1. Постановка задачи

Установка ИРЕН [1] - интенсивный импульсный источник резонансных нейтронов, создаваемый в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. Он представляет собой комбинацию из линейного ускорителя электронов ЛУЭ-200 и мишени-конвертера для получения потока нейтронов.

Система устройства блокировок, сигнализации и защиты предназначена для обеспечения надежной и безопасной работы ускорителя, обеспечения безопасности людей и сохранности оборудования как при нормальной работе, так и при возникновении различных аварийных ситуаций или при ошибочных действиях персонала. С целью предотвратить возможность появления людей в местах, подвергающих опасности их здоровье и жизнь, применяются административные и аппаратно-программные средства. Разрабатываются сценарии развития аварийных ситуаций при различных режимах работы ускорителя, среди которых выделены следующие: режим наладки, штатный режим, аварийный режим. Для каждого из режимов предусматриваются свои взаимосвязи между различными сигналами и индикаторами системы блокировок, сигнализации и защиты. Упрощенная электрическая схема системы представлена на рис. 1.

Рисунок 1. Электрическая схема системы обеспечения безопасности установки ИРЕН

Система разработана на основе программируемого логического контроллера (ПЛК) ПЛК-100.K-L фирмы ОВЕН[2].

Дискретные сигналы от датчиков и преобразователей поступают на программируемый контроллер, обрабатываются и передаются на главный пульт управления (ГПУ), оснащенный средствами электронно-вычислительной техники, а также устройствами предупредительной и аварийной сигнализации.

На ПЛК системы безопасности поступает сигнал по двум независимым каналам от двух датчиков, показывающих состояние дверей и сигнал от системы радиационного контроля. Датчики обеспечивают дискретный сигнал типа «сухой контакт». На основании этих сигналов осуществляется отключение пучка и запрет подачи запускающих импульсов на электронную пушку ускорителя.

Система радиационного контроля ускорителя разрабатывается по отдельному техническому заданию организацией НПЦ "Аспект"[3].

Проектом предусматриваются устройства световой и звуковой сигнализации для оповещения персонала в случае, если контролируемые радиационные параметры превышают норму. Световая и звуковая сигнализация устанавливается непосредственно в помещениях, где размещаются блоки детектирования. Световая сигнализация размещается также над входными дверями верхнего зала, нижнего зала и мишенного зала ускорителя. Блокировка входных дверей также осуществляется на основании сигналов системы радиационного контроля. Для этого предусмотрен специальный логический сигнал, показывающий, что радиационный фон превышает норму.

Для предотвращения несчастного случая в каждом зале ускорителя установлена тревожная кнопка, нажатие на которую приводит к немедленному прекращению подачи пучка электронов, включению сигнала тревоги и индикации нештатной ситуации на пульте управления.

Для программирования ПЛК-100 применена среда программирования CoDe-Sys v2.3 фирмы 3S[4]. Это универсальный инструмент программирования контроллеров и встраиваемых систем на языках МЭК 61131-3, не привязанный к какой-либо аппаратной платформе и удовлетворяющий современным требованиям быстрой разработки программного обеспечения.

2. Описание решения

Программное обеспечение системы устройства блокировок, сигнализации и защиты состоит из двух взаимодействующих программ. _ч

Первая программа, написанная на языках МЭК-61131-3 в среде программирования CoDeSys, загружается в ПЛК и обеспечивает автоматическое функционирование системы.

Вторая программа, разработанная в среде LabVIEW+DSC [5], обеспечивает взаимодействие с ПЛК через ОРС-сервер. Программа предназначена для постоянного сбора данных о состоянии контролируемых параметров системы, наглядного их представления для оператора и ручного управления системой (подача предупредительного звукового сигнала, отключение электронной пушки, включение аварийной тревоги).

Программа, разработанная в CoDeSys, загружается в ПЛК. Для сигналов, которыми необходимо управлять извне, устанавливается опция разрешения записи Write access. ПЛК подключен к компьютеру на центральном пульте управления по сети Ethernet. Связь программного обеспечения с ПЛК осуществляется через ОРС-сервер, входящий в пакет CoDeSys.

Использование инструментария модуля DSC позволило выполнить первоначальные настройки ПО (параметры тегов, запись в БД) и при необходимости менять их в процессе эксплуатации, а также автоматизировать большую часть написания кода (использование HMI Wizard).

Рисунок 2. Интерфейс программы контроля блокировок, сигнализации и защиты ускорителя

Конфигурирование всех тегов осуществляется посредством «Редактора кон фигурации тегов», который входит в состав модуля DSC. Каждому из контролируемых параметров системы устройства блокировок, сигнализации и защиты в модуле DSC соответствует тег типа Discrete.

Для наглядного представления состояния системы интерфейс программы (рис. 2) сделан схожим с внешним видом входных дверей и устройств сигнализации.

Для обеспечения наглядности интерфейса была созданы собственные элементы управления и индикации (индикаторы в виде дверей, ламп, сирен и тумблеры в виде рубильников). При создании использовалась библиотека изображений Image Navigator, входящая в DSC модуль.

Все изменения, происходящие в системе, отображаются на мониторе, благодаря чему оператор может своевременно реагировать на них.

При включении тумблера "Ручная блокировка эл. пушки" блокируется включение электронной пушки. В этом случае загорается соответствующий индикатор ("Сигнал блокировки эл. пушки").

При включении тумблера "Подача звукового сигнала" подается прерывистый предупредительный сигнал, а индикаторы звуковой сигнализации на экране начинают мигать.

При включении аварийной тревоги включается аварийная световая и звуковая сигнализация и подается сигнал на отключение электронной пушки.

3. Используемое оборудование и ПО.

• Персональный компьютер с операционной системой Windows-XP.,

• Программное обеспечение фирмы National Instruments:

• LabVIEW v 7.0;

• LabVIEW Datalogging and Supervisory Control (DSC) Module version 7.0;

• Программируемые логические контроллеры ПЛК100 фирмы ОВЕН

• CoDeSys v 2.3 и OPC-Server, входящий в пакет CoDeSys, поставляемый фирмой ОВЕН при покупке контроллера.

4. Внедрение и развитие решения

В данный момент система устройства блокировок, сигнализации и защиты проходит тестирование и доработку перед установкой на объекте - установке ИРЕН. Первый запуск установки планируется.

Список литературы

1. W.Furman, et al.," LINAC LUE-200 - status of the project". Proc of RuPAC XX, Novosibirsk, 2006.