[发明专利]离心铀浓缩测频系统控制单元

说明书

本发明属于铀同位素分离级联工艺频率测量数据采集及自动控制技术领域，具体涉及一种离心铀浓缩测频系统控制单元。以太网控制器和上位机进行数据通信，显示频率测量数据及相关信号；LCD控制器完成就地显示频率测量数据，实现操作人员就地查看数据；I/O输入实现按键输入功能，实现数据查看、屏蔽、就地/远控工况切换及数据查找功能；I/O输出将采集后的频率测量数据经分析处理后形成相关故障信号，一方面经I/O输出用于就地面板指示，相关故障信号以点亮故障灯的方式显示于控制单元面板；另一方面发送至俄方控制系统。控制单元安装方式简洁，可实现分批次接入俄方控制系统，实现离心机不停机接入系统，有效降低资金投入，全面提高了级联系统运行稳定性。

技术领域

本发明属于铀同位素分离级联工艺频率测量数据采集及自动控制技术领域，具体涉及一种离心铀浓缩测频系统控制单元。

背景技术

频率测量系统离心铀同位素分离级联工艺中已得到广泛应用，目前在用俄方集中式频率测量系统作为离心级联综合控制系统的一个子系统，主要负责离心机频率及摩擦功耗参数检测、显示、分析，异常状态下形成事故报警信号传送至离心级联综合控制系统，用于报警提醒及事故联锁保护动作。

由于该系统已连续运行16年，俄方测频系统控制单元损坏，无法完成频率测量功能。俄方测频系统控制单元采用INTEL8080芯片设计，此芯片为上世纪70年代产品，目前该芯片已停产，同时市面上难以购置，市面上即便能找到少量此类芯片，也属于积压库存及相关硬件拆除下的芯片，质量难以保证，不适用于工业场所应用。同时由于针对该芯片的编程仿真设备及配套使用的存储器等外围器件为俄制芯片，难以购置，导致控制单元无法修复，影响级联系统频率参数检测，无法正常监控离心机工况，给级联系统运行带来隐患。

如果采用全面更新测频系统的方法，首先会产生巨大的资金投入，初步估算约2500万元，不符合经济性要求。其次，全面更新施工及安装周期较长，会导致级联系统长时间停运，不符合级联系统连续、稳定运行要求。

已报道的频率测量系统设计仅针对新建工程开展，采用重新设计现场测频柜及上位监控系统，而针对俄方在用测频系统控制单元设计目前尚无相关报道。

发明内容

针对铀浓缩频率测量系统现场测频柜控制单元损坏，无同型号芯片修复，同时又不易整体更换频率测量系统的难题，本发明提供了一种离心铀浓缩测频系统控制单元替代原俄方控制单元，从而方便、经济的接入俄方测频系统。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种离心铀浓缩测频系统控制单元，包括以太网控制器、LCD控制器、I/O输入、I/O输出、定时器；以太网控制器和上位机进行数据通信，显示频率测量数据及相关信号；LCD控制器完成就地显示频率测量数据，实现操作人员就地查看数据；I/O输入实现按键输入功能，实现数据查看、屏蔽、就地/远控工况切换及数据查找功能；I/O输出将采集后的频率测量数据经分析处理后形成相关故障信号，一方面经I/O输出用于就地面板指示，相关故障信号以点亮故障灯的方式显示于控制单元面板；另一方面发送至俄方控制系统，俄方控制系统接收到相关故障信号后，会发出报警提示及联锁保护信号；I/O输出发送指令，选通俄方测频柜内开关单元及内部通道，完成离心机信号选通测量；定时器完成被选通的离心机频率信号的测量，通过外围整形电路，将离心机正弦波频率信号转换为可测量的方波信号。

该装置基于ARM芯片LPC1788设计，该芯片外扩一个32M存储芯片SDRAM，EMC控制器将显示内容发送至SDRAM，由LCD控制器发送命令读取显存显示；LPC1788提供一路以太网控制器，与上位机采用TCP/IP协议的以太网通信，用于上位机显示数据信息；该芯片外扩一块FLASH存储器，用来存储离心机数据信息；该芯片外扩一块可编程逻辑芯片CPLD，完成按键及拨码开关输入，面板指示灯输出，故障信号输出功能，该芯片通过地址扩展功能控制CPLD完成信号的输入输出。