紧凑型自聚束微波电子枪实验装置控制系统的研制

紧凑型自聚束微波电子枪的实验装置需要相应的控制体系。为此,研制了一套独立于原有大装置(200MeV LINAC)的监测控制系统。该系统基于一般控制系统的三层构架原理,由核心控制电路、光信号发射与接收电路和开关量读写电路组成,实现了时序控制、设备状态监控、联锁控制等功能,并利用上位机与现场处理器通信,达到远程操作的目的。经测试,该系统的性能参数满足并优于实际需求,试运行期间工作稳定可靠,满足实验平台的控制需求。该系统也能直接用于其他小型加速器的控制操作。     

基于多轴运动控制器的高精度工业CT转台控制系统

介绍了一种用于高精度工业CT的转台控制系统。分析了转台系统关键部件的选用原则,进行了控制系统的硬件结构设计与上位机控制软件设计。采用ACR9000多轴运动控制器为下位机,实现速度内环与位置外环的双闭环伺服控制结构。系统实际运行结果表明转台控制系统的设计指标和精度要求满足高精度工业CT应用要求。     

CYCIAE-100回旋加速器质子照相束流线控制系统的研制

为了对质子照相束流线设备进行远程监测与控制，实现束流线各子系统的安全联锁功能，研制了一套采用标准控制模型结构的分布式EPICS控制系统。该控制系统通过PLC组态实现了开关逻辑设备的安全联锁及工艺流程控制。核心控制系统采用EPICS建立了多个IOC作为控制器。针对不同CPU构架下的服务器搭建了交叉编译环境。针对数字电源设备与真空仪表设备使用StreamDevice完成设备驱动及通信协议的开发，并通过建立IOC动态数据库，实现了IOC对流设备和PLC信号的监测与控制功能。使用CSS设计OPI，实现了上位机对EPICS IOC中数据的透明访问。该束流线控制系统已成功应用于CYCIAE-100回旋加速器的质子照相物理实验中。通过长时间的运行，控制系统的可靠性、安全性得到了验证。控制系统的稳定运行，为质子照相实验的开展奠定了基础，对类似的控制系统研制具有一定的参考价值。     

绝缘芯变压器型电子加速器控制系统研制

本文为低能绝缘芯变压器型电子加速器研制了一套控制系统。该系统融合控制、通讯和电力电子等技术,以SIEMENS S7-1200系列PLC为核心控制器、HMI为上位机对装置实时监控。软件采用基于TIA平台的STEP7编写的梯形图控制程序,各子系统单独控制,且系统间设有安全联锁。采用基于TIA平台的WINCC组态人机交互界面,整个系统操作简便,易于测试、维护和扩展。整机经初步调试,可满足设计控制功能。     

中子物理实验装置辐射安全联锁系统

中子物理实验装置是一台用于钍铀燃料循环系统中子截面测量的加速器装置,在运行时不可避免地产生电离辐射,为了避免人员误入高辐射区受到辐射危害,建立了基于冗余控制技术的辐射安全联锁系统。系统根据人员进出的控制模型,以高可靠性的硬冗余可编程逻辑控制器(PLC)为核心,开发了逻辑控制程序,实现了对联锁设备的控制。经现场测试,辐射安全联锁系统运行稳定、可靠,保护了人员的辐射安全,满足了系统的设计要求。     

BEPCⅡ数字化辐射防护平台研究及应用

平台在BEPCⅡ(北京正负电子对撞机二期工程)的人身及设备防护安全需求上根据粒子加速器辐射防护最新发展理念,结合计算机控制技术、可编程序控制器技术、门禁控制技术、多媒体视听技术、网络技术等建立起来。它集成了人身安全联锁PLC系统、人身安全联锁门禁系统、剂量监测系统、急停按钮警示系统等,各子系统均有独立的上位机。平台采用分布式控制系统,将从各子系统采集到的信息进行集中处理后可对加速器辐射安全做出评估。     

上海同步辐射装置电源控制系统

上海同步辐射装置电源控制系统是基于EPICS系统开发运行的分布式控制系统。系统中~65 K实时数据库记录分布运行于27个VME总线的IOC控制器中,实现了对600多台各类磁铁电源的访问控制。本文介绍了电源控制系统基于Ethernet的层次式结构与工作原理,分别描述了针对PSI与SINAP电源控制器的控制解决方案,同时介绍了系统的硬件设备、IOC和控制台软件及系统中采用的通讯技术。     

EAST安全联锁监管系统设计

全超导托卡马克装置(FullSuperconductingTokamak,FST)所有主要磁体均为超导磁体,其运行风险大大高于现有的其它超导托卡马克。EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)是一个全超导托卡马克装置,为了避免人员和装置出现意外事故,建立了联锁系统与安全系统。安全联锁监管系统位于EAST联锁系统与安全系统的顶层,协调各分控系统的安全运行。根据EAST安全联锁系统的需求,采用可编程逻辑控制器、联锁信号光纤网和光电转换设备,建立了安全联锁监管系统,实现了事件收集、信号循环扫描、保护动作输出、系统状态和故障日志信息记录和实时监控等功能。该系统实际扫描周期平均值约0.7ms,最大值约3ms,达到了EAST安全联锁系统的要求。     

