上海光源安全聯(lián)鎖系統(tǒng)運行常見故障處理及系統(tǒng)改進建議

1、上海光源安全聯(lián)鎖系統(tǒng)運行常上海光源安全聯(lián)鎖系統(tǒng)運行常見故障處理及系統(tǒng)改進建議見故障處理及系統(tǒng)改進建議報告人：報告人：姚明姚明 費平安費平安 徐加強徐加強 許潯江許潯江2016年年9月月22日日主要內(nèi)容主要內(nèi)容F上海光源輻射安全系統(tǒng)F近幾年常見故障及處理F系統(tǒng)改進情況F系統(tǒng)升級擴容建議上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)F分布式聯(lián)鎖系統(tǒng) 中央控制室和3個現(xiàn)場控制站：SR儲存環(huán)，LA直線段，BS增強段； 每個工藝段包括一套S7300-317CPU，中控室設(shè)置一套數(shù)據(jù)采集CPU； 100M 光纖冗余工業(yè)以太網(wǎng) 并設(shè)置一套控制監(jiān)控界面WINCC軟件。上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)上海光源輻射安全

2、聯(lián)鎖系統(tǒng)上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)開始中控室取鑰匙啟動開始搜索鈕控制進入模式限制進入模式禁止進入模式(手動)開始搜索清場清場完畢關(guān)自動門關(guān)防護門中控室置換鑰匙開機聯(lián)鎖信號輸出現(xiàn)場開防護門刷卡開自動門停機，結(jié)束主控計算機上固定次序/時間間隔加速器運行上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)上海光源輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)區(qū)域控制區(qū)域控制急停按鈕急停按鈕搜索按鈕搜索按鈕警鈴警燈警鈴警燈硬件聯(lián)鎖硬件聯(lián)鎖軟件聯(lián)鎖軟件聯(lián)鎖直線加速器（1門1區(qū)）4個2個3組電子槍的高壓電子槍觸發(fā)束調(diào)管功率源分析磁鐵束流閘門鎖鑰匙強行開門信號隧道內(nèi)0人數(shù)急停信號增強器（3門1區(qū)

3、）26個11個14組增強器高頻注入切割鐵引出切割鐵束流閘門鎖鑰匙強行開門信號隧道內(nèi)0人數(shù)急停信號儲存環(huán)（4門4區(qū)）48個20個24組1#、2#、3#高頻機門鎖鑰匙強行開門信號隧道內(nèi)0人數(shù)急停信號系統(tǒng)功能描述通道名讀寫權(quán)限輻射防護輻射防護總體信號-TOPUP允許信號SR-RP:TOPUP-OUT讀輻射防護總體信號-輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)準備完畢信號SR-RP:RSIS讀TOPUP模式啟動信號SR-RP:TOPUP_IN寫維護主要內(nèi)容維護主要內(nèi)容UPS維護： 內(nèi)部除塵、電池電壓測試 、電池放電等安全聯(lián)鎖恢復與功能性測試等： 測試急停按鈕、紅外逃生功能 在安全聯(lián)鎖上位機電腦添加所有線站的就緒信號的故障歷史

4、記錄 開機前建聯(lián)鎖測試，檢測各環(huán)節(jié)信號是否正常安全聯(lián)鎖部件更換： 更換運行中或者維護中發(fā)現(xiàn)的老化、故障的備件 巡視任務(wù)： 每天巡視光源主體建筑內(nèi)分布的PLC機柜、門禁控制柜、UPS電源，確認其運行正常 值班人員每2小時在中控室做一次系統(tǒng)狀態(tài)記錄 近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理F2013年9月2014年7月序號故障現(xiàn)象，原因說明恢復及排除情況時間備注1聯(lián)鎖探測器故障引起踢束，修改劑量聯(lián)鎖軟件時誤把BL10I探測器寫入。重新修改劑量聯(lián)鎖軟件2013.10.11 踢束2因增強段與儲存環(huán)PLC通信故障，中控無法進行TOPUP模式，且高能束流閘無法提起分別重啟增強段與儲存環(huán)的PLC機柜后正常2

5、013.11.26未導致踢束，但模式從TOPUP轉(zhuǎn)到DECAY3中控PLC機柜主模塊故障，導致注束從TOPUP轉(zhuǎn)到DECAY重啟了中控PLC主模塊后正常2014.3.27未導致踢束，但模式從TOPUP轉(zhuǎn)到DECAY影響到束流的故障3次： 1次踢束,劑量聯(lián)鎖故障；2次影響束流注束方式，部為PLC故障近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理F2013年9月2014年7月序號故障現(xiàn)象，原因說明恢復及排除情況時間備注1A2自動門門鎖老化更換了新的門鎖2013.8.14不影響束流2增強副電源廳UPS無法充電更換新的UPS后正常。2013.8.14不影響束流3A7門禁ACC控制器的網(wǎng)線、繼電器老化更換新的

