HT-7 诊断中性束电源控制系统设计

本文介绍了HT-7托卡马克实验装置上研制的基于脉宽调制（PWM）的诊断中性束电源系统的组成、结构和控制需求,以及控制系统的组成和控制功能等。经实际调试与多轮HT-7实验运行,验证了该套电源控制系统的稳定性与可靠性。     

基于EPICS的J-TEXT CODAC系统

J-TEXT装置是华中科技大学恢复建造的中型托卡马克装置,已于2007年放电运行,其控制系统采用分布式结构,由多个子系统组成。为提高子系统集成、维护和更新的效率,并有效地管理各子系统、控制装置的运行状态及保障设备和人员安全,J-TEXT装置参考ITER CODAC的设计思路,结合J-TEXT装置的需求设计了J-TEXT CODAC系统。J-TEXT CODAC系统为装置各子系统提供统一的设计模型和相关设计标准,使用EPICS软件作为通讯中间层,设计了全局控制系统、时序和同步控制系统、联锁保护系统,并将原有控制系统改造、集成到J-TEXT CODAC系统中。目前该系统已部署在J-TEXT装置上,在2012年春季以来的多轮实验中运行良好。     

可编程逻辑控制系统在北京自由电子激光装置的实验物理和工业控制系统中的应用

在北京自由电子激光(BFEL)装置的搬迁改造工程中,开关机系统的控制采用基于实验物理和工业控制系统(EPICS)的可编程逻辑控制(PLC)控制系统,它具有安全可靠、操作简单、易于扩展、便于通讯等优点.本文介绍了该控制系统的设计和开发,包括系统软硬件的结构设计以及系统的EtherNet/IP网络通讯.     

新型TGS核废物桶检测控制系统构建

为了对核废物桶进行自动层析γ扫描检测,针对核废物桶检测装置,构建了一套基于PLC实现四维层析γ扫描的自动检测控制系统。具体介绍系统的构成、工作原理以及对系统核心控制器件的选择,并设计了系统的控制方式,处理系统异常情况的方法。经核废物桶检测运行实验,表明系统稳定可靠、安全、操作灵活,有效地满足了核废物桶检测的需要。     

上海电子束离子阱装置真空控制系统

本文介绍了基于RS485总线结构和LabVIEW图形化软件环境的上海电子束离子阱(EBIT)装置真空控制系统,详细分析了对真空设备远程操作和数据采集以及真空联锁的实现方法。测试结果表明该系统达到了设计指标,满足了实验使用要求,目前已成功地应用在上海EBIT装置中。     

HL-1M装置等离子体位移微机自动反馈控制系统

HL-1M装置中,等离子体位移控制起着重要作用。由于其工作性能的优劣,将直接影响到装置放电质量以及各项实验的最终结果,因此,提高和加强控制系统的工作性能及稳定可靠性,满足装置的工作要求,就具有重要意义。该文介绍了HL-1M装置等离子体位移微机自动反馈控制系统。该控制系统采用了微机和高精度的电子元器件,对等离子体电流的位移控制有了极大的改善,提高了装置放电的质量和效率。     

基于高精度脉冲发生器的定时系统设计

为满足自由电子激光装置的正常运行需求,需要向加速器设备提供精确的定时触发信号。依据上海软X射线自由电子激光装置(Soft X-ray Free-Electron Laser Facility,SXFEL)的物理需求和系统分配,基于高精度脉冲发生器,结合具有联锁接口的光电转换器,实现了SXFEL定时系统的硬件设计。系统的软件部分使用实验物理与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control Systems,EPICS)完成基于网络的分布式远程控制。通过在线测试,该系统运行稳定可靠,抖动时间小于150 ps,满足加速器对定时系统的要求。     

100 MeV强流质子回旋加速器剥离靶驱动控制系统研制

100 MeV强流质子回旋加速器(CYCIAE-100)加速负氢离子，引出系统为电荷交换方式的双向剥离引出系统，剥离靶是引出系统的核心装置。剥离靶系统四维联动定位精度要求高。为满足剥离靶驱动控制系统要求，采用了PLC控制驱动电路，读取位置反馈信号，对运动控制形成负反馈闭环的控制方法，实现了引出系统的各项运动控制要求并达到了设计指标。经调试，该加速器于2014年7月首次成功引出75~100 MeV质子束流，引出效率达99%以上。剥离靶驱动控制系统经加工调试，满足引出系统的各项技术要求，目前已投入运行2 a，可靠性得到了验证。     

