HIMM回旋加速器控制系统中连锁保护功能设计与实现
回旋加速器教案
回旋加速器教案一、教学目标1.了解回旋加速器的定义和用途。
2.掌握回旋加速器的工作原理。
3.理解回旋加速器对物质进行加速和研究的意义。
4.能够解释回旋加速器与其他加速器的区别。
5.培养学生的科学实验观察和推理能力。
二、教学内容1.回旋加速器的定义和用途。
2.回旋加速器的工作原理。
3.回旋加速器的应用。
4.回旋加速器与其他加速器的比较。
三、教学过程导入：1.显示图片或视频，引导学生思考：什么是回旋加速器？回旋加速器有什么用途？知识讲解：2.定义和用途：回旋加速器是一种用于将离子或高速粒子加速的装置。
它能够产生高能量的电子、质子、中子等粒子束，用于核物理实验、生物学和医学研究等领域。
例如，回旋加速器被用于产生高能量的正电子和反质子，用于医学成像和放射性疗法。
3.工作原理：回旋加速器利用静电力和磁场力的相互作用，将带电粒子不断加速。
一般来说，回旋加速器由环形磁场和交变电压构成。
当带电粒子进入回旋加速器后，会被磁场束缚在环形轨道上，然后通过交变电压的作用不断加速，最终达到所需的能量。
4.应用：回旋加速器广泛应用于核物理和粒子物理的实验研究中。
例如，回旋加速器可以加速质子和重离子，用于研究原子核的性质和结构。
此外，回旋加速器还可以生产反物质，用于研究宇宙起源和物质构成等问题。
5.比较：与其他加速器相比，回旋加速器具有以下特点：首先，回旋加速器能够加速带电粒子到非常高的能量，远远超过线性加速器的限制。
其次，回旋加速器可以将粒子束稳定地束缚在环形轨道上，使得粒子束的稳定性得到保证。
最后，回旋加速器相对来说比较复杂，建设和维护成本较高。
实践探究：6.学生小组讨论：回旋加速器的工作原理和应用。
7.学生设计实验：利用模拟回旋加速器的装置，观察带电粒子在磁场和电场的作用下的运动轨迹。
8.学生通过实验观察和讨论，总结回旋加速器的工作原理和优点。
知识拓展：总结提高：10.教师总结：回旋加速器是一种重要的科学实验装置，对于物质结构和性质的研究具有重要意义。
回旋加速器的机理及其应用(李秀菊1126857027)文稿资料
交变电压
为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速， 使其能量不断提高，要在狭缝处加一个与粒子 运动的周期一致的交变电压
在医学上
1995年中国原子能科学研究院与比利时IBA共同研 制的cyc-30型回旋加速器投入使用，生产各种医用同 位素。 2006年6月23日，中国首台西门子eclipse HP/RD医 用回旋加速器在位于广州军区总医院内的正电子药物 研发中心正式投入临床运营。 回旋加速器是产生正电子放射性药物的装置，该药物 作为示踪剂注入人体后，医生即可通过PET/CT显像 观察到患者脑、心、全身其它器官及肿瘤组织的生理 和病理的功能及代谢情况。所以PET/CT依靠回旋加 速器生产的不同种显像药物对各种肿瘤进行特异性显 像，达到对疾病的早期监测与预防。
劳伦斯
回旋加速器的理论
设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加 速电场，直至达到高能量。1931年，他和他的学生利文斯顿（M. S. Livingston）一起，研制了世界上第一台回旋加速器，这台加速器的磁 极直径只有10cm，加速电压为2kV，可加速氘离子达到80keV的能量， 向人们证实了他们所1930年，劳伦斯提出了回旋加速器的理论，他提出 的回旋加速器原理。随后，经M. Stanley Livingston资助，建造了一台 25cm直径的较大回旋加速器，其被加速粒子的能量可达到1MeV。回旋 加速器的光辉成就不仅在于它创造了当时人工加速带电粒子的能量记录， 更重要的是它所展示的回旋共振加速方式奠定了人们研发各种高能粒子 加速器的基础。
