симетричного типу кабелю з крученою парою мідних дротів перерізом 0.2 кв.мм та хвильовим опором 120 Ом, максимальна довжина сегмента може становити 1200 м.

Для комунікації РКС із пристроями верхнього рівня використовується протокол ModBus (підтримується реалізація ASCII та RTU) та залежно від реалізації фізичного рівня мережі: USB або RS485 інтерфейс. При необхідності РКС може інтегруватися в SCADA системи завдяки застосуванню стандартного промислового протоколу обміну даними. Швидкість обміну даними задається в налаштуваннях реєстратора зі стандартного ряду (9600, 19200, 38400, 57600 та 115200 біт/с).

Таких результатів вдалося досягти, розумно поєднуючи сучасні фізичні принципи побудови детекторів із новітніми схемотехнічними рішеннями з урахуванням оновленої елементної бази електронних компонентів. До всіх складових частин системи розроблено сучасне програмне забезпечення.