T-CIRA 40-2022 同位素生產(chǎn)回旋加速器 控制與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

ICS27.120.99CCSF91團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CIRA40—2022同位素生產(chǎn)回旋加速器控制與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求Isotopeproductioncyclotron—Designrequirementofcontroland2022-12-29發(fā)布2023-03-01實(shí)施中國(guó)同位素與輻射行業(yè)協(xié)會(huì)IT/CIRA40—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由中國(guó)同位素與輻射行業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口。本文件起草單位:合肥中科離子醫(yī)學(xué)技術(shù)裝備有限公司、中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、中國(guó)原子能科學(xué)研究院、原子高科股份有限公司、中廣核同位素科技(綿陽(yáng))有限公司。余偉。1T/CIRA40—2022同位素生產(chǎn)回旋加速器控制與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1范圍本文件規(guī)定了同位素生產(chǎn)回旋加速器控制與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的組成、通用要求和設(shè)計(jì)要求。本文件適用于開(kāi)展同位素生產(chǎn)回旋加速器的設(shè)計(jì)和制造。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB4793.1—2007測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求第1部分:通用要求GB4824工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測(cè)量方法GB5226.1—2008機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件GB/T9813.3—2017計(jì)算機(jī)通用規(guī)范第3部分:服務(wù)器GB/T16855.1機(jī)械安全控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件第1部分:設(shè)計(jì)通則GB18871電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)GB/T20270信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)安全技術(shù)要求GB/T25068.3信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第3部分:使用安全網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)間通信安全保護(hù)GB/T25068.4信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第4部分:遠(yuǎn)程接入的安全保護(hù)GB/T25068.5信息技術(shù)安全技術(shù)IT網(wǎng)絡(luò)安全第5部分:使用虛擬專(zhuān)用網(wǎng)的跨網(wǎng)通信安全保護(hù)GB/T28809—2012軌道交通通信、信號(hào)和處理系統(tǒng)信號(hào)用安全相關(guān)電子系統(tǒng)GB/T34128—201715Mev~30Mev可變能量強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器GB/T37391—2019可編程序控制器的成套控制設(shè)備規(guī)范GB/T40618—2021回旋加速器術(shù)語(yǔ)GB50174電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T40618—2021界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。同位素生產(chǎn)回旋加速器isotopeproductioncyclotron用于生產(chǎn)氟-18等同位素的,利用磁場(chǎng)使帶電粒子作回旋運(yùn)動(dòng),并在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)射頻電場(chǎng)逐圈被加速的裝置。[來(lái)源:GB/T40618—2021,3.1.1,有修改]2T/CIRA40—20223.2用戶(hù)界面graphicaluserinterface采用圖形方式對(duì)同位素生產(chǎn)回旋加速器的操作和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操作的用戶(hù)界面。3.3開(kāi)機(jī)自檢時(shí)間power-onself-testtime加電后,軟件完成開(kāi)機(jī)自檢和初始化所需要的時(shí)間。3.4工作狀態(tài)workstate用于區(qū)分同位素生產(chǎn)回旋加速器運(yùn)行情況和各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。3.5工作模式workmode用于區(qū)分同位素生產(chǎn)回旋加速器運(yùn)行、維護(hù)、調(diào)試和檢修等實(shí)際工作模式。3.6停機(jī)狀態(tài)stopstate同位素生產(chǎn)回旋加速器各設(shè)備均處于停止的狀態(tài)。該狀態(tài)下,不能立刻有效地啟動(dòng)機(jī)器。4控制與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)組成4.1控制系統(tǒng)4.1.1控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)采用縱向分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),自上至下依次為運(yùn)行監(jiān)控層、控制層和設(shè)備層。