磁场作用
带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场时，只 在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期 与速率和半径无关，使带电粒子每次进入D形 盒中都能运动相等时间（半个周期）后，平行 于电场方向进入电场中加速。
回旋加速器原理及新进展
回旋加速器原理及新进展1.引言1.1 概述回旋加速器是一种用于加速离子粒子的设备，其原理利用磁场和电场的力来加速带电粒子。
该设备的应用广泛，包括核物理研究、放射治疗、材料科学等领域。
本文将着重介绍回旋加速器的原理和最新进展。
在概述部分，我们将对回旋加速器进行简要概述，以帮助读者更好地理解后续内容。
回旋加速器是一种环形结构，由多个电极和磁铁构成。
当带电粒子进入回旋加速器后，它们会受到电场和磁场的作用力，从而始终保持在环形轨道上运动。
电场将粒子加速到一定速度，而磁场则被用来限制运动轨迹，使粒子保持在环形轨道上。
回旋加速器在粒子物理研究中起着重要作用。
通过加速高能离子粒子，科学家能够探索更深层次的物质结构和宇宙奥秘。
此外，回旋加速器还被应用于放射治疗，用于治疗癌症等疾病。
它也在材料科学中有重要的应用，可以用于表征材料的结构和性质。
近年来，回旋加速器领域取得了一些新的进展。
新型回旋加速器设计采用了更先进的技术和更高能量的粒子束。
这些新进展使得回旋加速器的加速效率大大提高，同时也提高了加速器的精度和可靠性。
在本文的后续部分，我们将详细介绍回旋加速器的原理和应用，并对最新的研究进展进行展望。
通过了解回旋加速器的原理和新进展，我们可以更好地了解其在科学研究和应用领域的重要性和潜力。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构，让读者对即将阅读的内容有一个清晰的了解。
本文分为引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分从概述、文章结构和目的三个方面入手，引导读者对回旋加速器原理及新进展的内容有一个整体的认识。
首先，在概述中，我们将简要介绍回旋加速器的背景和基本概念，包括其作为一种粒子加速器的重要性以及其在科学研究和应用领域中的广泛应用。
接下来，文章结构部分将详细说明本文的组织结构。
我们将分为引言、正文和结论三个部分，每个部分都有相应的子标题，以便读者能够快速定位和理解文中的内容。
最后，我们会阐明本文的目的。
回旋加速器工作原理
回旋加速器工作原理
回旋加速器是一种重要的粒子加速器，它的工作原理可以简单地描述如下：
首先，回旋加速器内部设有一个强磁场，通常由电磁铁产生。
这个强磁场使得粒子在加速器内以弯曲的轨道运动。
为了使粒子能够保持在轨道上，回旋加速器还需要一个高频电场。
这个电场会在粒子通过时提供一个额外的加速，从而避免粒子脱离轨道。
回旋加速器内部的磁场和电场的工作过程可以分为多个步骤。
首先，粒子从一个初始的低能量状态开始进入加速器。
然后，磁场会使粒子按照一条弯曲的轨道进行运动。
接下来，电场被应用在一个特定的区域，这个区域称为加速腔。
当粒子通过加速腔时，电场会加速粒子，使其获得更高的能量。
然后，粒子继续沿着弯曲的轨道运动，直到再次到达加速腔。
这一过程会循环重复，每次通过加速腔时，粒子都能获得额外的能量，逐渐加速到所需的能量。
为了保持粒子在轨道上运动，磁场的强度和电场的频率需要精确地控制。
如果磁场的强度过小，粒子会离开轨道，而过大则会导致粒子运动的不稳定。
同样地，如果电场的频率不准确，粒子也可能脱离轨道。
因此，回旋加速器需要精确的控制系统来确保粒子能够稳定加速。
