1、上海光源安全联锁系统运行常见故障处理及系统改进建议,报告人：姚明 费平安 徐加强 许浔江2016年9月22日,主要内容,上海光源辐射安全系统近几年常见故障及处理系统改进情况系统升级扩容建议,上海光源辐射安全联锁系统,分布式联锁系统中央控制室和3个现场控制站：SR储存环，LA直线段，BS增强段；每个工艺段包括一套S7300-317CPU，中控室设置一套数据采集CPU；100M 光纤冗余工业以太网并设置一套控制监控界面WINCC软件。,上海光源辐射安全联锁系统,上海光源辐射安全联锁系统,上海光源辐射安全联锁系统,上海光源辐射安全联锁系统,维护主要内容,UPS维护： 内部除尘、电池电压测试 、电池放
2、电等安全联锁恢复与功能性测试等： 测试急停按钮、红外逃生功能 在安全联锁上位机电脑添加所有线站的就绪信号的故障历史记录 开机前建联锁测试，检测各环节信号是否正常安全联锁部件更换： 更换运行中或者维护中发现的老化、故障的备件 巡视任务： 每天巡视光源主体建筑内分布的PLC机柜、门禁控制柜、UPS电源，确认其运行正常 值班人员每2小时在中控室做一次系统状态记录,近几年常见故障及处理,2013年9月2014年7月,影响到束流的故障3次： 1次踢束,剂量联锁故障；2次影响束流注束方式，部为PLC故障,近几年常见故障及处理,2013年9月2014年7月,近几年常见故障及处理,2014年9月-2015年7
3、月,影响到束流的故障3次： 2次踢束；1次影响束流注束方式，全部为UPS故障,近几年常见故障及处理,2014年9月-2015年7月,近几年常见故障及处理,2015年9月-2016年7月,本年度安全联锁系统一共记录4次踢束，从上表中看出其中有两次是人员误操作导致，另外的两次可能是PLC软冗余运行的缺陷导致的，在长时间运行下，软冗余有时会使得程序混乱，导致死机等一些情况的发生。,近几年常见故障及处理,2015年9月-2016年7月,平时运行中，某些故障可能导致无法运行，需要及时找出故障发生点，如果是部件故障引起的问题，发现后需要及时处理、更换，尽快恢复加速器运行,近几年常见故障及处理,从故障次数来
4、看，PLC故障统计次数共计18次，其中只有4次影响了加速器束流（2次造成踢束，2次影响注束方式），此类故障影响束流的概率为22，所以一般不会对加速器束流造成影响。故障原因基本为通信、软件故障，这和安全联锁系统采用软冗余运行方式有关，硬件方面引起的故障次数为0，无PLC硬件更换记录。故障处理方式较为迅速方便，通过重启故障区域的PLC机柜就可以很快解决问题。此类故障若不翻转到控制模式踢束，在被查找出后可迅速恢复。,近几年常见故障及处理,UPS故障，统计次数13次，其中有8次影响了加速器束流（5次造成踢束，3次影响注束方式），此类故障影响束流的概率为61.5，所以UPS故障很大可能会直接影响加速器运
5、行。故障原因通常为短路造成空气开关跳闸，破坏相关区域联锁，尤其在直线、增强变电站场所内，灰尘多，夏天温度高会对UPS运行造成极大的影响，处理方式为更换相关故障部件，设备修复后恢复供电。最后重新建立联锁，故障排除。此类故障因相关区域联锁被破坏，因此即使很快的发现解决了问题，由于需要重新搜索该区域，故障恢复时间较长。,近几年常见故障及处理,门禁及其它方面，统计故障次数共计13次，其中没有故障影响到加速器的运行。故障原因通常为门禁网线不通，或者相关硬件故障。通常在平时做测试、巡测或解联锁、建联锁过程中发现此类故障，因此只要更换故障的部件即可解决问题。,系统改进情况,UPS电源接线改进,电源,UPS,
6、APC转换器,设备,电源1,UPS,APC转换器,设备,电源2,事件描述： 原用图1的供电方式，图中APC转换器是一个支持两路输入的的装置，图中上一路作为主输入而下一路作为冗余输入，电源来自就近的配电箱。 在这种情况下，当UPS发生短路故障时，就很可能会引起前端共用输入电源的空气开关跳闸，导致设备断电。改进情况：为了减少因UPS故障引起的断电，采取双独立电源的输入方式。图2是改进的供电方式，这种方式在UPS故障时不会影响到因外一路电源的供电。 在辐射防护系统继续使用UPS的情况下，采用图2的接线方式会让系统运行更加稳定，保证UPS故障短路引起的空气开关跳闸并不会让设备失电。关键是需要接电在不同
7、的供电机柜和空气开关。,系统改进情况,事件描述：各线站棚屋外有事故急停按钮，新来用户经常会错误当作线站的操作按钮出现的错按现象，导致辐射安全状态反转，踢束停机。在没有系统锁存的情况下，不知道哪个线站错按，若无人主动承认，则成为无头案，造成的停机责任归结在辐射安全系统。改进情况：在在上位机软件界面增加了事件查看栏，一旦再有错按事件发生可及时了解到有关线站。此事件查看栏也可查看是否有剂量联锁事件发生。,系统升级扩容建议,需要升级扩展的原因 1、软冗余问题 系统采用西门子S7-300CPU，进行了软冗余配置。即每个区域（直线，增强段，储存环）使有两个S7-300CPU，使用软件方式实现CPU互为冗余
8、备份功能，当主CPU发生故障时，自动切换至从CPU。由于采用软件方式实现CPU切换，容易出现如下问题。 切换过程中产生延时，如若此时安全联锁产生实时事件，系统将不能反应，可能会导致安全事故。CPU状态判断有时会产生错误，即主CPU无问题，从CPU会错误的判断主CPU有问题，从而也转换为主CPU，此种情况发生可能和软冗余切换软件包有关，由于该切换包为封装软件包，由西门子德国总部的人编写，所以无法查明原因并修正。,系统升级扩容建议,扩展性采用软冗余系统在硬件配置上有许多限制冗余空间较小： 由于采用软冗余技术，可供使用的冗余空间较小，受到位数限制，不利于以后扩充。连续地址限制：由于采用软冗余技术，地
9、址需要连续设置，如果在中间位置插入新输入输出卡件（存储环添加线站，会在位置最近的机柜中加入卡件），后续卡件的地址必须向后移位，相当于整个系统要重新进行配置，增加了大量的调试成本。,系统升级扩容建议,主要改造原则 直接使用西门子S7-412H实现硬件冗余，上述问题同样不再出现。添加机柜：硬件冗余需投加硬件CPU(S7-412H套件), 由于412H的体积要大于317，所以需要酌情增加机柜；添加4套CPU(S7-412H套件)：更换整个系统的4套317CPU的软冗余状态为S7-400的硬件冗余形式；原系统的输入输出IO不动；软件配置工作需要对应调整、完善。现场的改造时间要保证不影响实际的运行计划，根据要求主要安排在大修停机时间阶段，主要利用寒暑假时间；要尽可能的利用现有的空间和材料，减少不必要的软硬件支出；保留原S7-300系列317CPU，以免出现现场出现意外，如改造不成功的快速恢复能力。,谢 谢！,
