应用于医用重离子加速器的数据发布系统的制作方法

本发明涉及重离子加速器，尤其涉及一种应用于医用重离子加速器的数据发布系统。

背景技术：

1、医用重离子加速器是一种大型的医疗器械，其规模庞大、设备组成种类多，系统繁杂，投资金额大。医用重离子加速器包含的子系统主要包括控制系统、离子源系统、真空系统、水冷系统、辐射防护系统、联锁系统、治疗系统、磁铁系统、磁铁电源系统、束诊系统、高频系统等。控制系统的作用是对重离子加速器各子系统设备进行监测和控制，动态显示设备中的运行状态以及在线修改设备中的运行参数，并将监测数据进行分析处理，提供加速器各子系统设备之间的数据交互接口，以及用户进行加速器整机运行调试的人机交互界面和数据查询窗口。

2、然而，现有的医用重离子加速器控制系统存在一些缺陷：对加速器各子系统被控设备的控制系统繁琐，稳定性、安全性和可维护性较差；无法满足与加速器现场多种不同协议类型的设备通讯，尤其对于自定义协议类型的设备，根本无法实现通信；可移植性较差、普适性低、开发和维护成本高；不能够适配不同优先等级被控设备；并未集成其数据仿真平台；联锁存在极大的安全隐患等。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种应用于医用重离子加速器的数据发布系统，包括：人机交互界面、plc中央处理器、plc子模块及pc模块；人机交互界面与plc中央处理器通信连接，plc中央处理器与plc子模块和pc模块通信连接；人机交互界面被配置为提供用户的操作界面以及显示界面；plc子模块具有适配于plc中央处理器的硬件组成，被配置为控制加速器子系统被控设备以及与加速器子系统被控设备进行数据交互，获取第一数据，其中，第一数据包括第一类型的加速器子系统被控设备对应的数据；pc模块被配置为控制加速器子系统被控设备以及与加速器子系统被控设备进行数据交互，获取第二数据，其中，第二数据包括第二类型的加速器子系统被控设备对应的数据，第二类型的加速器子系统被控设备对数据处理的实时性、复杂性、稳定性以及安全性的优先级高于第一类型的加速器子系统被控设备对数据处理的实时性、复杂性、稳定性以及安全性的优先级；plc中央处理器中运行plc板载操作系统，被配置为与plc子模块和pc模块进行交互。

2、根据本发明的实施例，pc模块的操作系统与plc板载操作系统基于odk接口函数进行交互；pc模块的操作系统包括应用函数库，应用函数库至少包括被控设备驱动函数、被控设备控制函数、数据模型；plc板载操作系统包括plc函数库，plc函数库由函数块加载函数、多个函数块功能函数以及函数块卸载函数组成；函数块加载函数被配置为加载调用应用函数库至plc板载操作系统，检查应用函数库中函数的版本信息、应用函数库的关联信息以及述应用函数库中函数是否被加载；多个函数块功能函数为应用函数库中的函数被加载到plc后，转换成的可被plc识别的功能块文件，功能块文件包括对应用函数库的启动和停止调用接口，向加速器子系统被控设备发送和接受的数据接口，逻辑运算条件输入输出接口、参数配置接口、运行状态反馈以及故障反馈接口；函数块卸载函数被配置至为卸载plc板载操作系统对于pc模块的操作系统中应用函数库的调用以及发送卸载的状态信息。

3、根据本发明的实施例，plc子模块中适配于plc中央处理器的硬件包括网络通信硬件、di/do硬件、ai/ao硬件、hart通信硬件、串口通信硬件、pwm输入/输出硬件、can通信硬件以及、联锁硬件；plc子模块可实现热插拔。

4、根据本发明的实施例，加速器子系统被控设备包括第一类型的加速器子系统被控设备、第二类型的加速器子系统被控设备和第三类型的加速器子系统被控设备，第三类型的加速器子系统被控设备为能够直接利用plc中央处理器进行数据采集的加速器子系统被控设备；plc中央处理器还被配置为：基于plc子模块对第一类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算；基于pc模块对第二类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算；对第三类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算。

5、根据本发明的实施例，plc中央处理器基于plc子模块对第一类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算，包括：获取plc子模块采集的第一数据；对第一数据进行解析，生成第一联锁条件；根据第一联锁条件对第一类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算。