总的来说，回旋加速器是通过磁场和电场的相互作用来加速粒子的。
粒子在加速器内按照弯曲的轨道进行循环加速，直到达
到所需的能量。
这种工作原理使得回旋加速器成为研究基本粒子物理、放射治疗和其他应用领域中重要的工具。
回旋加速器对于核医学科的重要意义
回旋加速器对于核医学科的重要意义1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面进行阐述：1. 回旋加速器的定义和作用：回旋加速器是一种重要的科学仪器，用于加速粒子的速度至接近光速，以产生高能量的粒子束。
它在核医学科中起到至关重要的作用。
2. 核医学科的定义和意义：核医学科是一门研究应用核技术在医学中的方法和技术的学科。
它通过利用放射性同位素和其他核技术，可以实现对人体内部结构和功能的非侵入性诊断，从而在疾病的早期诊断、治疗和疗效评估等方面发挥重要作用。
3. 回旋加速器在核医学科中的重要性：回旋加速器在核医学科中有着广泛的应用。
首先，回旋加速器可以产生高能量的粒子束，用于产生放射性同位素。
这些同位素可以被用来制备各种放射性示踪剂，在体内标记并追踪特定的生物分子和细胞，从而实现对人体内部结构和功能的精确诊断；其次，回旋加速器还可用于放射治疗，即利用高能量的粒子束杀死癌细胞，达到治疗恶性肿瘤的目的；此外，回旋加速器还在核医学科研究和教育等方面有着重要的意义。
4. 本文的结构和目的：本文将从回旋加速器的原理和功能入手，介绍回旋加速器在核医学科中的应用，重点探讨其在诊断和治疗方面的重要意义。
通过对回旋加速器在核医学科中的应用和发展前景进行探讨，旨在增加对于回旋加速器在核医学科中重要性的认识，并对未来的研究和应用提供一定的参考和启示。
以上是概述部分内容的一个大致框架，你可以根据这个框架，补充具体的内容，使得概述部分更加完整和具体。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以参考以下内容：文章结构本文将通过以下几个部分来探讨回旋加速器对于核医学科的重要意义。
首先，在引言部分将对本文的背景和目的进行概述。
然后，正文部分将详细介绍回旋加速器的原理和功能，以及它在核医学科中的应用。
最后，在结论部分将总结回旋加速器对核医学科的重要性，并展望未来回旋加速器在该领域的发展前景。
通过以上的文章结构，读者将能够全面了解回旋加速器在核医学科中的重要意义。
回旋加速器清场措施
回旋加速器清场措施回旋加速器清场措施介绍回旋加速器是一种高能物理实验设备，用于探索基本物理粒子的性质。
在进行实验时，由于高能粒子的碰撞会产生丰富的数据，因此需要采取一系列的清场措施来保证实验数据的准确性和安全性。
措施一：空气净化回旋加速器周围的空气需要经过强力的净化系统处理。
这可以避免空气中的灰尘、微粒和有害气体对实验产生干扰。
净化系统通常采用滤芯和气体处理设备，确保实验区域的空气纯净。
措施二：辐射防护回旋加速器产生的高能粒子在碰撞过程中会产生辐射。
为了保护实验人员和设备，需要设置一系列的辐射防护措施。
这包括使用辐射屏蔽材料来减少辐射的传播和穿透，同时使用探测器监测周围的辐射水平。
措施三：电磁屏蔽回旋加速器中的磁场和电场可能对实验产生干扰，影响实验结果的准确性。
因此，需要采取电磁屏蔽措施来减少外部干扰。
这可以通过使用屏蔽材料或调整实验设备的布局和参数来实现。
措施四：紧急救援设备在回旋加速器实验过程中，发生突发状况的可能性并不排除。
为了保障实验人员的安全，必须提供紧急救援设备。
这包括急救箱、灭火器、呼吸器等，以便能够在紧急情况下迅速采取应对措施。
措施五：实验区域限制为了确保实验数据的准确性，只有经过相关培训和授权的人员才能进入回旋加速器的实验区域。
这样可以降低人为因素对实验的干扰，并保证实验过程的安全性。
