[发明专利]一种用于质子治疗的加速器安全联锁系统

说明书

本发明公开了一种用于质子治疗的加速器安全联锁系统，包括上位机PC、交换机、PLC、光电转换模块和加速器各子系统，所述上位机PC用于远程监控和操作加速器子系统的状态和运行，同时设定权限和切换不同模式，方便加速器的出束和调试，所述光电转换模块将光纤信号转换成PLC所能使用的电信号，所述加速器各子系统包括水冷系统、举升系统、超导磁体系统、真空系统、离子源系统、RF系统和引出区系统。本发明的有益效果是：该加速器安全联锁系统硬件使用、区分十分的明细，且使用方便，该系统加速器安全联锁系统的响应速度更快，且该加速器安全联锁系统更便于使用、操作，且工作的精度更高。

技术领域

本发明属于加速器设备安全领域，涉及一种安全联锁系统，具体是一种用于质子治疗的加速器安全联锁系统。

背景技术

目前加速器已广泛运用于多个行业内，尤其是质子治疗领域，加速器用来加速质子。质子在漂移管缝隙中被加速，进人漂移管后，保护质子不受减速电场的影响，提高了质子治疗的质量和效率。

加速器设备的联锁保护也采用不同的方式和技术手段，大多数将安全联锁系统合并在控制系统内，采用同一界面显示并且数据采集集于一体；也有少数将安全联锁系统和控制系统分开，采用不同界面，但硬件未区分的很详细，增加了安全联锁系统复杂度和数据处理量，达不到响应时间的要求，为解决上述缺陷，现提供一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于质子治疗的加速器安全联锁系统。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何将安全联锁系统和控制系统分开，且将安全联锁系统和控制系统的硬件区分的更详细；

(2)如何降低安全联锁系统的复杂度和数据处理量，提高安全联锁系统的响应速度；

(3)如何将安全联锁系统更便于操作使用，且如何提高安全联锁系统的工作精度。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现；

一种用于质子治疗的加速器安全联锁系统，包括上位机PC、交换机、PLC、光电转换模块和加速器各子系统；

其中，所述上位机PC用于远程监控和操作加速器子系统的状态和运行，同时设定权限和切换不同模式，方便加速器的出束和调试，例如监控人员只具有监控的权限无法输入参数或则切换不同模式，而维护人员可根据实际情况输入参数和切换模式；

所述交换机用于远程通信和数据交换；

所述PLC通过内部运算单元处理下位系统所传递的数据，根据上位机PC提供的不同条件进行不同的联锁逻辑，有选择性的保护或屏蔽所述加速器子系统；

所述光电转换模块将光纤信号转换成PLC所能使用的电信号；

所述加速器各子系统包括水冷系统、举升系统、超导磁体系统、真空系统、离子源系统、RF系统和引出区系统。

进一步的，所述PLC采用安全型PLC，且PLC能实现SIL3或SIL4等级，且PLC内部字节运算速度在ns量级，PLC通过内部运算单元处理下位系统所传递的数据，并可根据上位机PC提供的不同条件进行不同的联锁逻辑，有选择性的保护或屏蔽加速器子系统。

进一步的，所述水冷系统、举升系统、超导磁体系统、真空系统、离子源系统、RF系统和引出区系统与该加速器安全联锁系统之间采用失效安全性设计，信号高电平表明加速器各子系统无故障或PLC联锁未生效，信号低电平表明子系统有故障或PLC联锁生效。

进一步的，所述加速器各子系统与光电转换模块之间全部采用光纤通信。

进一步的，所述光电转换模块与PLC之间全部采用电缆通信。