基于PLC自动搜频AFC系统研究(2)

　　AFC执行机构中的伺服电机带动磁控管调谐机构转动改变磁控管频率的同时也带动电位器的转动，用电位器抽头电压表示磁控管调谐机构的位置信号，将此电压信号送人PLC的模拟量模块输入端，采集实时磁控管位置信号。此系统中，本工作使用西门子的PLC。使用该PLC的高速计数模块作为剂量率反馈信号输入，模拟量模块作为磁控管实时位置反馈信号输入，较其他计数与模拟量输入模块具有较高的输入精度与实时性。

　　当加速器剂量率过小时，启动AFC系统自动搜频功能。首先把锁相型AFC系统软切换到手动状态，通过反馈磁控管此时的动态位置到PLC，与加速器最大剂量率处的初始位置进行比较，判断其偏离方向。假设此时磁控管位置信号大于其初始位置，PLC将产生频率下调信号，通过功率放大去推动电机调谐磁控管频率。PLC同时采集实时剂量率反馈信号，若大于此频率下基准信号，AFC系统软切换为自动状态，自动跟踪锁定加速器的工作频率，使加速器重新回到最大剂量率输出状态。

　　在自动搜频AFC系统中，调制器分机中PLC的HSC0（工作模式0）高速计数模块对电压一频率输出信号进行计数，转换为剂量率信号，并存入vDl6内部寄存器。将代表磁控管调谐机构的位置信号送到PLC的模拟量模块输入端AIW0，AIW0输出信号存人VW210内部寄存器。VD20存储的是该频率下剂量率的基准信号，作为自动搜频启动的阈值。实验通过AFC系统手动方式分别上、下调谐磁控管频率来模拟磁控管频率快变化或温度对加速器的影响。实验条件为：6MeV电子直线加速器，磁控管型号MG5193；重复频率，100Hz；脉冲电流，107A；实验温度，常温。每15min通过上位机软件手动调谐磁控管频率使加速器剂量率输出为0，然后启动自动搜频，得到剂量率和稳定时间。

　　3、结论

　　本设计在锁相型AFC系统基础上反馈磁控管动态位置信号作为频率调节导航信号进行自动搜频，根据实时剂量率反馈信号进行锁频，提高了其抗干扰能力。试验证明，当微波功率源频率突变或温度对加速器影响较大时，利用自动搜频能快速找回加速器最大剂量率输出频率点，使加速器稳定可靠地工作。本设计增大了锁相型AFC系统频率捕获范围，响应速度快，其控制简单可靠、精度高，具有较大的工程实用价值。

　　参考文献

　　[1] 张永敏，晁勇，薛丽波.驻波加速器微波锁相自动频率控制系统理论分析与调整[J].医疗卫生装备，2004（10）：49.

　　[2] 席德勋，赖青贵.电子直线加速器磁控管频率稳定的自适应线性神经元方法[J].强激光与粒子柬，1997，9（3）：341—345.

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