结论回旋加速器清场措施的实施对于实验的顺利进行和数据的准确性至关重要。
通过空气净化、辐射防护、电磁屏蔽、紧急救援设备以及实验区域限制等措施的综合应用，可以确保实验的环境安全、数据可靠，并提高实验的科学价值。
措施一：空气净化•采用滤芯和气体处理设备，确保实验区域的空气纯净。
•避免空气中的灰尘、微粒和有害气体对实验产生干扰。
•净化系统定期维护和更换滤芯，保证其正常运行。
措施二：辐射防护•设置辐射屏蔽材料，减少辐射的传播和穿透。
•使用辐射探测器监测周围辐射水平，保障实验人员和设备的安全。
•定期检测辐射防护措施的有效性，确保其性能符合安全要求。
HM-10医用回旋加速器操作流程
HM-10 回旋加速器操作流程1.全自动生产（1）佩带好个人剂量检测仪；（2）更换防护服（3）进入回旋加速器室检查各项参数是否在正常范围内（4）启动计算机；进入Windows XP系统；（5）在桌面点击“Pro-Designer Runtime”进入系统；（6）确认富氧水足够，在“INDIVIDUAL”画面中点击“ID2”打开LTF_ID2界面；（7）在LTF_ID2界面中，点击“O18 FILLING”填充富氧水；（8）在“MAIN”中，设置轰击束流和时间，并点击“ACTUAL CLEAR”清除原来记录。
然后点击“START”，待“CYCLOTRON_ALL”显示“ON”，和“IRRAD”显示“READY”时，点击“IRRAD”开始生产；（9）当轰击结束后，选择“COLLECT”，放射性核素自动传到相应的化学部分；（10）第（7）步结束后，关闭加速器；（11）记录当天生产情况。
2.手动生产：（1）按照全自动生产（1）～（4）操作，进入控制系统；（2）确认富氧水足够，在“INDIVIDUAL”画面中点击“ID2”打开LTF_ID2界面；（3）在LTF_ID2界面中，点击“O18_FILLING”填充富氧水；（4）在“MAIN”中，设置轰击束流和时间；并点击“ACTUAL_CLEAR”清除原来记录。
（5）在“BEAM_ADJUSTMENT”中，点击“PAT_START”打开“MAIN_COIL_PS”；（6）打开“RF_PS”；（7）打开“GAS_ON”；（8）等几分钟后打开“ION_SOURCE_PS”；（9）打开“FOIL_POSITION”转到所需的位置；（10）进入“INDIVIDUAL”打开“He_COOLING”；执行“WASH”两次，完成后点“CIRCULATE”；（11）点击“COMPENSATOR”中的“AUTO_TUNE_OFF”，使变成“AUTO_TUNE_ON”；（12）打开“RF_DEE VOLT”；（13）束流会在“BEAM_SHUTTER”上；（14）优化“BEAM_SHUTTER”上的束流；（15）点击“OPEN”BEAM_SHUTTER或者“MAIN”界面点击“IRRAD”开始生产；（16）轰击结束后，转到“LTF_ID2”页面，按“COLLECT”回收核素;（17）回收完成后，在“MAIN”中点击“STOP”，关闭加速器或分步手动关闭加速器，其顺序为“ION_SOURCE_PS OFF”→“GAS_OFF”→“RF_SYSTEM”→“RF_OFF”→“RF_PS_OFF”→“MAIN_COIL OFF”→“HE_COOLING STOP”。
《回旋加速器》PPT课件
外加磁场!利用带电粒子在匀强磁场中做 圆周运动的特点，可使它重返电场，再次
加速．
好，这的确是个巧妙的设想．这也正是 我们要讨论的第二种加速器——回旋加速 器．
2．回旋加速器
如左下图所示．设位于加速电场中心的 粒子源发出一个带正电粒子，以速率v0垂直 进入匀强磁场中．如果它在电场和磁场的协 同配合下，不断地得到加速，你能大致
每次穿越的时间就会越来越短．如要保证同 步，电源频率应该越来越高才行．
谁还有不同的见解呢?