320 kV全离子综合实验平台控制系统升级

本文对320 kV全离子综合实验平台的控制系统升级进行了研究。升级后的控制系统采用分布式系统模型构建。硬件采用串口服务器、PLC及伺服电机等部件实现了所有被控设备的远程监测及控制。软件通过建立EPICS IOC动态数据库,实现了对所有被控设备的集成。用户操作界面层采用CSS开发,实现了操作人员对所有被控设备的透明访问。该控制系统已成功连续运行约10 000 h。目前该控制系统运行稳定、可靠,完全满足320 kV全离子综合实验平台的运行及物理实验的需求。     

320 kV全离子综合实验平台控制系统升级

本文对320 kV全离子综合实验平台的控制系统升级进行了研究。升级后的控制系统采用分布式系统模型构建。硬件采用串口服务器、PLC及伺服电机等部件实现了所有被控设备的远程监测及控制。软件通过建立EPICS IOC动态数据库，实现了对所有被控设备的集成。用户操作界面层采用CSS开发，实现了操作人员对所有被控设备的透明访问。该控制系统已成功连续运行约10 000 h。目前该控制系统运行稳定、可靠，完全满足320 kV全离子综合实验平台的运行及物理实验的需求。     

ADS注入器Ⅱ真空控制系统设计

ADS注入器Ⅱ真空控制系统是基于分布式实时控制软件EPICS架构设计的。采用基于数据流设备的通信驱动模块StreamDevice、CSS和JDBC等技术,实现对现场真空设备的远程网络监控和设备状态历史数据查询。对EPICS设备层控制接口采用IOC驱动模块StreamDevice实现,可满足真空计、离子泵、PLC等加速器装置中常用的串口,及以太网口智能设备的网络监控。整个控制系统实现了对加速器真空设备的远程采集、监测和真空阀门的联锁控制,保证束流的稳定运行。     

包覆燃料颗粒制备的自动化控制系统设计与研制

针对高温气冷堆包覆燃料颗粒生产逐渐规模化大批量发展的趋势,原制备工艺的手动控制体系已不能适应,需发展现代化工业级别的包覆燃料颗粒制备自动化控制系统。针对TRISO型包覆燃料颗粒4层连续包覆工艺进行分析,将包覆炉系统划分为5个子系统,将整个包覆过程分解为9个操作状态,提出建立分布式控制系统（DCS）自动化控制系统的思路。根据对包覆颗粒制备工艺的严格要求提出了控制系统设计原则,包括连锁控制、安全可靠、集成规范、实用易用、开放和易更新原则,并在具体建设过程中实现了这些原则要求,建立起一套完整的包覆燃料颗粒制备工艺自动化控制系统。该系统在我国高温气冷堆示范工程项目辐照样品的生产中投入运行,经实践检验,证明该系统可较好地实现包覆燃料颗粒制备工艺控制,满足工厂规模的生产要求。     

空间核动力装置控制鼓系统试验样机快速复位时间测量方法研究

控制鼓系统是空间核动力装置上执行功率调节、紧急停堆的重要安全级设备，其能否正常运行直接关系到核动力装置的安全性。为测试控制鼓系统的快速复位时间，通过分析控制鼓系统的转动和传动过程，提出了快速复位零点判断、计算复位时间的方法。采用1∶1全尺寸控制鼓系统试验样机和综合测试平台，对快速复位时间进行了实测试验。试验结果表明，该测试方法是真实、有效、可靠的，可应用于控制鼓系统各阶段研发、使用过程中快速复位时间的测量。同时也验证了控制鼓系统的设计满足设计指标，机械快速复位时间小于1 s。     

Study on Scram Time Measurement Method of Control Drum System Experimental Prototype of Space Nuclear Power Device

The control drum system is important safety level device for power regulation and emergency shutdown of the space nuclear power device. The safety of the reactor directly depends on whether the control drum system can operate well or not. In order to test the scram time of the control drum system, a method of judging the zero position and calculating the scram time was proposed by analyzing the rotation and transmission process of the control drum system. The full-scale model of the control drum system experimental prototype and a comprehensive test platform were used to test the scram time. The test results show that the test method is real, effective and reliable, and can be applied to the measurement of scram time in the development and use of control drum system at all stages. At the same time, it is also verified that the design of the control drum system meets the design target that the mechanical scram time is less than 1 s.     

