Tiểu ban C Ghi đo bức xạ, An toàn bức xạ và Quan trắc môi trường Section C Radiation measurement, Radiation safety and Environmental monitoring 294 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY CHIẾU XẠ NGUỒN[.]
Tiểu ban C: Ghi đo xạ, An toàn xạ Quan trắc môi trường Section C: Radiation measurement, Radiation safety and Environmental monitoring XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY CHIẾU XẠ NGUỒN COBALT-60 TẠI TRUNG TÂM CHIẾU XẠ HÀ NỘI DEVELOPMENT OF THE SOFTWARE FOR CONTROL OF THE CO-60 IRRADIATOR AT THE HANOI IRRADIATION CENTER NGUYỄN THANH HÙNG Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội, km12, đường 32, phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, HN Email: hungxom933@gmail.com Tóm tắt: Từ năm 1990, với giúp đỡ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), Khoa học Công nghệ, viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam, trung tâm Chiếu xạ Hà Nội trang bị thiết bị chiếu xạ bán công nghiệp sử dụng nguồn Cobalt-60 RPP-150 nhập từ Nga, dùng để bảo quản thực phẩm, ức chế nảy mầm rau củ Thiết bị nâng cấp để chiếu xạ hầu hết sản phẩm theo yêu cầu thị trường Trải qua 30 năm hoạt động liên tục, hệ thống thiết bị dây chuyền lạc hậu cần phải nâng cấp, thay Trong đó, hệ thống phần mềm điều khiển dây truyền chiếu xạ cần phải ưu tiên nâng cấp Hệ thống điều khiển cũ chạy tảng hệ điều hành Windows XP cũ cần khóa cứng cắm vào cổng LPT Khóa cứng có cấu tạo mạch điện tử bên hoạt động gần 30 năm nên khả xảy hỏng hóc lớn Chính vậy, để đảm bảo cho dây chuyền có khả hoạt động ổn định, ưu tiên cần phải xây dựng chương trình điều khiển có khả hoạt động đa tảng hệ điều hành không cần sử dụng khóa cứng dựa hệ thống điều khiển cũ Phần mềm điều khiển dự kiến vào hoạt động thức từ đầu năm 2022 Từ khóa: Chiếu xạ Gamma Abstract: Thanks to the help of the International Atomic Energy Agency (IAEA), the Ministry of Science and Technology, the Vietnam Institute of Atomic Energy, in 1991, at the Hanoi Irradiation Center, a Co-60 Semi-industrial irradiator, RPP150 made in Russia, has been installed and put into operation The irradiator was used for food reservation and sprouting inhibition purposes In 2009, the irradiator had been upgraded to be able to irradiate most products required by the market After 30 years of continuous operation, the irradiator and its auxiliary technological systems should be upgraded and replaced It is the first priority, the control software should be upgraded, because the old software only runs on the old Windows XP operating system and requires a hardware key plugged into the LPT port This hard lock with an electronic chip inside has been operating for nearly 30 years, so there is a high possibility of its failure In order to ensure a reliable operation for the irradiator, it is imperative to develop a a new control software that can work on multiple operating systems and does not need to use any hardware key as well The control software has been successfully developed and is expected to come into operation on January 2022 Keywords: Gamma Irradiation I ĐẶT VẤN ĐỀ Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội quản lý vận hành máy chiếu xạ Cobalt-60 phục vụ nghiên cứu khoa học triển khai ứng dụng công nghệ xạ lĩnh vực kinh tế - xã hội bao gồm: chiếu xạ kiểm dịch hoa tươi xuất khẩu, chiếu xạ khử trùng vật phẩm y tế, chiếu xạ trùng, khử trùng thuốc đông nam dược… giúp sở sản xuất kinh doanh bảo đảm chất lượng sản phẩm tăng cao giá trị hàng hóa Trải qua gần 30 năm hoạt động liên tục hệ thống thiết bị dây truyền lạc hậu cần phải nâng cấp thay Đặc