6、設(shè)備后正常使用。2013.8.15不影響束流4停電造成A3門禁柜內(nèi)開關(guān)電源損壞更換新的開關(guān)電源后正常2013.10.17不影響束流5電網(wǎng)波動導致PLC通信故障，中控鑰匙盒中鑰匙無法拔下重啟直線和中控PLC機柜后正常2014.1.15不影響束流6直線和儲存環(huán)區(qū)域無法執(zhí)行搜索指令。重啟直線和儲存環(huán)PLC后正常2014.4.22不影響束流近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理F2014年9月-2015年7月序號故障現(xiàn)象，原因說明恢復及排除情況時間備注1A7區(qū)域UPS故障短路導致踢束斷開UPS，重新推上空氣開關(guān)后恢復；UPS故障報修2014.9.4 踢束2中控PLC機柜UPS故障導致斷電換上新的UP

7、S，重新推上空氣開關(guān)后恢復2014.12.16未導致踢束，但模式從TOPUP轉(zhuǎn)到DECAY3增強變電站UPS短路引起空氣開關(guān)跳閘，聯(lián)鎖破壞，導致踢束斷開UPS，重新推上空氣開關(guān)后恢復；UPS故障報修2015.7.4踢束影響到束流的故障3次： 2次踢束；1次影響束流注束方式，全部為UPS故障近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理F2014年9月-2015年7月序號故障現(xiàn)象，原因說明恢復及排除情況時間備注1A8區(qū)域、增強變電站、儲存環(huán)變電站各有1臺UPS故障報警維修，共計3臺2014.8.15不影響束流2儲存換無法執(zhí)行搜索通信故障，重啟A8機柜后正常2014.12.30不影響束流3A7自動門刷卡

8、無響應(yīng)門磁位置偏移導致無感應(yīng)，調(diào)整并固定好門磁位置后正常2015.3.17不影響束流4儲存換無法執(zhí)行搜索通信故障，重啟A8機柜后正常2015.5.12不影響束流近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理F2015年9月-2016年7月序號故障現(xiàn)象，原因說明恢復及排除情況時間備注1儲存環(huán)A6區(qū)域從禁止進入模式轉(zhuǎn)到控制進入模式，疑似PLC運行故障重新搜索A6區(qū)域建好聯(lián)鎖后正常2015.11.16踢束2儲存環(huán)所有區(qū)域從禁止進入模式轉(zhuǎn)到限制進入模式，疑似PLC運行故障手動將儲存環(huán)所有區(qū)域轉(zhuǎn)到禁止進入模式后正常2015.12.11踢束3儲存環(huán)A6區(qū)域從禁止進入模式轉(zhuǎn)到限制進入模式，線站人員誤按急停按鈕導致

9、手動轉(zhuǎn)到禁止進入模式后正常2016.4.24踢束4由于誤操作將儲存環(huán)A6區(qū)域轉(zhuǎn)到控制進入模式重新建好A6聯(lián)鎖后正常2016.7.11踢束 本年度安全聯(lián)鎖系統(tǒng)一共記錄4次踢束，從上表中看出其中有兩次是人員誤操作導致，另外的兩次可能是PLC軟冗余運行的缺陷導致的，在長時間運行下，軟冗余有時會使得程序混亂，導致死機等一些情況的發(fā)生。近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理F2015年9月-2016年7月序號故障現(xiàn)象，原因說明恢復及排除情況時間備注1A2門禁沒電更換A2門禁柜內(nèi)變壓器后正常2015.8.10不影響束流2增強端無法從限制進入模式轉(zhuǎn)到禁止進入模式，門禁系統(tǒng)軟件里A2控制器沒有通訊直線變電站

10、A2門禁輸出端電源插頭松動，沒有供電，重新插上后正常2016.2.24不影響束流3增強段靠近低能束流閘附近兩處警鈴不響警鈴故障處對應(yīng)的急停按鈕底部接線錯誤，引起該路電流過大，保險絲燒掉，重新把急停按鈕底座接線正確連接后正常2016.3.29不影響束流 平時運行中，某些故障可能導致無法運行，需要及時找出故障發(fā)生點，如果是部件故障引起的問題，發(fā)現(xiàn)后需要及時處理、更換，盡快恢復加速器運行近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理F從故障次數(shù)來看，PLC故障統(tǒng)計次數(shù)共計18次，其中只有4次影響了加速器束流（2次造成踢束，2次影響注束方式），此類故障影響束流的概率為22，所以一般不會對加速器束流造成影響。

11、F故障原因基本為通信、軟件故障，這和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)采用軟冗余運行方式有關(guān)，硬件方面引起的故障次數(shù)為0，無PLC硬件更換記錄。F故障處理方式較為迅速方便，通過重啟故障區(qū)域的PLC機柜就可以很快解決問題。F此類故障若不翻轉(zhuǎn)到控制模式踢束，在被查找出后可迅速恢復。近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理FUPS故障，統(tǒng)計次數(shù)13次，其中有8次影響了加速器束流（5次造成踢束，3次影響注束方式），此類故障影響束流的概率為61.5，所以UPS故障很大可能會直接影響加速器運行。F故障原因通常為短路造成空氣開關(guān)跳閘，破壞相關(guān)區(qū)域聯(lián)鎖，尤其在直線、增強變電站場所內(nèi)，灰塵多，夏天溫度高會對UPS運行造成極大的影響，

