基于臺(tái)達(dá)EX型PLC的X光機(jī)自動(dòng)化

1引言

高頻高壓發(fā)生器是X光射線機(jī)核心單元。醫(yī)用X光射線機(jī)高頻高壓發(fā)生器由三相工頻供電。三相工頻電源通過(guò)橋式整流、高頻逆變、變壓器升壓，得到150kV的30kHz高頻高壓。高頻高壓經(jīng)過(guò)第二次（高壓）整流，成為X光射線管直流高壓激發(fā)電源。通過(guò)不同的激發(fā)電壓、電流的設(shè)定值，產(chǎn)生不同強(qiáng)度的X光用于透視和拍片等醫(yī)學(xué)檢測(cè)。穩(wěn)定的高壓恒直流電源對(duì)于確保透視拍片成像質(zhì)量、特別是控制X射線生物輻射危害的重要基礎(chǔ)。隨著電子電路的發(fā)展，X光射線機(jī)產(chǎn)生X光的電源也從原來(lái)的工頻電路發(fā)展成現(xiàn)在通過(guò)數(shù)字化技術(shù)控制的逆變電路。患者檢測(cè)床臺(tái)是X光射線機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制單元。出于避免和減少患者檢測(cè)過(guò)程的移動(dòng)，X光射線機(jī)配置有隨動(dòng)控制檢測(cè)床臺(tái)。檢測(cè)床臺(tái)與X光射線機(jī)配合實(shí)現(xiàn)患者特定部位的精確成像檢測(cè)。

本文在介紹基于PLC自動(dòng)化技術(shù)的新型X光射線機(jī)一體化解決方案的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)論述臺(tái)達(dá)EX系列PLC系統(tǒng)通訊設(shè)計(jì)技術(shù)。

2技術(shù)方案

項(xiàng)目選用臺(tái)達(dá)DVP-20EX做PLC主機(jī)，通過(guò)RS485通訊接口和X光射線機(jī)高頻高壓發(fā)生器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。PLC輸入輸出點(diǎn)用來(lái)控制透視床升降、旋轉(zhuǎn)等各種機(jī)構(gòu)的控制，彩色觸摸屏和PLC進(jìn)行連接作為HMI輸入和顯示數(shù)據(jù)，從而展示了一個(gè)全新的X光射線機(jī)電路控制系統(tǒng)。其中重點(diǎn)是利用PLC的通訊功能和RS指令的使用，實(shí)現(xiàn)了PLC和X光射線機(jī)高頻高壓發(fā)生器之間的數(shù)據(jù)交換，讓X光射線機(jī)高頻高壓發(fā)生器的使用更加豐富多彩。

基于PLC的X光射線機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)控制原理是：翻譯指令；存入寄存器；RS指令發(fā)送、接收；判斷接收指令；輸出信號(hào)。

由于X光射線機(jī)高頻發(fā)生系統(tǒng)指令為ASCII字符指令，一條指令由換行符開(kāi)始，回車符結(jié)束。一條指令完整包含換行符、指令助記符、參數(shù)、回車符。被控機(jī)接到一句有效指令，執(zhí)行后必做回答。例如：LFKVN75CR的意思是設(shè)置管電壓為75kV，被控機(jī)在接到此指令后回答LFKVN75CR表示收到該指令。

3系統(tǒng)通訊與RS指令應(yīng)用

利用臺(tái)達(dá)PLC中的RS（串列資料傳輸）指令，把編譯好的指令根據(jù)需要從PLC逐條發(fā)出。PLC每發(fā)送一條指令，發(fā)生器就回答一句指令。這些指令主要分兩種：一種是不帶數(shù)據(jù)的控制指令，例如：LFPICR（接通系統(tǒng)功率電源），反饋一條相同的指令；一種是包含數(shù)據(jù)的指令用于設(shè)定數(shù)據(jù)，例如：LFKVN75CR是設(shè)置射線管電壓75KV，反饋一條相同的指令LFKVN75CR。這些指令需要變成ASCII碼，對(duì)于換行符、回車符有現(xiàn)成的SACII碼，而指令助記符和數(shù)值則需要逐個(gè)字母翻譯成ASCII碼，根據(jù)指令要求把這些語(yǔ)句通過(guò)RS（串列資料傳輸）的功能傳送給X光射線機(jī)高頻高壓發(fā)生器，X光射線機(jī)高頻高壓發(fā)生器就會(huì)按照這些指令去工作。工作流程介紹如下。