一种光束线站设备的保护系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种光束线站设备的保护系统，所述光束线站设备包括光子光闸、安全光闸、真空计、离子泵和真空阀门，所述系统包括：与所述光束线站设备连接的输入输出控制器和可编程逻辑控制器；以及中央监控终端，其接收所述输入输出控制器以及可编程逻辑控制器输出的光束线站设备状态信号，并输出相应的控制信号。本实用新型专利技术通过中央监控终端实时监控光束线站设备的运行状态，一旦设备参数或状态出现异常则通过输入输出控制器向可编程逻辑控制器输出根据预设的设备保护条件参数所生成的联锁保护信号，从而控制可编程逻辑控制器对光束线站设备中的光子光闸和安全光闸采取相应的联锁保护措施，以保证整条光束线上设备的安全。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于在高功率密度同步辐射光条件下运行的光束线站设备的保护系统。
技术介绍
同步辐射是由以接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改变运动方向时所产生的电磁福射，其本质与日常接触的可见光以及X光一样，都是电磁福射。由于这种福射是 1947年在同步加速器上被发现的，因而被命名为同步福射(Synchrotron radiation)。同步辐射具有常规光源不可比拟的优良性能，如高准直性、高极化性、高相干性、宽的频谱范围、 高光谱耀度和高光子通量等。从70年代开始，发达国家逐步开展了同步辐射的应用研究， 其卓越的性能为人们开展科学研究和应用研究带来了广阔的前景，因此在几乎所有的高能电子加速器上都建造了同步辐射线站，以及各种应用同步辐射光的实验装置。同步辐射光源自1947年诞生以来，随着应用研究工作不断深入，应用范围不断拓展，对同步辐射光源的要求也不断提高，并经历了三代的快速历史发展阶段。第一代同步辐射光源是寄生于高能物理实验专用的高能对撞机的兼用机，如北京光源(BSR)就是寄生于北京正负电子对撞机(BEPC)的典型第一代同步辐射光源；第二代同步辐射光源是基于同步辐射专用储存环的专用机，如合肥国家同步辐射实验室(HLS);第三代同步辐 射光源是基于性能更高的同步辐射专用储存环的专用机，如上海光源(SSRF)。第三代的上海同步辐射光源，不仅其电子束发射度(约4纳米弧度)比前两代的小得多，且同步辐射光的亮度也高得多(约1600倍)，因而其辐射光的功率密度也提高很多，高达3kW/mm2。在如此高的功率密度下，设备的安全运行是十分重要的。然而，如何保证光束线上各光学精密仪器设备的安全，在国内的同步辐射装置领域尚属空白。束流光闸是同步辐射装置中光束线站不可缺少的部件，主要用于阻挡同步辐射光以保护其下游的光学设备，以及阻挡辐射光产生的轫致辐射以保护实验人员的人身安全。 上海光源的束流光闸设计不同于合肥光源和北京光源，它采用了光子光闸和安全光闸的组合结构，在保证它们的运行安全方面使用了独特的设计，达到了预期的效果。光子光闸和安全光闸的组合结构设计，并非要求两个光闸一起动作，根据它们各自的结构特点和功用，可分别独立控制其动作，光子光闸用于阻挡并吸收同步辐射光，可以承受较大的热功率负荷，安全光闸只能阻挡轫致辐射的传播，不允许同步辐射光的直接照射。如果将两个光闸一起捆绑动作，且安全光闸放置于光子光闸后面的阴影里，是很容易满足以上要求的；但这种做法不能满足上海光源束线的控制要求，将两个光闸分开动作，且在动作的时间上或顺序方面进行联动控制先关光子光闸，再关安全光闸；先开安全光闸，再开光子光闸。如此这般，即可满足束线的控制要求。为此，目前迫切需要研发一种保护系统，以确保束流光闸的可靠动作，从而满足同步辐射装置的工作要求。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本技术旨在提供一种光束线站设备的保护系统，以确保光束线站设备的安全可靠运行。本技术所述的一种光束线站设备的保护系统，所述光束线站设备包括光子光闸、安全光闸、真空计、离子泵和真空阀门，所述系统包括与所述光束线站设备连接的输入输出控制器和可编程逻辑控制器；以及中央监控终端，其接收所述输入输出控制器以及可编程逻辑控制器输出的光束线站设备状态信号，并输出相应的控制信号；其中，所述输入输出控制器通过网络与所 述中央监控终端连接，其接收所述中央监控终端设定的设备保护条件参数以及所述控制信号，并输出联锁保护信号；所述可编程逻辑控制器通过所述网络与输入输出控制器以及中央监控终端连接， 其一方面接收所述联锁保护信号以及一外围的人身安全联锁系统输出的允许信号，通过该人身安全联锁系统向所述光子光闸和安全光闸输出相应的动作信号，并接收所述光子光闸和安全光闸输出的反馈信号；另一方面根据所述反馈信号，向所述中央监控终端输出相应的报警信号和/或停止供光信号。