6、根据本发明的实施例，plc中央处理器基于pc模块对第二类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算，包括：控制pc模块创建socket连接，以使pc模块与第二类型的加速器子系统被控设备建立socket连接；控制pc模块发送命令至第二类型的加速器子系统被控设备并接受解析第二类型的加速器子系统被控设备返回的第二数据，得到应答数据；通过odk接口函数调用pc模块上的应答数据，对应答数据进行解析，生成第二联锁条件；根据第二联锁条件对第二类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算。

7、根据本发明的实施例，plc中央处理器对第三类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算，包括：创建开放式的通讯连接，以使plc中央处理器与第三类型的加速器子系统被控设备建立通讯连接；发送命令至第三类型的加速器子系统被控设备并接收第三类型的加速器子系统被控设备返回的第三数据；对第三数据进行解析，生成第三联锁条件；根据第三联锁条件对第三类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算。

8、根据本发明的实施例，plc中央处理器还配置有独立的数据存储区，数据存储区被配置为存储第一联锁条件，第二联锁条件以及第三联锁条件；plc中央处理器还被配置根据第一联锁条件，第二联锁条件以及第三联锁条件对加速器的各个加速器子系统被控设备进行联锁逻辑的组合运算。

9、根据本发明的实施例，plc中央处理器基于实时工业以太网的光纤或网线与plc子模块通信连接；plc中央处理器基于超六类屏蔽网线与pc模块通信连接；plc子模块基于rvvp屏蔽线缆或超六类屏蔽网线与加速器的加速器子系统被控设备通信连接，plc子模块的接口及协议与加速器的加速器子系统被控设备的接口及协议相适配；pc模块基于rj45接口且使用网线与加速器的加速器子系统被控设备通信连接。

10、根据本发明的实施例，plc中央处理器还被配置为兼容opc ua服务器的功能，基于opc ua服务器协议与人机交互界面进行通信。

技术特征：

1.一种应用于医用重离子加速器的数据发布系统，包括：

2.根据权利要求1所述的数据发布系统，其中，所述pc模块的操作系统与所述plc板载操作系统基于odk接口函数进行交互；

3.根据权利要求1或2所述的数据发布系统，其中，所述plc子模块中适配于所述plc中央处理器的硬件包括网络通信硬件、di/do硬件、ai/ao硬件、hart通信硬件、串口通信硬件、pwm输入/输出硬件、can通信硬件以及、联锁硬件；所述plc子模块可实现热插拔。

4.根据权利要求3所述的数据发布系统，其中，所述加速器子系统被控设备包括所述第一类型的加速器子系统被控设备、所述第二类型的加速器子系统被控设备和第三类型的加速器子系统被控设备，所述第三类型的加速器子系统被控设备为能够直接利用所述plc中央处理器进行数据采集的加速器子系统被控设备；

5.根据权利要求4所述的数据发布系统，其中，所述plc中央处理器基于plc子模块对所述第一类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算，包括：

6.根据权利要求5所述的数据发布系统，其中，所述plc中央处理器基于所述pc模块对所述第二类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算，包括：

7.根据权利要求6所述的数据发布系统，其中，所述plc中央处理器对所述第三类型的加速器子系统被控设备进行联锁逻辑运算，包括：

8.根据权利要求7所述的数据发布系统，其中，所述plc中央处理器还配置有独立的数据存储区，所述数据存储区被配置为存储所述第一联锁条件，所述第二联锁条件以及所述第三联锁条件；

9.根据权利要求1所述数据发布系统，其中，所述plc中央处理器基于实时工业以太网的光纤或网线与所述plc子模块通信连接；

10.根据权利要求1所述数据发布系统，其中，所述plc中央处理器还被配置为兼容opcua服务器的功能，基于opc ua服务器协议与所述人机交互界面进行通信。

技术总结
本发明提供一种应用于医用重离子加速器的数据发布系统，包括：人机交互界面，被配置为提供用户的操作界面以及显示界面；PLC子模块，具有适配于PLC中央处理器的硬件组成，被配置为控制加速器的子系统被控设备以及与子系统被控设备进行数据交互，获取第一数据，第一数据包括第一类型的子系统被控设备对应的数据；PC模块，被配置为控制子系统被控设备及与子系统被控设备进行数据交互，获取第二数据，第二数据包括第二类型的子系统被控设备对应的数据，第二类型的子系统被控设备对数据处理的实时性、复杂性、稳定性以及安全性的优先级高于第一类型的子系统被控设备；PLC中央处理器，其中运行PLC板载操作系统，被配置为与PLC子模块和PC模块进行交互。

技术研发人员：范鹏飞,杨春晓,赵东生,杨旗,杨柳,王伟,火静斌
受保护的技术使用者：兰州科近泰基新技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7