有同学认为电源频率恒定时，也有可能
满足同步条件，只要使得金属圆筒的长度随 着粒子速度的增大而相应地加长就行了．
上述两位同学的意见可谓异曲同工，都有可
能满足同步条件．在具体实施时，人们一般采用 的是后一种方案．很明显，实施这种方案的关键， 在于合理地设计金属圆筒的长度．那么，各圆筒 长度之间究竟应符合怎样的关系才行呢?这个问题 稍微复杂一点，有兴趣的同学在课后可以继续讨 论．通过以上的探索和研究，我们实际上已经勾 画出了一台加速器的雏形了，这样的加速器我们 把它称之什么加速器呢?
直线加速器．
北京正负电子对撞机的注入器部分，就 是一个全长200多米的直线加速器．这类加速
器固然有其优点，但它的设备一字儿排开， 往往很长．于是，我们自然会想到：能否寻 找一种既可使带电粒子实现多级加速，又不 必增加设备长度的方法呢?
如果只用一个电场，带电粒子经过加速 后还能再次返回，那就好了．用什么方法才 能使粒子自动返回呢?
请大家联系已学的知识，要防止外界电 场的干扰，可采用什么措施?
采用静电屏蔽．
对．我们可用金属圆筒代替原来的极板，
将上图改成左下图所示．这样既可以在金属 圆筒的间隙处形成加速电场，又使得圆筒内 部的场强为零，从而消除了减速电场的不利 影响．
回旋加速器的原理
回旋加速器的原理之
阿布丰王创作
回旋加速器的工作原理如图所示，设离子源中放出的是带正电的粒子，带正电的粒子以一定的初速度v0进入下方D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，运行半周后回到窄缝的边沿，这时在A1、A1′间加一向上的电场，粒子将在电场作用下被加速，速率由v0酿成v1，然后粒子在上方D形盒的匀强磁场中做圆周运动，经过半个周期后到达窄缝的边沿A2′，这时在A2A2′间加一向下的电场，使粒子又一次得到加速速率变成v2，这样使带电粒子每通过窄缝时被加速，又通过盒内磁场的作用使粒子回旋到窄缝，通过反复加速使粒子达到很高的能量.
带电粒子在磁场中运动的半径为R
回旋半径一次比一次增大，而带电粒子在磁场中运动的周期
T
加在两个电极上的高频电源的周期与带电粒子在磁场中运动的周期相同，就可以包管粒子每经过电场鸿沟AA和A′A时正好赶上合适的电场方向而被加速.
由于相对论效应，当粒子速率接近光速时，粒子的质量将显著增加，从而粒子做圆周运动的周期将随粒子速率的增长而增长，如果加在D形盒两极的交变电场的周期不变的话，粒子由于每次“迟到”一点而不克不及包管经过窄缝时总被加速，因此，
为了使粒子每次穿过窄缝时仍能不竭得到加速，必须使交变电场的周期随着粒子加速的过程而同步变更，根据这个原理设计的回旋加速器叫做同步回旋加速器.另外采取多级电场加速的直线型装置不存在这种困难，这种多级加速装置在过去没有条件建造，现在已经建造出来，科学家们称它为直线加速器，长度达几千米到几十千米，如图所示的长约3 km的斯坦福大学直线加速器.。
7MeVU重离子回旋加速器设计与研制开题报告
7MeVU重离子回旋加速器设计与研制开题报告一、研究背景重离子回旋加速器是一种重要的粒子加速器，广泛应用于核物理、生物医学等领域。
其能量范围涵盖了实验室制造的重离子到太阳风等天文学尺度的高能重离子。
在国内，目前已经有一些重离子回旋加速器，如HFR和HIRFL，但都存在一定程度的技术瓶颈和能量限制。
因此，设计和研制一台新型的7MeVU重离子回旋加速器是非常有意义的。
二、研究目的本研究旨在设计和研制一台能够实现7MeV/u重离子加速的回旋加速器，并解决其运行中的一些技术问题。
三、研究内容和方法3.1 回旋加速器的设计回旋加速器的设计是本研究的核心。
