邵 軍，關(guān)薦存，李長久

(1.承德石油高等?？茖W(xué)校計算機(jī)與信息工程系，河北承德 067000;2.承德石油高等?？茖W(xué)校工業(yè)中心，河北承德 067000;3.承德石油高等專科學(xué)校電氣與電子工程系，河北承德 067000)

基于VB的鈷60動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

邵 軍1，關(guān)薦存2，李長久3

(1.承德石油高等?？茖W(xué)校計算機(jī)與信息工程系，河北承德 067000;2.承德石油高等專科學(xué)校工業(yè)中心，河北承德 067000;3.承德石油高等?？茖W(xué)校電氣與電子工程系，河北承德 067000)

通過分析近年來輻照行業(yè)多起卡源事故發(fā)生的原因，提出了一種基于VB的鈷60動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過準(zhǔn)確檢測輻照箱的各類故障并實時報警，從根本上避免了輻照室內(nèi)卡源事故的發(fā)生，有較好的推廣與應(yīng)用價值。

VB;鈷60;輻照箱;檢測系統(tǒng)

鈷60是一種放射性物質(zhì)，利用其釋放的γ射線對醫(yī)療器具、藥品、食品及化工產(chǎn)品等進(jìn)行輻照，可以徹底的消毒和殺菌，達(dá)到殺蟲、滅菌、保持營養(yǎng)品質(zhì)的目的。輻照行業(yè)在我國發(fā)展迅速，截至2010年，我國源量為30萬居里以上的大型輻照企業(yè)已達(dá)到100家左右，目前我國年輻照食品總量也已經(jīng)達(dá)20萬t以上，約占世界輻照食品的一半。近年來，在河南、廣東等地連續(xù)發(fā)生了多起輻照加工過程中的卡源事故，原因是鈷60輻照源與裝有貨物的輻照箱或輻照箱內(nèi)的貨物發(fā)生刮碰，使輻照源被卡不能正常返回水下，由于存在輻射，人員無法進(jìn)入輻射室進(jìn)行檢修，進(jìn)而引發(fā)了貨物長期被照，引發(fā)火災(zāi)，造成重大損失。因此，從根本上避免類似卡源事故的再次發(fā)生，保證輻照行業(yè)發(fā)展，極具現(xiàn)實意義。

1 卡源事故發(fā)生的原因與避免途徑

輻照作業(yè)中，為避免鈷60輻射源對作業(yè)人員造成的輻射傷害，通常鈷60輻射源被放在墻壁厚達(dá)2 m的水井內(nèi)，進(jìn)行輻照時，通過升源操作，將鈷60輻照源從井中提起，對輻照箱內(nèi)的輻照物進(jìn)行輻照，輻照完畢，通過降源操作，將鈷60輻照源重新降入水井。降源后，輻照室內(nèi)不存在輻射，工作人員可以進(jìn)入輻照室。近幾年連續(xù)出現(xiàn)的幾次卡源事故，均是由于輻照作業(yè)過程中，輻照箱門沒有關(guān)嚴(yán)造成的，輻照過程中由于出現(xiàn)了箱門或者箱內(nèi)貨物與輻照源發(fā)生刮碰，阻礙了鈷60輻照源返回水井，使得降源操作無法完成，由于輻照室內(nèi)存在輻射，人員無法進(jìn)入維修，導(dǎo)致貨物長時間接受輻照，發(fā)生自燃，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，引發(fā)社會恐慌。因此發(fā)生卡源故障的根本原因在于裝有貨物的輻照箱門沒有關(guān)嚴(yán)、鎖死。而避免卡源事故的根本途徑為輻照箱進(jìn)入輻照室之前，對輻照箱進(jìn)行檢測，保證輻照箱門完全機(jī)械鎖死，使其零故障率進(jìn)入輻照室，就可以從根本上避免卡源事故的發(fā)生。

2 鈷60 動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)的原理與實現(xiàn)

2.1 鈷60動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)的原理

鈷60動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)的主要原理是通過機(jī)械聯(lián)鎖裝置檢測裝入貨物后，準(zhǔn)備進(jìn)入輻照室前，輻照箱門的狀態(tài)，主要檢測以下三種情況:輻照門是否關(guān)嚴(yán)、箱門是否機(jī)械剛性鎖死、貨物是否突出輻照箱外輪廓，一旦出現(xiàn)上述情況之一，通過光纖開關(guān)將機(jī)械械聯(lián)鎖裝置中出現(xiàn)的位置信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送給PLC控制系統(tǒng)，進(jìn)而進(jìn)行全線停車、降源操作，并由PLC將故障上傳到上位機(jī)，直觀顯示故障。鈷60動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

