基于PLC的EPS加速器辐射工艺自动控制系统的研制

1、基于PLC的EPS加速器辐射工艺自动控制系统的研制        摘要：从设计方案、系统组成、硬件及软件等方面介绍基于PLC的EPS加速器辐射工艺自动控制系统的研制，同时阐述了该系统的可靠性设计和抗干扰设计。0引言 辐射工业是指将高能物质（如紫外线、射线、C0源、加速器产生的高速电子束、中子等）的高能特性运用于工农业生产过程当中的一个生产环节，而EPS加速器则是辐射工业中使用极为广泛的一种辐射源，其应用领域涉及到科研、医疗、电力产品的深加工等方面。目前国内的加速器设备绝大部分是从国外引进的，而又缺少相应的自动控制设

2、备来实现辐射工艺的自动控制。从这一点出发，研制一套可靠实用的加速器辐射工艺自动控制系统就尤显重要，但加速器本身就是一个强电磁辐射源，这就对自动检测和控制系统的设计提出了很高的要求。利用EPS加速器所产生的高速电子束流来照射材料，用以改变材料的性能，这是其加工目的，但不同材料所需辐射剂量不尽相同，辐射剂量与V×I成正比关系（V为载料小车在辐射束下的运行速度，I为电子束流强度）。通过改变V或I就可调整材料受辐射的剂量。此系统通过控制加速器束下送料小车的运行速度来实现车载材料辐射剂量的控制。 1设计方案系统由检测子系统、控制子系统及其它外围设施组成。检测子系统主要由传感器、A/D卡和工控机

3、组成，完成EPS加速器重要参数的数据采集、显示及相应参数的组合报警；控制子系统以PLC(可编程控制器)为核心，通过变频器、变频电机完成小车速度控制，小车运行状况的实时监控及故障报警；上位机采用抗干扰能力较强的工业控制计算机，使用VC+语言开发人机界面实现参数设定、显示及现场实时模拟。系统框图如图1所示。2系统组成及功能2.1检测子系统通过分析EPS加速器各重要运行参数的特性，选择适当的电量传感器和变送器，将模拟电量信号传送到PCL-818L数据采集卡，然后进入工控机，信号采集通道如图2所示：该子系统完成对加速器重要运行参数的采集、显示和组合报警，同时用户可以通过上位机软件完成各参数报警上下限的

4、设定及故障查询。2.2控制子系统其它功能除上述功能外，该系统还具有：自检、单步、复位、紧急停车、加速器紧急切断、手动/自动切换等功能在此不一一叙述。 3软件设计该系统软件设计包括两大部分：上位机软件和下位机软件。 3.1上位机软件3.2下位机软件 利用梯形图所编制的程序主要实现逻辑控制，图3以一段梯形图程序为例来说明下位机软件的设计。4系统可靠性及抗干扰设计 4.1系统可靠性设计 此系统采用工控机PLC的上下位机的控制模式，从硬件上就极大地提高了系统的可靠性，除此之外，系统的可靠性设计还主要体现在：采用了三级控制措施以确保系统的正常运行。通常情况下，小车速度控制系统由：工控机PLC变频器变频电机传动机构小车组成；但是当上位机发生故障时，可采用备用输入/输出设备MPT实现参数的设定和修改。MPT终端通过扩展端口与PLC相连，事先通过上位机串口将编制好的MPT程序下载到MPT，用户可通过MPT直接操作PLC的数据区，从而实现参数的设定和修改；若PLC发生故障，用户可通过变频器操作面板上的按键直接操作变频器实现变频调速。 4.2抗干扰设计系统的抗干扰设计主要体现在以下几个方面1. 采用软件滤波，过滤掉干扰脉冲信号。2. 由于加速器本身就是一个强干电磁扰源，此外生产现场也存在大量的电磁干扰，而本系统采集