(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111622842.7 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 中核武汉 核电运行技 术股份有限公 司 地址 430223 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区民族大道1021号 (72)发明人 胡栋　任永周　张皓　陈明　聂文　 罗瀛　班泉聚　张绪怡　 (74)专利代理 机构 核工业专利中心 1 1007 代理人 李东斌 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种乏燃料棒剪切过程仿真系统 (57)摘要 本发明提供了一种乏燃料棒剪切过程仿真 系统， 包括操作控制台、 具有 图形工作站配置的 PC计算机和可编程控制器PLC， 所述操作控制台 上的各操作元件以及信号灯显示装置与可编程 控制器PLC连接， 所述PC计算机中设有虚拟仿真 单元， 所述可编程控制器PLC发送和接受所述虚 拟仿真单元的信号。 本发明提供的乏燃料棒剪切 过程仿真系统培训周期短、 效率高， 而且又不存 在任何安全风险， 很好地弥补了剪切机操作培训 的不足。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114357754 A 2022.04.15 CN 114357754 A 1.一种乏燃料棒剪切过程仿真系统， 其特征在于， 包括操作控制台、 具有图形工作站配 置的PC计算机和可编程控制器PLC， 所述操作控制台上的各操作元件以及信号灯显示装置 与可编程控制器PLC连接， 所述PC计算机中设有虚拟仿真单元， 所述可编程控制器PLC发送 和接受所述虚拟仿真单 元的信号。 2.根据权利要求1所述的乏燃料棒剪切过程仿真系统， 其特征在于， 所述可编程控制器 PLC包括： 周期性调用程序块， 实现对相关功能循环调用和子程序块调用； 初始化程序块， 在所述可编程控制器PLC暖启动时进行控制器初始化； 初始化赋值模块， 用于特定条件下进行相关参数的初始化。 3.根据权利要求2所述的乏燃料棒剪切过程仿真系统， 其特征在于， 所述可编程控制器 PLC还包括： 参数连锁模块， 用于对自动或者手动的剪切参数进行 连锁控制与逻辑 运算； 自动装料模块， 用于执 行自动装料 过程逻辑控制； 自动剪切模块， 用于执 行自动剪切过程逻辑控制； 手动操作模块， 用于执 行手动装料与剪切的逻辑控制； 点动操作模块， 用于点动操作时控制， 当接收到所述操作控制台上输入的物 理信号， 虚 拟设备运动即发生动作， 无任何连锁。 4.根据权利要求1所述的乏燃料棒剪切过程仿真系统， 其特征在于， 所述可编程控制器 PLC将运算结果以输出点位信号发送给所述虚拟仿真单元， 所述虚拟仿真单元接收可编程 控制器PLC的输出点位信号， 控制所述虚拟仿 真单元中剪切设备的相关动作， 所述虚拟仿 真 单元返回设备的状态信息 。 5.根据权利要求1所述的乏燃料棒剪切过程仿真系统， 其特征在于， 所述虚拟仿真单元 包括： 学员端模块， 包含一套剪切机工艺3D仿真计算机系统， 用于展示设备运行情况与反馈 设备的动作 与状态信息 。 场景端模块， 包 含一套大屏投影系统， 通过投影屏幕展示场景环境与设备模型。 教员端模块， 包含一套教员控制系统与一套3D仿真终端系统， 所述教员控制系统用于 任意工况设定与故障设置， 所述3D仿真终端系统同步学员端设备运行状态。 6.根据权利要求5所述的乏燃料棒剪切过程仿真系统， 其特征在于， 所述虚拟仿真单元 包括： 网格切割功能模块， 用以实现剪切过程中燃料棒被挤压变形特效， 燃料棒被剪切机刀 头切割的特效以及切割过程中火花和粉尘特效； 数据交互功能模块， 用以实现所述虚拟仿真单元与所述可编程控制器PLC的实时高效 数据传输； 跳刀功能模块， 用以让整个系统能任意切换到指定的剪切刀数对应的状工况， 包括正 常剪切阶段和最后剪切阶段的任意刀数的工况状态。 7.根据权利要求6所述的乏燃料棒剪切过程仿真系统， 其特征在于， 所述虚拟仿真单元 还包括故障插入功能模块， 包含虚拟仿 真单元与可编程控制器PLC中的故障逻辑程序， 用于 插入实际剪切操作中经常出现的几种故障工况与解除故障后的逻辑控制。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114357754 A 2一种乏燃料 棒剪切过 程仿真系统 技术领域 [0001]本发明涉及乏燃料棒仿真技 术领域， 尤其涉及一种乏燃料棒剪切过程仿真系统。 背景技术 [0002]乏燃料棒剪切现场具有放射性、 密闭空间等特点， 操作员无法近距离观察现场环 境、 学习乏燃料 处理工艺。 且法规要求操作员必须熟练掌握工艺才能上岗， 因此目前的培训 手段周期长、 效率低。 发明内容 [0003]本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷， 从而提供一种乏燃料棒剪切过程 仿真系统， 该乏燃料棒剪切过程仿真系统培训周期短、 效率高， 而且又不存在任何安全风 险， 很好地弥补了 剪切机操作培训的不足。 [0004]为了实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0005]一种乏燃料棒剪切过程仿真系统， 包括操作控制台、 具有图形工作站配置的PC计 算机和可编程控制器PLC， 所述操作控制台上 的各操作元件以及信号灯显示装置与可编程 控制器PLC连接， 所述PC计算机中设有虚拟仿真单元， 所述可编程控制器PLC发送和接受所 述虚拟仿真单 元的信号。 [0006]进一步地， 所述可编程控制器PLC包括： [0007]周期性调用程序块， 实现对相关功能循环调用和子程序块调用； [0008]初始化程序块， 在所述可编程控制器PLC暖启动时进行控制器初始化； [0009]初始化赋值模块， 用于特定条件下进行相关参数的初始化。 [0010]进一步地， 所述可编程控制器PLC还 包括： [0011]参数连锁模块， 用于对自动或者手动的剪切参数进行 连锁控制与逻辑 运算； [0012]自动装料模块， 用于执 行自动装料 过程逻辑控制； [0013]自动剪切模块， 用于执 行自动剪切过程逻辑控制； [0014]手动操作模块， 用于执 行手动装料与剪切的逻辑控制； [0015]点动操作模块， 用于点动操作时控制， 当接收到所述操作控制台上输入的物理信 号， 虚拟设备运动即发生动作， 无任何连锁。 [0016]进一步地， 所述可编程控制器PLC将运算结果以输出点位信号发送给所述虚拟仿 真单元， 所述虚拟 仿真单元接收可编程控制器PLC的输出点位信号， 控制所述虚拟 仿真单元 中剪切设备的相关动作， 所述虚拟仿真单 元返回设备的状态信息 。 [0017]进一步地， 所述虚拟仿真单 元包括： [0018]学员端模块， 包含一套剪切机工艺3D仿真计算机系统， 用于展示设备运行情况与 反馈设备的动作 与状态信息 。 [0019]场景端模块， 包 含一套大屏投影系统， 通过投影屏幕展示场景环境与设备模型。 [0020]教员端模块， 包含一套教员控制系统与一套3D仿真终端系统， 所述教员控制系统说　明　书 1/4 页 3 CN 114357754 A 3