2.2 輻照箱門狀態(tài)的檢測方法

為準(zhǔn)確檢測輻照門是否關(guān)嚴(yán)、箱門是否機(jī)械剛性鎖死、貨物是否突出輻照箱外輪廓等狀態(tài)，在不更改輻照箱形尺寸，不破壞輻照裝置原來的安全性的前提下，改造原輻照箱的門插，門插由一根金屬柱和金屬柱上帶有的插勾組成，金屬柱上端高過輻照箱上蓋，并加長原輻照箱插勾。改造后輻照箱的插勾完全插牢、虛插與未插三項的金屬柱高度不同，在輻照室迷道入口處加裝檢測金屬柱高度的光纖檢測裝置。輻照箱門插牢后金屬柱高度為統(tǒng)一值，若金屬柱高度大于設(shè)計高度，光纖檢測裝置即認(rèn)為箱門未按要求機(jī)械鎖死，故障信號發(fā)送裝置發(fā)送故障信號給PLC，進(jìn)行報警、降源、停車等操作。改造后的輻照箱子實物圖如圖2所示。

2.3 PLC與上位機(jī)通信方式

鈷60動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)上位機(jī)與PLC通信采用RS-485的方式，構(gòu)成一個簡單的基于RS-485的DCS系統(tǒng)。通信通過RS-232/485轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)轉(zhuǎn)換，RS-232/485轉(zhuǎn)換器將單端的RS-232信號轉(zhuǎn)換為平衡差分的RS-485信號，可以無源工作，內(nèi)部帶有零延時自動收發(fā)轉(zhuǎn)換，獨有的I/O電路自動控制數(shù)據(jù)流方向，不需要任何握手信號(如RTS、DTR)，從而保證了在RS-232半雙工方式下編寫的程序無須任何修改便可以在RS-485方式下運行，而且可將RS-232通信距離延長至1 200 m(9600bps時)。

2.4 上位機(jī)監(jiān)控軟件的實現(xiàn)

監(jiān)控室內(nèi)，通過上位機(jī)可以監(jiān)控輻照作業(yè)的運行情況，一旦出現(xiàn)箱門故障，上位機(jī)將及時報警提示。上位機(jī)監(jiān)控軟件使用VB6.0借助微軟的MSComm串行通訊控件開發(fā)，由于箱門發(fā)生故障的幾率不大，所以采用MSComm控件的事件驅(qū)動的通信方式接收串口數(shù)據(jù)。一旦檢測出箱門故障，PLC將向上位機(jī)上傳數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)設(shè)計為4個字節(jié)，具體格式如下:

0xaa 序號 故障類型 校驗和

上位機(jī)接收串口數(shù)據(jù)，判斷箱門故障核心代碼如下:

3 結(jié)束語

基于VB的鈷60動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)運用光電檢測技術(shù)檢測輻照箱門是否可靠關(guān)閉、是否鎖死、被照物是否超出輻照箱安全工作區(qū)域等故障，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，同時通過VB語言編程實現(xiàn)上位機(jī)對輻照箱各類故障的監(jiān)控，故障顯示直觀，報警及時，為輻照系統(tǒng)安全運行提供可靠保障。

［1］ 蔡文軒，李長久.高能電子輻照加速器束下傳輸系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)計與研究［J］.核電子學(xué)與探測技術(shù)，2010，30(03):432－435.

［2］ 曹文清，馬學(xué)軍，張志剛.基于PLC的實時監(jiān)控系統(tǒng)在鈷60輻照生產(chǎn)線上的應(yīng)用［J］.黃石理工學(xué)院學(xué)報，2009，25(05):4－7.

［3］ 鄭江花.基于VB的PLC與計算機(jī)串行通信在鈷60輻照控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.山東科學(xué)，2006，19(01):65－68.

Application of Safety Detecting System in Co60 Irradiation Box Based on VB

SHAO Jun1，GUAN Jian-cun2，LI Chang-jiu3
(1.Department of Computer and Information Engineering，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China;2.Industrial Center，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China;3.Department of Electrical and Electronic Engineering，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China)

By analyzing the reasons of radiation source accidents that happened in irradiation industry，a safety testing system in Co60 irradiation device based on VB is proposed.This system can automatically detect the trouble irradiation device and give an alarm，avoid radiation source accident in irradiation room.And it has a higher application value.

VB;Cobalt-60;irradiation box;detecting system

TP319

B

1008-9446(2011)04-0042-03

承德市科研項目(鈷60動態(tài)輻照箱安全檢測系統(tǒng)研究):201021137

2011-07-22

邵軍(1962－)，女，江蘇南京人，承德石油高等?？茖W(xué)校計算機(jī)與信息工程系高級實驗師，現(xiàn)從事程序設(shè)計、計算機(jī)基礎(chǔ)等相關(guān)課程的教學(xué)工作。