12、F處理方式為更換相關(guān)故障部件，設(shè)備修復后恢復供電。最后重新建立聯(lián)鎖，故障排除。此類故障因相關(guān)區(qū)域聯(lián)鎖被破壞，因此即使很快的發(fā)現(xiàn)解決了問題，由于需要重新搜索該區(qū)域，故障恢復時間較長。近幾年常見故障及處理近幾年常見故障及處理F門禁及其它方面，統(tǒng)計故障次數(shù)共計13次，其中沒有故障影響到加速器的運行。F故障原因通常為門禁網(wǎng)線不通，或者相關(guān)硬件故障。F通常在平時做測試、巡測或解聯(lián)鎖、建聯(lián)鎖過程中發(fā)現(xiàn)此類故障，因此只要更換故障的部件即可解決問題。系統(tǒng)改進情況系統(tǒng)改進情況電源UPSAPC轉(zhuǎn)換器設(shè)備電源1UPSAPC轉(zhuǎn)換器設(shè)備電源2事件事件描述：描述： 原用圖1的供電方式，圖中APC轉(zhuǎn)換器是一個支持兩路輸入的

13、的裝置，圖中上一路作為主輸入而下一路作為冗余輸入，電源來自就近的配電箱。 在這種情況下，當UPS發(fā)生短路故障時，就很可能會引起前端共用輸入電源的空氣開關(guān)跳閘，導致設(shè)備斷電。改進改進情況情況：為了減少因UPS故障引起的斷電，采取雙獨立電源的輸入方式。圖2是改進的供電方式，這種方式在UPS故障時不會影響到因外一路電源的供電。 在輻射防護系統(tǒng)繼續(xù)使用UPS的情況下，采用圖2的接線方式會讓系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，保證UPS故障短路引起的空氣開關(guān)跳閘并不會讓設(shè)備失電。關(guān)鍵是需要接電在不同的供電機柜和空氣開關(guān)。系統(tǒng)改進情況系統(tǒng)改進情況F事件描述事件描述：各線站棚屋外有事故急停按鈕，新來用戶經(jīng)常會錯誤當作線站的操

14、作按鈕出現(xiàn)的錯按現(xiàn)象，導致輻射安全狀態(tài)反轉(zhuǎn)，踢束停機。在沒有系統(tǒng)鎖存的情況下，不知道哪個線站錯按，若無人主動承認，則成為無頭案，造成的停機責任歸結(jié)在輻射安全系統(tǒng)。F改進情況：改進情況：在在上位機軟件界面增加了事件查看欄，一旦再有錯按事件發(fā)生可及時了解到有關(guān)線站。F此事件查看欄也可查看是否有劑量聯(lián)鎖事件發(fā)生。系統(tǒng)升級擴容建議系統(tǒng)升級擴容建議F需要升級擴展的原因F 1、軟冗余問題F 系統(tǒng)采用西門子S7-300CPU，進行了軟冗余配置。即每個區(qū)域（直線，增強段，儲存環(huán)）使有兩個S7-300CPU，使用軟件方式實現(xiàn)CPU互為冗余備份功能，當主CPU發(fā)生故障時，自動切換至從CPU。由于采用軟件方式實現(xiàn)C

15、PU切換，容易出現(xiàn)如下問題。 切換過程中產(chǎn)生延時，如若此時安全聯(lián)鎖產(chǎn)生實時事件，系統(tǒng)將不能反應(yīng)，可能會導致安全事故。 CPU狀態(tài)判斷有時會產(chǎn)生錯誤，即主CPU無問題，從CPU會錯誤的判斷主CPU有問題，從而也轉(zhuǎn)換為主CPU，此種情況發(fā)生可能和軟冗余切換軟件包有關(guān)，由于該切換包為封裝軟件包，由西門子德國總部的人編寫，所以無法查明原因并修正。系統(tǒng)升級擴容建議系統(tǒng)升級擴容建議F 擴展性F采用軟冗余系統(tǒng)在硬件配置上有許多限制 冗余空間較?。?由于采用軟冗余技術(shù)，可供使用的冗余空間較小，受到位數(shù)限制，不利于以后擴充。 連續(xù)地址限制：由于采用軟冗余技術(shù)，地址需要連續(xù)設(shè)置，如果在中間位置插入新輸入輸出卡件（存儲環(huán)添加線站，會在位置最近的機柜中加入卡件），后續(xù)卡件的地址必須向后移位，相當于整個系統(tǒng)要重新進行配置，增加了大量的調(diào)試成本。系統(tǒng)升級擴容建議系統(tǒng)升級擴容建議F主要改造原則主要改造原則 直接使用西門子S7-412H實現(xiàn)硬件冗余，上述問題同樣不再出現(xiàn)。 添加機柜：硬件冗余需投加硬件CPU(S7-412H套件),