——北京艾克塞斯科技发展有限责任公司 朱峰
一、BEPCⅡ人身安全联锁门禁系统
北京正负电子对撞机是我国高能物理研究与应用的重要场所,在世界同能量级加速器中,其研究成果处于领先地位。在加速器运行时,加速器隧道内有很强的辐射场,对人体会有极大的伤害,如何有效地管理进出加速器联锁区域的人员,是加速器人身安全联锁辐射防护技术的关键问题。北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ),在人身安全联锁系统中采用出入口控制技术。根据北京正负电子对撞机运行模式划分四个不同的联锁区域,分别建立了相应的门禁控制,有效地控制了人员的出入。特别是“自动门”、“巡更清场”、“刷卡进出”、“图像抓拍”、“零计数联锁”、“离开确认”、“个人剂量联锁”等功能的使用,大大提高了人身安全联锁系统的技术含量及可靠性。
由北京艾克塞斯科技发展有限责任公司承担设计与施工的BEPCⅡ人身安全联锁门禁系统于2002年10月建成并投入使用,2003年8月通过有关部门组织的验收。整个系统达到了预期设计指标,运行到目前为止,情况良好。该系统的建立实现了北京正负电子对撞机数字化辐射防护的初步目标,该项目获中国科学院重大改进项目资金支持。
1、联锁区域划分
根据BEPC运行经验及BEPCⅡ运行要求,加速器的联锁区域划分为:直线加速器、核物理试验束厅、储存环加速器、同步辐射实验厅等四个区域,并在原安全联锁系统上建立了相应的门禁联锁系统。
2、系统设计原则
(1)最优切断
系统在设计时必须优先考虑联锁区域的门打开或被打开时,加速器必须停机。四个联锁区域的联锁信号分别是:直线加速器的门状态信号与直线加速器同步触发器联锁(即与电子枪及微波功率源联锁),门开时,同步触发无效,直线加速器停机;核物理试验束厅靶室门状态信号与直线加速器末端转弯磁铁电流联锁,门开时,转弯磁铁触发电流无效,核物理试验束厅无实验来流;储存环加速器门状态信号与储存环加速器高频触发器和正负电子转换磁铁电流联锁,门开时,高频触发和正负电子转换磁铁触发电流均无效,储存环加速器停机;同步辐射实验厅门状态信号与同步光注入触发器联锁,门开时,同步光注入触发无效,无同步辐射光注入。
(2)失效保护
在系统设计时,充分考虑“失效保护”的原则。门禁系统采用分散集中智能的系统结构,每个安全联锁门都是一个能独立工作的智能系统,并配有备电电池,所有安全联锁门通过环型拓扑结构与中心计算机连接。同时门禁控制器及门禁系统管理主机都采用了自诊断及自恢复控制电路。
(3)冗余
考虑到门禁系统的主要功能是管理和控制出入口的进出人员,并参与加速器联锁控制,所以系统有一定冗余,如中心计算机采用了双机同时运行模式,一旦主机出现问题,从机将自动进入主机模式运行。
3. 人身安全联锁门禁系统
(1)门禁系统组成
BEPCⅡ人身安全联锁门禁系统是由自动门、门禁控制器、门内(外)感应式读卡器、点控门锁、门磁开关、进(出)门紧急按钮、语音灯光提示、图像抓拍记录、LED显示、巡更清场、离开确认、个人剂量联锁、中心计算机等组成。
(2)门的划分及功能介绍
1)设备门
设备门是加速器停机检修时供大型设备进出使用的通道 ,在加速器正常开机期间,设备门锁闭不许使用。即便如此,也将设备门纳入门禁系统的监管之中,即在加速器处于“运行”状态时,设备门一旦被打开,门禁系统本地设备控制器将发出声光警告信号,同时通知中心计算机。设备门内侧设有人员移动探测器 ,若有人员进入设备门内侧,加速器将停机。
2)安全联锁门
安全联锁门是供工作人员进出加速器联锁区域使用的,在加速器正常开机期间,安全联锁门是经常使用的。安全联锁门和加速器联锁,门一旦打开,加速器必须停机。安全联锁门通过读卡器、读卡控制器和门禁系统的中心计算机联网。安全联锁门又分为安全联锁平滑自动门和安全联锁平开自动门。根据现场的具体情况,采用不同形式的自动门。
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