上海光源安全联锁系统运行常见故障处理及系统改进建议.ppt

上海光源安全联锁系统运行常见故障处理及系统改进建议,报告人： 姚明 费平安 徐加强 许浔江 2016年9月22日,主要内容,上海光源辐射安全系统 近几年常见故障及处理 系统改进情况 系统升级扩容建议,上海光源辐射安全联锁系统,分布式联锁系统 中央控制室和3个现场控制站：SR储存环，LA直线段，BS增强段； 每个工艺段包括一套S7300-317CPU，中控室设置一套数据采集CPU； 100M 光纤冗余工业以太网 并设置一套控制监控界面WINCC软件。,上海光源辐射安全联锁系统,上海光源辐射安全联锁系统,上海光源辐射安全联锁系统,上海光源辐射安全联锁系统,维护主要内容,UPS维护： 内部除尘、电池电压测试 、电池放电等 安全联锁恢复与功能性测试等： 测试急停按钮、红外逃生功能 在安全联锁上位机电脑添加所有线站的就绪信号的故障历史记录 开机前建联锁测试，检测各环节信号是否正常 安全联锁部件更换： 更换运行中或者维护中发现的老化、故障的备件 巡视任务： 每天巡视光源主体建筑内分布的PLC机柜、门禁控制柜、UPS电源，确认其运行正常 值班人员每2小时在中控室做一次系统状态记录,近几年常见故障及处理,2013年9月2014年7月,影响到束流的故障3次： 1次踢束,剂量联锁故障；2次影响束流注束方式，部为PLC故障,近几年常见故障及处理,2013年9月2014年7月,近几年常见故障及处理,2014年9月-2015年7月,影响到束流的故障3次： 2次踢束；1次影响束流注束方式，全部为UPS故障,近几年常见故障及处理,2014年9月-2015年7月,近几年常见故障及处理,2015年9月-2016年7月,本年度安全联锁系统一共记录4次踢束，从上表中看出其中有两次是人员误操作导致，另外的两次可能是PLC软冗余运行的缺陷导致的，在长时间运行下，软冗余有时会使得程序混乱，导致死机等一些情况的发生。,近几年常见故障及处理,2015年9月-2016年7月,平时运行中，某些故障可能导致无法运行，需要及时找出故障发生点，如果是部件故障引起的问题，发现后需要及时处理、更换，尽快恢复加速器运行,近几年常见故障及处理,从故障次数来看，PLC故障统计次数共计18次，其中只有4次影响了加速器束流（2次造成踢束，2次影响注束方式），此类故障影响束流的概率为22，所以一般不会对加速器束流造成影响。 故障原因基本为通信、软件故障，这和安全联锁系统采用软冗余运行方式有关，硬件方面引起的故障次数为0，无PLC硬件更换记录。 故障处理方式较为迅速方便，通过重启故障区域的PLC机柜就可以很快解决问题。 此类故障若不翻转到控制模式踢束，在被查找出后可迅速恢复。,近几年常见故障及处理,UPS故障，统计次数13次，其中有8次影响了加速器束流（5次造成踢束，3次影响注束方式），此类故障影响束流的概率为61.5，所以UPS故障很大可能会直接影响加速器运行。 故障原因通常为短路造成空气开关跳闸，破坏相关区域联锁，尤其在直线、增强变电站场所内，灰尘多，夏天温度高会对UPS运行造成极大的影响， 处理方式为更换相关故障部件，设备修复后恢复供电。最后重新建立联锁，故障排除。此类故障因相关区域联锁被破坏，因此即使很快的发现解决了问题，由于需要重新搜索该区域，故障恢复时间较长。,近几年常见故障及处理,门禁及其它方面，统计故障次数共计13次，其中没有故障影响到加速器的运行。 故障原因通常为门禁网线不通，或者相关硬件故障。 通常在平时做测试、巡测或解联锁、建联锁过程中发现此类故障，因此只要更换故障的部件即可解决问题。,系统改进情况,UPS电源接线改进,电源,UPS,APC转换器,设备,电源1,UPS,APC转换器,设备,电源2,事件描述： 原用图1的供电方式，图中APC转换器是一个支持两路输入的的装置，图中上一路作为主输入而下一路作为冗余输入，电源来自就近的配电箱。 在这种情况下，当UPS发生短路故障时，就很可能会引起前端共用输入电源的空气开关跳闸，导致设备断电。 改进情况：为了减少因UPS故障引起的断电，采取双独立电源的输入方式。图2是改进的供电方式，这种方式在UPS故障时不会影响到因外一路电源的供电。 在辐射防护系统继续使用UPS的情况下，采用图2的接线方式会让系统运行更加稳定，保证UPS故障短路引起的空气开关跳闸并不会让设备失电。关键是需要接电在不同的供电机柜和空气开关。,系统改进情况,事件描述：各线站棚屋外有事故急停按钮，新来用户经常会错误当作线站的操作按钮出现的错按现象，导致辐射安全状态反转，踢束停机。在没有系统锁存的情况下，不知道哪个线站错按，若无人主动承认，则成为无头案，造成的停机责任归结在辐射安全系统。 改进情况：在在上位机软件界面增加了事件查看栏，一旦再有错按事件发生可及时了解到有关线站。 此事件查看栏也可查看是否有剂量联锁事件发生。,系统升级扩容建议,需要升级扩展的原因 1、软冗余问题 系统采用西门子S7-300CPU，进行了软冗余配置。即每个区域（直线，增强段，储存环）使有两个S7-300CPU，使用软件方式实现CPU互为冗余备份功能，当主CPU发生故障时，自动切换至从CPU。由于采用软件方式实现CPU切换，容易出现如下问题。 切换过程中产生延时，如若此时安全联锁产生实时事件，系统将不能反应，可能会导致安全事故。 CPU状态判断有时会产生错误，即主CPU无问题，从CPU会错误的判断主CPU有问题，从而也转换为主CPU，此种情况发生可能和软冗余切换软件包有关，由于该切换包为封装软件包，由西门子德国总部的人编写，所以无法查明原因并修正。,系统升级扩容建议,扩展性 采用软冗余系统在硬件配置上有许多限制 冗余空间较小： 由于采用软冗余技术，可供使用的冗余空间较小，受到位数限制，不利于以后扩充。 连续地址限制：由于采用软冗余技术，地址需要连续设置，如果在中间位置插入新输入输出卡件（存储环添加线站，会在位置最近的机柜中加入卡件），后续卡件的地址必须向后移位，相当于整个系统要重新进行配置，增加了大量的调试成本。,系统升级扩容建议,主要改造原则 直接使用西门子S7-412H实现硬件冗余，上述问题同样不再出现。 添加机柜：硬件冗余需投加硬件CPU(S7-412H套件), 由于412H的体积要大于317，所以需要酌情增加机柜； 添加4套CPU(S7-412H套件)：更换整个系统的4套317CPU的软冗余状态为S7-400的硬件冗余形式； 原系统的输入输出IO不动； 软件配置