铅铋堆零功率实验装置控制棒价值测量及方法优化

零功率实验装置的控制棒价值测量一般采用周期法、置换法或落棒法对刻棒实验进行简单处理。为提高刻棒效率，本文提出了无补偿的多步降棒刻棒方法，采用该方法对我国首个铅铋堆零功率实验装置控制棒价值进行了测量，与补偿刻棒方式及落棒法测量结果进行了对比，并通过理论计算验证了该方法的准确性。结果表明：本文方法有效降低了空间效应对测量值的影响，控制棒价值测量结果准确可靠，可在较短时间内完成较高精度的刻棒实验，适用于需经常更换装料方案的临界实验装置。     

Control Rod Worth Measurement and Method Optimization of Lead-bismuth Reactor Zero-power Experimental Device

The control rod worth measurement of the zero-power experimental device is generally performed by the periodic method, the substitution method or the rod drop method. In order to improve the efficiency of measurement, a multi-step rod-insertion method without compensation was proposed. The control rod worth of the first lead-bismuth reactor zero-power experimental device in China was measured by this method, and the results were compared with those obtained by the compensation method and the rod drop method. The accuracy of the method was verified by theoretical calculations. The results indicate that this method effectively reduces the space effect on measured worth, and the measurement results of control rod worth are accurate and reliable. The method can complete the higher precision rod worth measurement in a short time, and is suitable for the critical experimental device that needs to change the charging scheme frequently.     

小型数控式相对湿度控制装置研制

相对湿度(Relative humidity,RH)是很多实验过程的关键环境参数之一,RH控制对同步辐射在线实验尤为重要。基于单片机的动态控制,研制了一套便于加载至同步辐射实验线站在线使用的小型数控式RH控制装置。该装置使用微型气泵抽取潮湿空气和干燥空气分别构建了加湿和除湿两个通道对控湿腔体内RH进行动态平衡。采用模糊控制算法通过单片机实时控制RH的变化。该装置能将RH控制在20%-94%,误差为±1.0%;能以固定速度控制RH稳定上升(20%-90%)或稳定下降(90%-20%),误差为±1.5%;能在湿度上升、稳定和下降三个工作模式之间快速切换,可满足同步辐射在线实验对湿度控制的多种需求。     

管道清洗装置自控系统研制

工业管道在长时间使用过程中,会积聚杂质影响产能,所以需要进行管道清洗。管道清洗装置依次接入工业管路中,清洗各管道杂质。为实时监测管道清洗装置的各项参数,实现人机交互,研制了一套自控系统。该系统选择泓格控制器、研华一体机配合LabVIEW的软硬件架构,缩短系统开发时间,实现系统小型化;采用“双背板”结构、快接插件设计,满足结构的小型化以及快速拆装要求;设计自动关断电动阀,发生紧急情况时,实现与设备的快速截断隔离以防止破空,增强整个系统的安全防护。该自控系统实现了工艺参数的监测、控制、报警、存储、查询、数据导出等功能,拆装方便、可移动,可满足现场的使用要求,同时保障了设备的稳定运行。目前该自控系统已正式投入使用,运行安全稳定。     

Application of Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System for Prediction of Neutron Yield of IR-IECF Facility in High Voltages

This paper presents a soft computing based artificial intelligent technique, adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict the neutron production rate (NPR) of IR-IECF device in wide discharge current and voltage ranges. A hybrid learning algorithm consists of back-propagation and least-squares estimation is used for training the ANFIS model. The performance of the proposed ANFIS model is tested using the experimental data using four performance measures: correlation coefficient, mean absolute error, mean relative error percentage (MRE%) and root mean square error. The obtained results show that the proposed ANFIS model has achieved good agreement with the experimental results. In comparison to the experimental data the proposed ANFIS model has MRE% <1.53 and 2.85 % for training and testing data respectively. Therefore, this model can be used as an efficient tool to predict the NPR in the IR-IECF device.     

用于加速器数字反馈控制研究的实验平台

本文介绍了用于加速器数字反馈控制研究的实验平台。该平台由四极磁铁、磁铁电源、Hall电路、DSP系统和用于系统开发的计算机组成。它不仅可用于加速器轨道反馈控制等系统级的研究,而且还可以用于研究高精度电源和高频系统低电平等设备级的数字反馈控制。