各層之間由通信網(wǎng)絡(luò)連接,其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖3T/CIRA40—20224.1.2運(yùn)行監(jiān)控層運(yùn)行監(jiān)控層以操作監(jiān)視為主要任務(wù),兼有部分管理功能。包括同位素生產(chǎn)回旋加速器運(yùn)行界面、數(shù)據(jù)庫(kù)界面、歸檔及報(bào)警界面等。其中運(yùn)行界面可實(shí)時(shí)顯示加速器運(yùn)行狀態(tài)和工況信息;數(shù)據(jù)庫(kù)界面可及時(shí)調(diào)閱歷史數(shù)據(jù);歸檔與報(bào)警界面可及時(shí)顯示異常信息。4.1.3控制層包括軟件控制和監(jiān)督、數(shù)據(jù)庫(kù)和配置、歸檔及報(bào)警服務(wù)等。主要采集同位素生產(chǎn)回旋加速器運(yùn)行過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理;對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,輸出控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)模擬量和開(kāi)關(guān)量的控制。4.1.4設(shè)備層包括電源、離子源系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、磁體系統(tǒng)、剝離靶系統(tǒng)、束測(cè)系統(tǒng)、舉升系統(tǒng)、真空系統(tǒng)與水冷系統(tǒng)等控制對(duì)象,以實(shí)現(xiàn)部件信號(hào)采集和控制。4.2安全聯(lián)鎖系統(tǒng)4.2.1安全聯(lián)鎖系統(tǒng)架構(gòu)包括人員安全聯(lián)鎖和設(shè)備安全聯(lián)鎖,其架構(gòu)如圖2所示。圖2安全聯(lián)鎖系統(tǒng)架構(gòu)圖4.2.2人員安全聯(lián)鎖4.2.2.1工作人員和公眾成員受到的照射應(yīng)遵循GB18871的規(guī)定。同位素生產(chǎn)回旋加速器場(chǎng)所內(nèi)應(yīng)設(shè)置環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)儀,受到照射劑量應(yīng)滿(mǎn)足GB/T34128—2017中5.5.1中相關(guān)規(guī)定。4.2.2.2應(yīng)設(shè)置與回旋加速器的潛在照射的大小和可能性相適應(yīng)的多重防護(hù)與安全措施,具備清場(chǎng)功4.2.2.3清場(chǎng)功能包括安全搜索程序、聲光報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域監(jiān)控以及操作員的經(jīng)驗(yàn)判斷。4.2.3設(shè)備安全聯(lián)鎖4.2.3.1部件和設(shè)備具有適當(dāng)?shù)娜哂嘈浴⒖煽啃浴⒍鄻有院酮?dú)立性,將可預(yù)見(jiàn)的各種事故或事件發(fā)生的可能性降至足夠低。4.2.3.2應(yīng)具備故障監(jiān)測(cè)、設(shè)備聯(lián)鎖、聯(lián)鎖復(fù)位、緊急斷束等功能。4T/CIRA40—20225系統(tǒng)通用要求5.1基本要求5.1.1計(jì)算機(jī)設(shè)備應(yīng)按照GB50174中電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范的要求執(zhí)行。5.1.2電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和制造應(yīng)符合GB5226.1和GB4793.1相關(guān)要求。5.1.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間應(yīng)不低于90d,離線存儲(chǔ)介質(zhì)自形成起1年內(nèi)可進(jìn)行備份;回放的歷史數(shù)據(jù)應(yīng)清晰、穩(wěn)定,顯示方式應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)行要求。5.1.4數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)按照GB/T20270的要求執(zhí)行。5.2網(wǎng)絡(luò)要求5.2.1局域網(wǎng)安全網(wǎng)關(guān)應(yīng)按照GB/T25068.3中網(wǎng)間通信安全保護(hù)的要求執(zhí)行。5.2.2遠(yuǎn)程接入關(guān)應(yīng)按照GB/T25068.4中遠(yuǎn)程接入安全保護(hù)的要求執(zhí)行。5.2.3控制系統(tǒng)分層網(wǎng)絡(luò)間應(yīng)按照GB/T25068.5中跨網(wǎng)通信安全保護(hù)的要求執(zhí)行。5.3通信模塊應(yīng)符合GB4793.1及對(duì)應(yīng)產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。5.4電源要求5.4.1控制柜電源環(huán)境應(yīng)按照GB4793.1—2007中6.10執(zhí)行。5.4.2控制柜電源有載和空載的電壓波動(dòng)應(yīng)不超過(guò)±5%。5.4.3高頻系統(tǒng)和電源設(shè)備的電氣間隙和爬電距離應(yīng)按照GB4793.1—2007中6.7的要求執(zhí)行。6控制功能要求6.1一般要求6.1.1控制系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能:a)按程序開(kāi)機(jī)和停機(jī);緊急停止按鈕被按下時(shí),回旋加速器執(zhí)行停止高頻系統(tǒng),離子源和插入束流阻擋靶的聯(lián)鎖動(dòng)作;b)實(shí)現(xiàn)同位素生產(chǎn)回旋加速器的主要參數(shù)的設(shè)定、顯示、保存和修改;c)實(shí)時(shí)顯示同位素生產(chǎn)回旋加速器的工作狀態(tài)和故障,并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警;d)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查閱。6.1.2控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)停機(jī)進(jìn)行處理。按緊急停機(jī)按鈕,回旋加速器應(yīng)能夠停止供束。