主要包括磁场设计、射频设计、束流动力学和控制系统设计。
采取ANSYS、CST、OPAL等软件进行模拟和分析，进行加速器的初步设计。
3.2 束流参数的优化通过束流动力学的分析和计算，优化束流的理论参数，包括束流能散、束团发射度和注入条件等，以提高重离子加速的效率。
3.3 控制系统的设计控制系统的设计是保证加速器稳定运行的关键。
设计并开发相应的控制程序，并进行软硬件集成测试。
四、预期成果本研究的预期成果包括：4.1 设计出一台能够实现7MeV/u重离子加速的回旋加速器。
4.2 优化束流参数，提高加速效率。
4.3 开发出相应的控制程序，保证加速器稳定运行。
五、研究意义7MeVU重离子回旋加速器的设计和研制对于重离子物理研究、核医学、新材料等领域具有重要的意义。
该研究的成果也有望对国内外同类型回旋加速器的研究提供参考和借鉴。
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＋ 软件 三层 结构 的连 锁系 统 。其 中设 备 级包括 二 次仪 表 和继 电器 ， Ｐ Ｌ Ｃ级包 括硬 件 和 Ｐ Ｌ Ｃ程 序 ， 对 于 不 能提
供“ 硬连 锁” 的设备 ， 在 上层 服务 器程 序 中加入 “ 软 连锁 ” 程序 段 。在设 计 中 ， 将 这三 种不 同类 型 的连锁 手段 组合
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献 标 志 码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ８ ４ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ Ｏ １ ６ ２ ８ ． １ ６ ０ ３ ６ １
中国科 学 院近代 物理研 究所 与其 控 股 的兰州科 近 泰基 新技术 有 限公 司 ， 将 近代 物理 所 近 ６ ０年积 累 的技术
张建川 ， 周德泰， 李运杰， 尹 佳 ， 李丽莉， 宿建军， 王彦瑜
（ 中 国 科 学 院 近 代 物 理 研 究 所 ，兰 州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 在 ＨＩ ＭＭ 医 用 重 离 子 加 速 器 （ Ｈｅ ａ ｖ ｙ Ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ） 中， 回旋 加 速 器 的 连 锁 保 护 功 能 针
对离子源 、 高频 、 真空 、 电源 、 冷却水等 子系统的连锁要求 ， 设 计 实 现 了设 备 ＋ Ｐ Ｌ Ｃ ＋软件三层结 构的连锁 系统 ，
并 保 证 连 锁 功 能 在 系统 断 电 、 线缆连接故障 、 数 据 传 输 异 常 等 情 况 下 的正 常 工 作 。连 锁 系 统 可 实 现 硬 连 锁 毫 秒 级、 软 连 锁 次 秒 级 别 的 反 应 速 度 。整 体 功 能 在 回旋 调 试 过 程 中 得 到 验 证 ， 保 障 了 整个 加 速 器 的 顺 利 供 束 。 关键 词 ： 回旋 加 速 器 ； 连 锁保 护 ； ＨＩ ＭＭ 医 用 重 离 子 加 速 器
了较 高 的要 求 。回旋 加速器 作 为 同步环 注入器 ， 除 了束 流 指标 要 求 ， 在 系统 长期 工 作 稳定 性 、 设 备 安 全 性等 方
