Радиационно-технологические комплексы на основе ускорителей типа ИЛУ

• Автор: Брязгин, Александр Альбертович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 83 с. : ил

Содержание.
Введение
Глава 1.Ускорители типа ИЛУ
Глава 2. Система синхронизации модулятора
Глава 3. Специализированный контроллер управления ускорителями
типа ИЛУ
Глава 4. Программное обеспечение комплексов
Глава 5. Система управления автоматизированным технологическим
комплексом для стерилизации медицинских изделий
Глава 6. Радиационно-технологический комплекс для облучения
длинномерных изделий
Глава 7. Радиационно-технологический комплекс для пастеризации
пищевых продуктов
Заключение
Приложение №
Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ.
Начиная с 1970 года, в Институте ядерной физики СО РАН разрабатываются и поставляются в промышленность импульсные линейные ускорители (ИЛУ), предназначенные для широкого применения в различных технологических процессах и рассчитанные на длительную непрерывную и круглосуточную работу в промышленных условиях. В отличие от широко распространенных высоковольтных ускорителей, имеющих непрерывный ток пучка, импульсный характер пучка позволяет легко адаптировать ИЛУ к технологическим процессам, требующим создания зоны облучения сложной конфигурации. Наиболее ярким примером таких процессов является облучение полимерной изоляции кабелей и термоусаживаемых трубок, где применение четырехстороннего облучения позволяет без повышения энергии электронов резко повысить производительность процесса, улучшить качество продукции и расширить номенклатуру обрабатываемых изделий. Возможность повышения энергии до 5 МеВ в совокупности с мощностью в пучке до 50 кВт позволяет использовать ускорители типа ИЛУ для пастеризации пищевых продуктов и стерилизации медицинских изделий. Причём пастеризацию можно осуществлять в гамма моде, преобразуя пучок электронов в поток гамма излучения.
Ускорители являются главной частью облучательных комплексов. Кроме ускорителя в состав комплекса обязательно входит система транспортировки продукции, а также системы радиационной и электрической безопасности. В состав некоторых комплексов может входить несколько ускорителей, работающих на

один лучевой конвейер. Также бывает ситуация, когда один ускоритель работает на две сменные системы подпучкового оборудования.
Для наиболее удобной эксплуатации таких комплексов необходимо связать всё это оборудование в единую технологическую цепочку. Это упростит труд персонала. Уменьшит количество технологического брака продукции и повысит надёжность работы комплексов.
Наиболее простой способ создания единых технологических комплексов является объединение оборудования на базе систем управления. Т.к. отдельные элементы комплексов могут иметь или не иметь автоматизированных систем управления или системы управления имеют разные уровни и возможности, то в общем виде существуют три метода создания таких комплексов на базе систем управления:
1. Система управления ИЛУ включает в себя управление внешним оборудованием. (B.I)
2. Система управления ИЛУ равноправна и связана с системами управления внешним оборудованием в единый комплекс.(В.П)
3. Система управления ИЛУ является подчинённой системе управления всего оборудования в цеху. (В.III) Самая первая система автоматизированного управления
ускорителем типа ИЛУ была сделана на базе ЭВМ типа PDP-11 и аппаратуры в стандарте КАМАК. Программное обеспечение было написано на языке ПАСКАЛЬ. Эта система управляла только ускорителем и позволяла стабилизировать энергию и ток пучка электронов. Гибкость системы позволяла вводить “необычные” обратные связи для различных научных экспериментов. Например,

и делитель тактового генератора реализованы на таймере КР580ВИ53.
В настоящее время используется обновлённая схема задающего генератора. В ней выходные импульсы всегда жёстко привязаны к фазе промышленной сети. При этом на выходных частотах, некратных частоте сети, время между импульсами не постоянно. Приоритет выбран в постоянстве фазы импульса ускорителя относительно фазы промышленной сети (Глава 2).
Для связи контроллера с ЭВМ используется последовательный порт 118-232. Все сигнальные линии порта гальванически развязаны. Для питания элементов схемы относительно “земли” компьютера используется “подвешенный” источник питания с частотой преобразования около 30 кГц. Протокол КБ-232 реализуется программно через последовательные вход и выход микропроцессора. Используется специально разработанный помехоустойчивый протокол обмена информации с ЭВМ с предельной скоростью 5 мс на одну управляющую команду ЭВМ. Характерное время сбора всей информации об ускорителе и выдачи всех управляющих сигналов около 0.5 с.
Помехоустойчивость протокола связи сводится к полной проверке всех данных транслируемых через канал связи (см. таблицы 3.1 и 3.2). Инициатором обмена данными с контроллером всегда является компьютер. Для инициализации обмена контроллер передаёт старт-байт (ОхГО). Контроллер при получении старт байта выдаёт старт-байт-ответ (ОхОГ). При получении ответа на старт-байт компьютер выдаёт байт-команду. Контроллер, получив команду, передаёт её же в компьютер (эхо команды). Этим действием подтверждается корректность принятой команды. Далее сценарий