biệt máy tính phần mềm điều khiển dây truyền thiết bị cần ưu tiên với lý do: - Phần mềm điều khiển dây truyền thiết bị “GeniDAQ” đòi hỏi chạy hệ điều hành Windows XP cũ Mặt khác, Microsoft ngừng hỗ trợ Windows XP từ năm 2014 cịn khơng thương mại Windows XP có từ trước hãng khơng hỗ trợ kích hoạt quyền chúng; - Phần mềm cần khóa cứng cắm vào cổng song song LPT Khóa cấu tạo có mạch điện tử bên hoạt động gần 30 năm nên khả xảy hỏng hóc lớn Với lý phân tích việc nâng cấp thay hệ thống thiết bị dây truyền chiếu xạ nói chung phần mềm điều khiển máy chiếu xạ nói riêng Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội cần thiết 294 Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Cơng nghệ hạt nhân tồn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Hình 1: Sơ đồ khối máy chiếu xạ Hệ thống điều khiển dây chuyền chiếu xạ 60Co dựa mười ba module ADAM-4000 series Advantech, module có nhiệm vụ điều khiển, thu thập tín hiệu từ cảm biến để phần mềm máy tính có nhiệm vụ xử lý, tính tốn Các module giao tiếp với theo chuẩn RS485 công nghiệp giao tiếp với máy tính thơng qua hai cổng RS232 Phần mềm máy tính PC tương ứng điều khiển/hiển thị theo khối chức năng, bao gồm: - Hệ khóa liên động; - Điều khiển nâng – hạ bảng nguồn 60Co; - Điều khiển hệ thống băng tải vận chuyển thùng hàng hệ thống nạp/dỡ hàng; - Điều khiển hệ thống phụ trợ; Hệ khóa liên động: Khóa liên động trạng thái đảm bảo an toàn cho người sử dụng có tác động vào tín hiệu liên động có Bảng nguồn 60Co hạ tự động xuống hầm bảo quản trình chiếu xạ thực thi Hiện tại, bảng nguồn có sáu cấp độ bảo vệ đặt vị trí lối vào buồng chiếu xạ: Hình 2: Sơ đồ bố trí cảm biến bảo vệ bảng nguồn 295 Tiểu ban C: Ghi đo xạ, An toàn xạ Quan trắc môi trường Section C: Radiation measurement, Radiation safety and Environmental monitoring - Sàn bập bênh: đặt sàn đầu lối vào buồng chiếu xạ, tín hiệu phát sàn có lực tác động đủ lớn vào lò xo (15 kg); - Cổng hồng ngoại: cấp độ bảo vệ thứ hai buồng chiếu Cổng hồng ngoại tạo tường hồng ngoại chắn ngang lối vào cửa buồng, có vật chắn tường hồng ngoại, tín hiệu phát báo hệ thống điều khiển; - Hố an toàn: cấp độ bảo vệ cuối buồng chiếu Có hai hố an tồn ngăn cách hai lối vào buồng Mỗi hố có bề rộng khoảng 2,5m sâu khoảng 2m, đủ người trưởng thành khó tiếp cận buồng chiếu hố an toàn mở - Ngồi ra, cịn số tín hiệu an tồn bốn tín hiệu báo động lỗi băng tải (căng xích, đứt xích, hai tín hiệu tải động băng tải), lỗi áp suất khí nén, quạt thơng gió buồng chiếu, báo động suất liều phóng xạ, … Hệ điều khiển nâng – hạ nguồn: Bảng nguồn có hai tín hiệu báo hiệu nguồn vị trí an tồn hay vị trí chiếu xạ Để khởi động động nâng bảng nguồn, cần phải đảm bảo tín hiệu liên động vị trí an tồn, bảng nguồn vị trí phải thực q trình kiểm tra buồng chiếu trước nâng nguồn Khi đó, trình nâng nguồn diễn sau: - Kiểm tra tín hiệu liên động vị trí bảng nguồn chương trình điều khiển; - Khởi động quạt thơng gió khí nén; - Khởi động chu trình kiểm tra buồng chiếu xạ chương trình điều khiển; - Rút chìa khóa từ tủ đo liều tủ điều khiển, vào phòng chiếu xạ kiểm tra buồng chiếu; - Sau kiểm tra buồng chiếu, dùng chìa khóa trích vào hai ổ khóa kiểm tra buồng, cịi kiểm tra vang lên, nhanh chóng rời khỏi phịng chiếu xạ; - Tra lại khóa vào tủ đo liều buồng chiếu, còi kiểm tra kết thúc, bắt đầu q trình mở hố an tồn; - Sau mở hố xong, chương trình điều khiển báo trình kiểm tra buồng chiếu hoàn tất, cho phép nâng bảng nguồn chiếu xạ; - Điều khiển nâng hạ nguồn phím chức phần mềm; - Đối với trình hạ nguồn, sau nguồn trở vị trí an tồn, hệ thống thơng gió hố an toàn tiếp tục hoạt động khoảng hai phút