7kA闸流管脉冲调制器的可编程控制器控制

利用ＰＬＣ（可编程控制器）作为冲击磁铁脉冲调制器的设备控制器,解决了大电流脉冲放电对设备控制器的干扰问题,实现了调制器的计算机遥控操作及联锁保护功能、实时通讯功能,提高了调制器实验装置运行的可靠性。     

CSNS直线加速器前端水冷控制系统的研制

CSNS直线加速器前端水冷控制系统负责监测CSNS直线加速器低能束流传输段(LEBT)、射频四极场加速器(RFQ)和中能束流传输段(MEBT)所属各水冷设备并提供联锁保护。该系统采用操作员接口层、控制器层、现场设备层的三层结构,使用集成开发工具EPICS进行开发,并选用新型PLC作为EPICS IOC实现系统控制功能。目前,已经完成系统的离线测试,实现了预期的功能。论文对系统的总体设计和具体实现进行了介绍。     

HLS200MeV电子直线加速器的联锁装置

介绍ＨＬＳ２００ＭｅＶ电子直线加速器上所用的联锁保护系统，该联锁装置由联锁控制器，事故保护控制器和主控制盘组成。其中电子枪的触发采用双通道保护，其响应时间〈３０ｍｓ。     

中国实验快堆换料机控制系统设计及台架调试

换料机是中国实验快堆的换料设备,主要通过抓手和导向管的配合运动,实现堆芯组件的抓取和插放。换料机控制系统采用了可编程控制器、数字直流调速器等自动化电气设备。通过换料综合试验台架调试,控制设备运行稳定、可靠,验证了换料机控制系统的设计满足技术规格书及工艺要求。     

低能强流离子束装置计算机控制系统

为实现低能强流离子束装置自动化,提高抗干扰能力和稳定度,研究开发了低能强流离子束装置计算机控制系统。该控制系统采用西门子S7 300PLC,下位机使用STEP7V5组态软件进行编程,控制界面用LabWindows/CVI6.0编制,控制位于3个不同电位的离子束系统。文章描述了控制系统的总体结构、硬件选取和软件实现的功能,讨论了系统在调试过程中抑制干扰的方法。     

FELiChEM联锁系统的设计

联锁系统是加速器装置的重要组成部分,用于保护设备和人员的安全。本文基于EPICS设计FELiChEM联锁系统,该系统由硬件联锁系统和软件联锁系统两部分组成,硬件联锁系统又分为机器保护系统(MPS)和人身安全保护系统(PPS)。硬件联锁系统的架构分为IOC层、Profinet IO控制层和Profinet IO设备层。每层均可进行冗余配置,而各层之间相互独立。原型样机的测试显示,硬件联锁系统的响应时间为2.144ms,远好于100ms的设计需求。软件联锁系统的设计采用联锁程序与配置文件分离的方式。测试表明,软件联锁逻辑完全由配置文件确定,具有非常好的灵活性。     

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。     

基于FPGA和ARM的控制器设计及在快联锁保护系统中的应用

联锁保护系统是上海光源为保护重要设备而设置的控制子系统,快联锁保护系统是其中一部分,其联锁响应时间要小于1ms。本文介绍了一种基于FPGA和ARM的快联锁保护系统的实现方案,该方案利用ARM软件功能强及FPGA逻辑处理灵活和IO资源丰富的特点实现快联锁的功能。本文简要介绍了系统的设计方案和硬件结构,及该控制器的测试结果。     

基于PC/104的EPICS设备控制器

介绍了采用PC／104的EPICS设备控制器的设计，详细分析了其软硬件结构，并结合了原理性测试结果。该控制器兼具输入出控制器和设备控制器的功能，在简化EPICS应用体系结构方面做出了成功的尝试。     

基于DeviceNet的设备级控制

预制研究中的上海同步辐射装置控制系统是一个基于Ethernet和DeviceNet现场总线的分布式系统 ,设备级控制是建立该系统的重点和难点之一。本文介绍采用DeviceNet接口的设备控制器的研制及其软硬件结构 ,并给出在磁铁电源控制中的应用实例。联机测试结果表明模拟量设定及回读精度优于 3× 10 - 5。     

多通道γ射线物位计与可编程序控制机(PC)联机装置在立式水隔离灰浆泵上的应用

对立式水隔离灰浆泵的信号监测、控制系统所采用的多通道γ射线物位计与ＰＣ机联网装置的工作原理、应用实例、电路组成、监控程序及使用效果等作了介绍与讨论。     

基于冗余技术的强流质子RFQ控制系统设计

中国科学院近代物理研究所研制了一台用于ADS注入器Ⅱ的强流质子RFQ加速器。相对于常规功率源,用于RFQ腔体的功率源的控制精度要求更高、过程更复杂。控制系统需通过精确的水温控制实现频率调谐,水温的控制和监测精度要求为0.1 ℃。同时,为避免腔体因局部温度过高而损毁,控制系统必须实现实时的温度监测和可靠的联锁保护功能。为此,基于EPICS控制架构设计了RFQ控制系统,对关键控制代码的运行平台采用高性能冗余控制器,开发了具有网络冗余功能的IOC驱动程序,实现了水温联锁保护及高频系统控制。RFQ控制系统经现场测试,通信正常、运行稳定,冗余系统的主备切换时间在ms量级,满足RFQ腔体的控制要求。