[发明专利]一种用于大科学装置辐射安全联锁集成系统及方法

权利要求书

1.一种用于大科学装置辐射安全联锁集成系统，其特征在于，包括：IO层、PLC层和应用层；

IO层由门禁、联锁IO和IO站组成，是辐射安全联锁系统的最底层；门禁包括安全门、门禁读卡器和门磁，安全门控制人员进出控制区；门磁感应当前安全门的开关状态，并反馈给IO站；门禁读卡器采集刷卡信息，并将刷卡信息通过Modbus-RTU协议发送给IO站；联锁IO包括巡查按钮、登记按钮、急停按钮、红外探头、碎玻按钮、巡查指示灯、登记指示灯、声光报警和辐射剂量；IO站读取安全门的开关状态、区域联锁IO以及刷卡信息，并把这些信息通过PROFINET RT协议发送给联锁PLC；

PLC层由联锁PLC组成，集成了门禁控制和联锁控制功能；联锁PLC通过PROFINET RT协议与IO站通讯，接收区域联锁IO和安全门的开关状态信息；联锁PLC接收信息后，按照联锁逻辑实现联锁控制功能，并得到区域管制状态信息；联锁PLC通过TCP/IP通讯协议与门禁服务器通讯，接收门禁卡信息并存储在PLC的存储区，人员刷卡时，联锁PLC综合刷卡信息、存储的门禁卡权限信息以及区域管制状态信息，经过门禁判断逻辑处理后，给出安全门的开关控制信号；

应用层由门禁服务器和上位机组成；门禁服务器负责门禁卡的管理，由Web前端、Web后端和数据库组成；数据库基于MySQL8搭建，负责存储门禁卡的卡号、权限和有效期信息；Web前端基于Vue.js框架开发，提供人机交互界面，管理员通过人机交互界面向后端提交对门禁卡操作的申请，后端基于SpringBoot框架开发，接收并处理前端的申请；当存储的门禁卡信息发生变化时，及时通过TCP/IP通讯协议向联锁PLC发送门禁卡的变化信息，让PLC中的门禁卡信息与门禁服务器中的信息保持一致；上位机通过以太网与联锁PLC通讯，获取联锁控制系统中门禁和联锁IO的状态信号，并提供图形化控制界面。

2.根据权利要求1所述的用于大科学装置辐射安全联锁集成系统，其特征在于：所述联锁PLC通过TCP/IP通讯协议获取并存储门禁卡和联锁IO状态信息，通过单条传输和整表传输两种方式传输；门禁系统和联锁控制系统所需要的信息存储在同一个PLC内，两个系统之间信息共享。

3.根据权利要求2所述的用于大科学装置辐射安全联锁集成系统，其特征在于：所述TCP/IP通讯协议结构为：TCP/IP通讯协议规范的第1、2位为标志位，用于区分整表传输和单条传输，单条传输的标志位为OR(One Record)，整表传输的标志位为AT(All Table)；第3、4位为数据包序号，表示本次传输数据的数据包序号；单条传输的数据包序号为00，用于填充，无特殊含义；整表传输的数据序号位取值范围为01-99，第5、6位为记录条数，表示本次传输的记录条数。从第7位开始后续均为记录数据，每15位为一条记录；单条传输记录只有1条，整表传输记录最少1条，最多60条，其中，记录是指用户门禁卡信息；记录协议规范的第1-13位为用户卡UID，是13位的字符串；第14位为用户卡权限，是1位的字符串，取值范围1-4，代表不同的用户权限；第15位为用户卡有效性，是1位字符串，取值范围0或1，0表示该卡已失效，1表示该卡有效。

4.根据权利要求2所述的用于大科学装置辐射安全联锁集成系统，其特征在于：所述联锁PLC通过PROFINET RT协议从IO站获取联锁IO状态信息。

5.根据权利要求1所述的用于大科学装置辐射安全联锁集成系统，其特征在于：所述联锁PLC内存储的门禁卡信息与门禁服务器中的信息同步更新、保持一致；用户的权限、部门和有效日期信息随时更改，辐射安全联锁系统具有较高的灵活性。