để hút hết khí Ozon buồng chiếu, đảm bảo an toàn cho người vận hành Hệ điều khiển vận chuyển thùng hàng: Hệ thống có nhiệm vụ đưa thùng hàng vào buồng chiếu đưa thùng hàng chiếu Hệ thống bao gồm động băng tải sáu phanh điện từ có nhiệm vụ giữ thùng hàng vị trí chiếu xạ Ngoài hệ thống băng tải bao gồm bốn tín hiệu an tồn: - Hai tín hiệu băng tải tải; - Tín hiệu căng xích; - Tín hiệu đứt xích Điều thống điều khiển nạp – dỡ thùng hàng: Hệ thống có nhiệm vụ nạp – dỡ đảo thùng hàng nhằm đảo bảo Dmin/Dmax nhỏ nhất, hệ thống hoạt động theo chu trình chiếu xạ hoàn toàn tự động Các chế độ chiếu xạ khác Các chế độ điều khiển nạp – dỡ hàng bao gồm: - Chế độ nạp – dỡ hàng liên tục; - Nạp – dỡ hàng chiếu theo mẻ (28); - Nạp – dỡ hàng chiếu theo mẻ (50); - Nạp – dỡ hàng chiếu liều thấp; - Nạp – dỡ hàng chiếu hoa 296 Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 Hệ đo liều phóng xạ: có hai hệ thống đo liều phóng xạ bên buồng chiếu xạ nhằm đảm bảo an toàn xạ cho người sử dụng Hệ đo liều bên buồng chiếu ngưng hoạt động bảng nguồn nâng lên tiếp tục hoạt động bảng nguồn vị trí an tồn Đây tín hiệu liên động hệ thống Hệ đo liều có nhiệm vụ thơng báo cho hệ thống biết trạng thái an tồn phóng xạ để đưa cảnh báo kịp thời Điều khiển hệ thống phụ trợ: Hệ thống có nhiệm vụ điều khiển số thiết bị phụ trợ phục vụ q trình chiếu xạ như: khí nén, thơng gió, … III KẾT QUẢ Chương trình điều khiển dây chuyền chiếu xạ 60Co trung tâm Chiếu xạ Hà Nội xây dựng phần mềm LabVIEW, kết nối với tủ điều khiển thông qua hai cổng COM Chương trình xây dựng theo hướng bán tự động, tích hợp nhiều chế độ chiếu xạ phần mềm, đồng thời chương trình có giao diện chuẩn đốn lỗi kết nối, lỗi giao tiếp với tủ điều khiển nhằm giúp người sử dụng có biện pháp cần thiết, kịp thời có cố xảy Những ưu điểm chương trình so với chương trình cũ: - Giao diện thân thiện, rõ ràng; - Chạy đa tảng hệ điều hành; - Cải tiến số chu trình nạp/dỡ hàng - Tích hợp nhiều chức chiếu xạ: chiếu liên tục, chiếu mẻ, chiếu hoa quả; - Tích hợp chương trình kiểm sốt lỗi điều khiển hệ liên động an toàn; - Bao gồm chế độ điều khiển tự động thủ công; … Để đảm bảo an toàn cho bảng nguồn người sử dụng, phần mềm máy tính, người sử dụng hồn tồn khơng phép can thiệp vào phần điều khiển động nâng/hạ bảng nguồn, phần điều khiển hoạt động người sử dụng thao tác theo chuỗi lệnh kiểm tra đề cập phần hệ điều khiển động nâng hạ nguồn Với mục đích chiếu xạ, người sử dụng cần lựa chọn chế độ hoạt động phù hợp, cài đặt tham số số giá treo, chu kì sau thực bước kiểm tra trước chiếu xạ Hiện tại, chương trình điều khiển máy chiếu xạ Co-60 thử nghiệm trung tâm Chiếu xạ Hà Nội, kết thử nghiệm từ tháng 09 đến tháng 11 năm 2021 đạt kết tốt Cuối tháng 12 năm 2021, phần mềm nghiệm thu thức đưa vào sử dụng Hình 3: Giao diện chương trình điều khiển tự động 297 Tiểu ban C: Ghi đo xạ, An toàn xạ Quan trắc môi trường Section C: Radiation measurement, Radiation safety and Environmental monitoring Hình 4: Giao diện chương trình điều khiển thủ cơng 298 ... chiếu xạ 60Co trung tâm Chiếu xạ Hà Nội xây dựng phần mềm LabVIEW, kết nối với tủ điều khiển thông qua hai cổng COM Chương trình xây dựng theo hướng bán tự động, tích hợp nhiều chế độ chiếu xạ. .. số giá treo, chu kì sau thực bước kiểm tra trước chiếu xạ Hiện tại, chương trình điều khiển máy chiếu xạ Co-60 thử nghiệm trung tâm Chiếu xạ Hà Nội, kết thử nghiệm từ tháng 09 đến tháng 11 năm... Chạy đa tảng hệ điều hành; - Cải tiến số chu trình nạp/dỡ hàng - Tích hợp nhiều chức chiếu xạ: chiếu liên tục, chiếu mẻ, chiếu hoa quả; - Tích hợp chương trình kiểm sốt lỗi điều khiển hệ liên động