[發(fā)明專利]一種用于質(zhì)子治療的加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811072554.7
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109270883A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李實(shí);張靜;馮漢升;曹海林;王守元;宋云濤;丁開忠;陳根;陳永華
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥中科離子醫(yī)學(xué)技術(shù)裝備有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明公開了一種用于質(zhì)子治療的加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，包括上位機(jī)PC、交換機(jī)、PLC、光電轉(zhuǎn)換模塊和加速器各子系統(tǒng)，所述上位機(jī)PC用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作加速器子系統(tǒng)的狀態(tài)和運(yùn)行，同時(shí)設(shè)定權(quán)限和切換不同模式，方便加速器的出束和調(diào)試，所述光電轉(zhuǎn)換模塊將光纖信號轉(zhuǎn)換成PLC所能使用的電信號，所述加速器各子系統(tǒng)包括水冷系統(tǒng)、舉升系統(tǒng)、超導(dǎo)磁體系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、離子源系統(tǒng)、RF系統(tǒng)和引出區(qū)系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是：該加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件使用、區(qū)分十分的明細(xì)，且使用方便，該系統(tǒng)加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的響應(yīng)速度更快，且該加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)更便于使用、操作，且工作的精度更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于加速器設(shè)備安全領(lǐng)域，涉及一種安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，具體是一種用于質(zhì)子治療的加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前加速器已廣泛運(yùn)用于多個(gè)行業(yè)內(nèi)，尤其是質(zhì)子治療領(lǐng)域，加速器用來加速質(zhì)子。質(zhì)子在漂移管縫隙中被加速，進(jìn)人漂移管后，保護(hù)質(zhì)子不受減速電場的影響，提高了質(zhì)子治療的質(zhì)量和效率。

加速器設(shè)備的聯(lián)鎖保護(hù)也采用不同的方式和技術(shù)手段，大多數(shù)將安全聯(lián)鎖系統(tǒng)合并在控制系統(tǒng)內(nèi)，采用同一界面顯示并且數(shù)據(jù)采集集于一體；也有少數(shù)將安全聯(lián)鎖系統(tǒng)和控制系統(tǒng)分開，采用不同界面，但硬件未區(qū)分的很詳細(xì)，增加了安全聯(lián)鎖系統(tǒng)復(fù)雜度和數(shù)據(jù)處理量，達(dá)不到響應(yīng)時(shí)間的要求，為解決上述缺陷，現(xiàn)提供一種解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于質(zhì)子治療的加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為：

(1)如何將安全聯(lián)鎖系統(tǒng)和控制系統(tǒng)分開，且將安全聯(lián)鎖系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的硬件區(qū)分的更詳細(xì)；

(2)如何降低安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的復(fù)雜度和數(shù)據(jù)處理量，提高安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的響應(yīng)速度；

(3)如何將安全聯(lián)鎖系統(tǒng)更便于操作使用，且如何提高安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作精度。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)；

一種用于質(zhì)子治療的加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，包括上位機(jī)PC、交換機(jī)、PLC、光電轉(zhuǎn)換模塊和加速器各子系統(tǒng)；

其中，所述上位機(jī)PC用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作加速器子系統(tǒng)的狀態(tài)和運(yùn)行，同時(shí)設(shè)定權(quán)限和切換不同模式，方便加速器的出束和調(diào)試，例如監(jiān)控人員只具有監(jiān)控的權(quán)限無法輸入?yún)?shù)或則切換不同模式，而維護(hù)人員可根據(jù)實(shí)際情況輸入?yún)?shù)和切換模式；

所述交換機(jī)用于遠(yuǎn)程通信和數(shù)據(jù)交換；

所述PLC通過內(nèi)部運(yùn)算單元處理下位系統(tǒng)所傳遞的數(shù)據(jù)，根據(jù)上位機(jī)PC提供的不同條件進(jìn)行不同的聯(lián)鎖邏輯，有選擇性的保護(hù)或屏蔽所述加速器子系統(tǒng)；

所述光電轉(zhuǎn)換模塊將光纖信號轉(zhuǎn)換成PLC所能使用的電信號；

所述加速器各子系統(tǒng)包括水冷系統(tǒng)、舉升系統(tǒng)、超導(dǎo)磁體系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、離子源系統(tǒng)、RF系統(tǒng)和引出區(qū)系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述PLC采用安全型PLC，且PLC能實(shí)現(xiàn)SIL3或SIL4等級，且PLC內(nèi)部字節(jié)運(yùn)算速度在ns量級，PLC通過內(nèi)部運(yùn)算單元處理下位系統(tǒng)所傳遞的數(shù)據(jù)，并可根據(jù)上位機(jī)PC提供的不同條件進(jìn)行不同的聯(lián)鎖邏輯，有選擇性的保護(hù)或屏蔽加速器子系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述水冷系統(tǒng)、舉升系統(tǒng)、超導(dǎo)磁體系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、離子源系統(tǒng)、RF系統(tǒng)和引出區(qū)系統(tǒng)與該加速器安全聯(lián)鎖系統(tǒng)之間采用失效安全性設(shè)計(jì)，信號高電平表明加速器各子系統(tǒng)無故障或PLC聯(lián)鎖未生效，信號低電平表明子系統(tǒng)有故障或PLC聯(lián)鎖生效。

進(jìn)一步的，所述加速器各子系統(tǒng)與光電轉(zhuǎn)換模塊之間全部采用光纖通信。

進(jìn)一步的，所述光電轉(zhuǎn)換模塊與PLC之間全部采用電纜通信。