[发明专利]一种医用重离子加速器控制系统

权利要求书

1.一种医用重离子加速器控制系统，用于控制医用重离子加速器向治疗系统提供治疗所需能量及流强的放射性离子束流，其特征在于，所述控制系统为多级分布式计算机控制系统，所述控制系统包括中央监控层、子系统控制层、现场控制层以及设备层，其中：

中央监控层，用于对子系统控制层、现场控制层以及设备层中的设备进行监测和控制，动态显示所述设备中的运行状态以及在线修改所述设备中的运行参数，至少包括一台中央监控服务器以及至少一台客户机；

子系统控制层，包括多台子系统服务器，所述子系统服务器与至少一台所述中央监控服务器和现场控制层连接，以实现对现场控制层以及设备层的实时作业和管理，至少一个所述子系统服务器与所述治疗系统通过标准工业通信协议及接口进行信息交互；

现场控制层，包括至少一个现场控制子站，每一所述现场控制子站与对应的一台所述子系统服务器连接，用于根据子系统控制层或中央监控层远程下发的指令生成控制信号，直接实现对控制设备的控制，并将被控设备的运行状态及数据上传至子系统控制层和中央监控层，同时在所述中央监控层和子系统控制层不干预的情况下，根据提前设定的参数及采集的数据自动生成控制信号实现对被控设备的控制；

设备层，包括多个控制设备，所述控制设备通过现场总线直接与所述现场控制子站连接并进行信息交互，接收所述现场控制子站的控制指令或控制信号，根据所述控制指令或控制信号执行相应动作；

其中，所述子系统控制层、现场控制层以及设备层均采用符合国际工业标准的工业控制设备或模块；

其中，所述控制系统的软件采用Client/Server架构并采用工业商业组态软件进行系统集成与开发；

其中，所述控制系统采用三级混合通信网络，其中，第一级为中央监控层与子系统控制层之间以及所述控制系统与所述治疗系统之间的网络连接，第二级为子系统控制层与现场控制层以及现场控制层之间的网络连接，第三级为现场控制层与设备层之间的通信连接，具体的，所述第一级采用基于以高速以太网的局域网实现数据或信息交互，所述第二级采用基于实时工业以太网技术的百兆光纤环网实现数据和信息的交互，所述第三级采用多种现场总线实现数据或信息交互；

其中，所述控制系统至少包括治疗模式和调试模式，其中，调试模式下，实现操作人员对所述加速器的远程控制，同时实现对加速器参数的调整；在治疗模式下，所述加速器的所有远程控制功能被锁定，仅当所述治疗系统将工作模式切换为调试模式时，所有远程控制功能才能被解锁；

其中，所述多台子系统服务器中包括至少一台中央连锁服务器，所述中央连锁服务器用于实时监测所述控制系统中设备的运行状态或参数，在所述加速器处于治疗模式下，若所述运行状态或参数不在预设工作范围内则向所述治疗系统发出束流禁止信号，同时停止加速器同步触发，停止向所述治疗系统发送离子束。

2.根据权利要求1所述的医用重离子加速器控制系统，其特征在于，若所述运行状态或参数在预设工作范围内则向所述治疗系统发出束流允许信号，允许向所述治疗系统发送离子束。

3.根据权利要求1所述的医用重离子加速器控制系统，其特征在于，所述现场控制子站包括：过程控制子站、智能数字控制器以及数据采集子站，分别以PLC、智能控制器及PXIe数据采集工控机作为现场控制器。

4.根据权利要求1所述的医用重离子加速器控制系统，其特征在于，所述多台子系统服务器中每一台子系统服务器均包括协议转换模块，所述协议转换模块用于：

将发送至中央监控层的通信内容按照预设规则转换为预设格式；以及将发送至现场控制层的通信内容转换为所述现场控制层可识别的格式。

5.根据权利要求4所述的医用重离子加速器控制系统，其特征在于，所述预设规则为标准工业OPC或OPC UA协议，所述预设格式为OPC或OPC UA变量，以使所述中央监控服务器或其它子系统服务器可作以OPC CLIENT对子系统服务器的OPC SERVER进行访问。

6.根据权利要求1中所述的医用重离子加速器控制系统，其特征在于，所述加速器控制系统与治疗控制系统交互的信息包括：束流申请信息、加速器工作模式选择、束流开/关控制信号、束流允许信号。