6.1.3同位素生產(chǎn)回旋加速器在停機(jī)情況下,控制系統(tǒng)從開(kāi)機(jī)到正常運(yùn)行時(shí)間宜小于或等于15min。6.1.4指示燈和顯示器的使用方式應(yīng)按照GB5226.1—2008中10.3的規(guī)定執(zhí)行。6.1.5控制系統(tǒng)有關(guān)安全部件設(shè)計(jì)要求應(yīng)按照GB/T16855.1執(zhí)行。6.2軟件通用功能要求6.2.1通用要求6.2.1.1應(yīng)留有安全聯(lián)鎖接口,安全功能或安全防護(hù)措施觸發(fā)時(shí),應(yīng)確?？刂葡到y(tǒng)停止工作,取消后,控5T/CIRA40—2022制系統(tǒng)應(yīng)恢復(fù)正常工作。6.2.1.2應(yīng)對(duì)同位素生產(chǎn)回旋加速器各單元組件進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行控制,遵循接口設(shè)計(jì)要求和人員安全要求。6.2.2其他要求6.2.2.1工作權(quán)限針對(duì)不同操作人員,應(yīng)設(shè)定不同操作權(quán)限,部分功能僅對(duì)維護(hù)人員開(kāi)放,開(kāi)發(fā)人員應(yīng)具有所有操作權(quán)限。6.2.2.2界面設(shè)計(jì)界面應(yīng)顯示同位素生產(chǎn)回旋加速器運(yùn)行過(guò)程的用戶(hù)信息、工作狀態(tài)、工作模式、能量和束流信息等主要信息。6.3硬件通用設(shè)計(jì)要求6.3.1電氣設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.1.1應(yīng)設(shè)有保護(hù)地,設(shè)備金屬表面與接地端子間的電阻應(yīng)小于或等于0.1Ω。6.3.1.2設(shè)備接地保護(hù)應(yīng)按照GB4793—2007中4.3.2的要求執(zhí)行。保護(hù)阻抗應(yīng)按照GB4793—2007中4.4.2的要求執(zhí)行。6.3.1.3電氣設(shè)備正常運(yùn)行情況下,漏電電流應(yīng)按照GB/T34128—2017中5.4.4的要求執(zhí)行。6.3.1.4所有涉及的電氣設(shè)備應(yīng)按照GB4824中的電磁兼容相關(guān)要求執(zhí)行。6.3.2通信協(xié)議6.3.2.1控制系統(tǒng)與設(shè)備的通信模塊間的接口類(lèi)型包括但不限于以太網(wǎng)通信,通信協(xié)議應(yīng)按照GB/T37391—2019中6.7的要求執(zhí)行。6.3.2.2控制系統(tǒng)軟件接口在周期內(nèi)(周期時(shí)間宜小于或等于5s)對(duì)通信進(jìn)行一次自檢,一旦發(fā)生故障,通過(guò)硬件接口和軟件接口同時(shí)發(fā)送命令,宜在一定時(shí)間(時(shí)間小于或等于500ms)內(nèi)關(guān)斷束流。6.3.2.3其他通信總線使用規(guī)范應(yīng)按照GB/T37391—2019中6.8的相關(guān)要求執(zhí)行。6.4計(jì)算機(jī)要求6.4.1硬件配置應(yīng)滿(mǎn)足GB/T9813.3—2017中4.1.1的相關(guān)硬件要求。6.4.2軟件配置應(yīng)滿(mǎn)足GB/T9813.3—2017中4.1.2的相關(guān)軟件要求。6.4.3性能指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足GB/T9813.3—2017中4.3.1的關(guān)于功能和性能的要求。6.5主要子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求6.5.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求應(yīng)與GB/T34128規(guī)定的加速器主機(jī)性能匹配。6.5.2應(yīng)按照GB/T34128—2017中5.3.6的規(guī)定執(zhí)行,即剝離引出控制系統(tǒng)應(yīng)不低于95%。6.5.3射頻系統(tǒng)的工作頻率不穩(wěn)定度應(yīng)小于或等于1×10—6;高頻系統(tǒng)電極電壓不穩(wěn)定度應(yīng)小于或等于1×10—3。6.5.4主真空度控制精度應(yīng)小于或等于1×10—6pa。6T/CIRA40—20226.6輻射防護(hù)要求環(huán)境劑量應(yīng)滿(mǎn)足GB/T34128—2017中5.5.1的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)超過(guò)環(huán)境輻射劑量限值時(shí),控制系統(tǒng)應(yīng)快速響應(yīng)和處理。7安全聯(lián)鎖功能要求7.1一般要求7.1.1安全聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)生故障,將自動(dòng)聯(lián)鎖,并一直保持到故障清除。7.1.2執(zhí)行檢修維修模式時(shí),安全聯(lián)鎖裝置的設(shè)計(jì)能確保只有在維修人員使用適當(dāng)?shù)钠骷⒕幋a或鑰匙進(jìn)行直接控制的條件下同位素生產(chǎn)回旋加速器才能調(diào)試。7.1.3對(duì)同位素生產(chǎn)回旋加速器使用過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況給出報(bào)警。7.2人員安全聯(lián)鎖要求7.2.1清場(chǎng)要求清場(chǎng)功能包括安全搜索程序、聲光報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域監(jiān)控以及操作員的主觀判斷。開(kāi)機(jī)或束流引出前操作員執(zhí)行安全搜索程序,確?？刂茀^(qū)內(nèi)無(wú)人員滯留,完成清場(chǎng)后建立安全聯(lián)鎖。7.2.2急停要求開(kāi)機(jī)后一旦檢測(cè)到有急停信號(hào)被觸發(fā),應(yīng)發(fā)出聯(lián)鎖信號(hào)。急停信號(hào)包括出束過(guò)程中和出束相關(guān)區(qū)域的清場(chǎng)被破壞以及出束相關(guān)區(qū)域的急停按鈕被觸發(fā)。7.2.3報(bào)警要求應(yīng)為現(xiàn)場(chǎng)人員提供聲光報(bào)警,在清場(chǎng)時(shí)應(yīng)閃爍報(bào)警燈并響蜂鳴,提醒現(xiàn)場(chǎng)人員離場(chǎng)