在上述的光束线站设备的保护系统中，所述系统还包括温度检测模块，其一方面通过网络与所述中央监控终端连接，接收该中央监控终端设定的温度阈值参数，另一方面分别与所述输入输出控制器以及可编程逻辑控制器连接，在所述输入输出控制器的控制下将从所述光子光闸采集到的温度参数与所述温度阈值参数比较，并通过所述可编程逻辑控制器向中央监控终端输出相应的报警信号。在上述的光束线站设备的保护系统中，所述系统还包括与所述可编程逻辑控制器连接的水流量检测模块，其将从所述光子光闸采集到的水流量参数与预设的水流量阈值参数比较，并通过所述可编程逻辑控制器向中央监控终端输出相应的报警信号和/或停止供光信号。在上述的光束线站设备的保护系统中，所述真空计和离子泵通过串口服务器与所述输入输出控制器连接。在上述的光束线站设备的保护系统中，所述真空阀门与所述可编程逻辑控制器连接。在上述的光束线站设备的保护系统中，所述中央监控终端包括用于显示报警信息和光束线站设备状态的显示屏。在上述的光束线站设备的保护系统中，所述网络为以太网。由于采用了上述的技术解决方案，本技术通过中央监控终端实时监控光束线站设备的运行状态，一旦设备参数或状态出现异常则通过输入输出控制器向可编程逻辑控制器输出根据预设的设备保护条件参数所生成的联锁保护信号，从而控制可编程逻辑控制器对光束线站设备中的光子光闸和安全光闸采取相应的联锁保护措施，即根据各个设备所要求的保护条件决定相关部件的开、关动作，以保证整条光束线上设备的安全。另外，本技术还通过可编程逻辑控制器向中央监控终端实时反馈光子光闸和安全光闸的开关操作状态，以及时解决由于开关动作不到位所带来的故障问题，避免造成光束线上设备的损坏。附图说明图I是本技术一种光束线站设备的保护系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，给出本技术的较佳实施例，并予以详细描述。如图I所示，本技术，即一种光束线站设备的保护系统，光束线站设备包括光子光闸11、安全光闸12、真空计13、离子泵14和真空阀门15，本系统包括中央监控终端I (OPI)、输入输出控制器2 (也称上位机，IOC或I/O Controller)、可编程逻辑控制器 3 (Programmable Logic controller, PLC)、温度检测模块6和水流量检测模块7,其中，输入输出控制器2通过串口服务器4与真空计13以及离子泵14连接，可编程逻辑控制器3与真空阀门15连接。中央监控终端I接收输入输出控制器2以及可编程逻辑控制器3输出的光束线站设备状态信号，即监控光束线站设备的真空、离子泵泵流数值以及真空阀门的工作状况等， 并输出相应的控制信号。输入输出控制器2通过以太网络与中央监控终端I连接，其接收中央监控终端I 设定的设备保护条件参数以及控制信号，并输出联锁保护信号。可编程逻辑控制器3通过以太网络与输入输出控制器2以及中央监控终端I连接，其一方面接收联锁保护信号以及一外围的人身安全联锁系统5输出的允许信号，通过该人身安全联锁系统5向光子光闸11和安全光闸12输出相应的动作信号，并接收光子光闸11和安全光闸12输出的反馈信号；另一方面根据反馈信号，向中央监控终端I输出相应的报警信号和/或停止供光信号。温度检测模块6 —方面通过以太网络与中央监控终端I连接,接收该中央监控终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光束线站设备的保护系统，所述光束线站设备包括光子光闸、安全光闸、真空计、离子泵和真空阀门，其特征在于，所述系统包括与所述光束线站设备连接的输入输出控制器和可编程逻辑控制器；以及中央监控终端，其接收所述输入输出控制器以及可编程逻辑控制器输出的光束线站设备状态信号，并输出相应的控制信号；其中，所述输入输出控制器通过网络与所述中央监控终端连接，其接收所述中央监控终端设定的设备保护条件参数以及所述控制信号，并输出联锁保护信号；所述可编程逻辑控制器通过所述网络与输入输出控制器以及中央监控终端连接，其一方面接收所述联锁保护信号以及一外围的人身安全联锁系统输出的允许信号，通过该人身安全联锁系统向所述光子光闸和安全光闸输出相应的动作信号，并接收所述光子光闸和安全光闸输出的反馈信号；另一方面根据所述反馈信号，向所述中央监控终端输出相应的报警信号和/或停止供光信号。2.根据权利要求I所述的光束线站设备的保护系统，其特征在于，所述系统还包括温度检测模块，其一方面通过网络与所述中央监控终端连接，接收该中央监控终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱周侠，龚培荣，张永立，徐慧超，周剑英，蒋建国，施学兰，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：实用新型
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