基于臺達EX型PLC的X光機自動化

1引言

高頻高壓發(fā)生器是X光射線機核心單元。醫(yī)用X光射線機高頻高壓發(fā)生器由三相工頻供電。三相工頻電源通過橋式整流、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。通過不同的激發(fā)電壓、電流的設定值，產(chǎn)生不同強度的X光用于透視和拍片等醫(yī)學檢測。穩(wěn)定的高壓恒直流電源對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。隨著電子電路的發(fā)展，X光射線機產(chǎn)生X光的電源也從原來的工頻電路發(fā)展成現(xiàn)在通過數(shù)字化技術控制的逆變電路?；颊邫z測床臺是X光射線機的運動控制單元。出于避免和減少患者檢測過程的移動，X光射線機配置有隨動控制檢測床臺。檢測床臺與X光射線機配合實現(xiàn)患者特定部位的精確成像檢測。

本文在介紹基于PLC自動化技術的新型X光射線機一體化解決方案的基礎上,重點論述臺達EX系列PLC系統(tǒng)通訊設計技術。

2技術方案

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

基于PLC的X光射線機自動化系統(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。

由于X光射線機高頻發(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。被控機接到一句有效指令，執(zhí)行后必做回答。例如：LFKVN75CR的意思是設置管電壓為75kV，被控機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指令應用

利用臺達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)的指令用于設定數(shù)據(jù)，例如：LFKVN75CR是設置射線管電壓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)值則需要逐個字母翻譯成ASCII碼，根據(jù)指令要求把這些語句通過RS（串列資料傳輸）的功能傳送給X光射線機高頻高壓發(fā)生器，X光射線機高頻高壓發(fā)生器就會按照這些指令去工作。工作流程介紹如下。