面 也有很 严 格 的要 求 。连 锁保 护功 能是 控制 系统 中针对 设 备 安全 和 人 身安 全设 计 实 现 的 ， 在加 速 器 这 样需 要 长期 运行 的大型设 备 中， 尤 其是 医疗设 备 中 ， 连锁保 护 功能 显得 尤为 重要 。 回旋 加 速器 连锁保 护 功能 针对 离子 源 、 高频、 真空 、 电源 、 水 等 子 系统 的连 锁要 求 ， 设 计 实 现 了设 备 ＋ Ｐ Ｌ Ｃ
第 ２ ８卷 第 １ ２期 ２ ０ １ ６年 １ ２月
强 激 光 与 粒 子 束
ＨＩ ＧＨ ＰＯＷ ＥＲ Ｉ ＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩ ＣＬＥ ＢＥＡＭ Ｓ
Ｖｏ １ ． ２ ８ ，Ｎｏ ． １ ２
Ｄｅ ｃ ．， ２ ０１ ６
ＨＩ ＭＭ 回旋 加 速 器 控 制 系统 中连 锁 保 护 功 能 设 计 与 实 现
成 功转 化 ， 研 制 出具有 自主知识 产权 的 医用 重离 子 加 速器 。ＨＩ ＭＭ（ Ｈｅ ａ ｖ ｙ Ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ） 是 我 国医用 重 离子加 速 器＿ １ ］ 。该 医用重 离 子加 速 器 规模 庞 大 ， 设备众多， 对其 控 制 系 统提 出
现 报警 提示 功能 。 从 连锁 反应 时 间考 虑 ，对 于水流 状态 、 水压 、 真空、 主磁 场等快 变 化条件 ，需要 实现 快反 应 时
间的硬 连锁 ； 而对 于 温度 等慢 变化 的基 础条件 ， 可 以用 软 连锁 实 现 。从设 备 安 全 和人 员 安全 方 面 考 虑 ， 涉 及 易 损 坏设 备和 防护 相关 的都 要做 硬件 连锁 。
ＯＰ Ｃ协 议 。
１ 被控 设 备 连锁 要 求
设 计连 锁保 护功 能之 前 ， 首先要 与 物 理设 计 人 员 和各 子 系 统 设 计人 员 沟 通 ， 获取 全 面 的被 控设 备 连锁 要 求 。针 对 回旋 系统 ， 需 要 实现 连锁保 护 的子 系统 主要有 离 子 源 、 高频 、 真空、 电源等 ， 其 设 备 连 锁 的主 要 基 础条 件 有真 空度 、 水 流状 态 、 水温、 水压 、 主磁 场等 。设 计 中 ， 对 要求严 格 的条件 或 者 阈值 实 现连锁 ， 对 部分 条件 只实
应用， 并 考虑 保证 连锁 功 能在 系统 断 电、 线缆 连接 故 障 、 数据 传输 异 常等情 况下 ， 仍 能够 正常作 用 。连 锁系 统可
实 现硬 连锁 毫秒 级 、 软连锁 次秒 级别 的反 应速 度 。本文 实 现 的三层结 构连 锁 系统 ， 相 比于其 他方 式实 现 的加速 器 控制 领域 连锁 系统 ＿ ４ ］ ， 具 有更 多 的设备 针对 性 、 配 置灵 活性 和软 硬件 可靠 性 。 本 文从 被控设 备 分析 人手 ， 详 细介绍 了不 同类 型子 设备 对真 空 度 、 水流、 电源 电流 、 门禁 信号 等条 件 的连锁 阈值 要求 以及不 同条 件之 间 的逻辑关 系 。然后 针 对不 同 的连 锁 实现 方 式 ， 举 例 介 绍 了能 够 实 现硬 件 连 锁 的真 空计、 水 流继 电器 和 Ｐ Ｉ ｃ级别 硬联 锁 ， 并说 明 了软 连 锁 的实 现 以及 程 序 中针 对 数 据 “ 抖动” 采 用 的抑 制 方 法 。 最 终将 不 同级别 连锁 进行 硬件 级 的逻辑 “ 与” 组合 ， 实 现 了最 终 的安 全 连锁 保 护 系统 。该 连 锁 系统 属 于 回旋 控 制 系统 的一 部分 ， 其 中硬件 部 分独立 运行 ， 保证 了连锁 功能 的快 速 响应 和高 可靠 性 ， 与整 体 控 制 系统 通 讯采 用