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。     

EAST上软X射线能谱诊断系统的研制

采用多元硅漂移探测器(Silicon Drift Detector,SDD)阵列和快速处理电子学系统在EAST托卡马克上构建了一套性能优异的软X射线能谱诊断系统,用于测量等离子体内在软X射线能段(1-30 keV)的辐射能谱。本系统观测范围覆盖了EAST等离子体的下半空间,可在EAST上各种放电条件下获得电子温度分布。本系统具有较高的能量分辨率,可用于监测等离子体内的中高Z杂质。系统安装在EAST上并投入使用,验证了系统的可靠性和有效性并取得良好的实验结果。     

直线超导加速器安全联锁系统设计

为避免人员误入辐射区域造成人身伤害事故,建立了一套安全联锁系统.本文阐述了安全联锁系统的设备组成和信号联锁功能,基于西门子故障安全型PLC模块,保证控制系统安全可靠、稳定性好、操作简便,确保加速器运行前后及运行过程中相关人员的辐射安全.安全联锁系统已开发完成,进行了总体联调与测试,达到了设计要求.     

BNCT速调管功率源联锁保护系统设计

为了保证BNCT速调管功率源系统安全稳定运行,并满足系统实时监测、快速响应、故障定位、易维护等要求,开发设计一套基于西门子PLC的联锁保护系统.该系统实时监测水冷、高压电源、撬棒等所有设备工作状态,同时根据速调管要求执行加电、故障联锁逻辑程序,并实现故障定位、状态显示.本文主要介绍控制系统总体方案设计、软硬件设计以及后...     

EAST全超导托卡马克装置失超保护检测技术的现状及发展

EAST装置是"九五"国家重大科学工程项目之一,做为世界上第一个全超导托卡马克装置,其纵场和极向场线圈全部由超导磁体组成,进行安全,准确,有效的失超保护是装置安全运行的首要环节。如何在全超导托卡马克装置这样复杂的电磁环境进行失超检测在世界上也无先例可寻。EAST上失超检测系统经过几十轮单饼超导线圈实验及两轮装置正式放电实验后逐步建立和完善起来,并已通过工程验收达到装置实验运行要求。主要介绍了EAST超导装置失超检测系统的基本结构和检测原理,同时还简述失超检测技术的发展并给出了实验结果。     

EAST-NBI光电倍增管联锁保护系统设计

本文利用STM32芯片驱动电路设计了光电倍增管连锁保护系统。该系统具有探测杂散粒子谱线信号强度的能力,可以利用对于电离损失异常幅值的检测手段实现离子源电源的断电保护和远程上电复位的功能。测试结果表明,该系统可以电信号形式表现被测光信号的强度信息,具备在达到保护触发条件下快速(1 ms以内)实施离子源电源关断操作处理。     

小型粒子加速器人身安全联锁系统设计与实现

20世纪30年代以来,世界上运行中的粒子加速器已超过3万台,其中用于科研的大型粒子加速器有200台左右。粒子加速器在运行过程中会产生对人体有害的电离辐射,为保障工作人员在联锁控制区内的人身辐射安全,避免出现辐照事故,需建立一套人身安全联锁系统。本文利用全硬件、模块化的设计思想,基于PLC、置换型机械联锁钥匙、自主研制的急停/巡更装置及摄像监控等一系列硬件设备,专门为小型粒子加速器研制了人身安全联锁系统。该系统在加速器驱动的次临界系统（ADS）注入器Ⅰ和中国科学院高能物理研究所（IHEP）加速器电子标定束线装置两个项目中至今运行稳定可靠,并可推广应用于工业辐照装置。     

上海光源Canted光束线安全联锁系统设计

上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)光束线站安全联锁系统的目的是在光束线站运行期间,一旦出现紧急情况,安全联锁系统会及时关闭活动光子挡光器或通知储存环控制系统剔除电子束流,以保障实验人员的人身安全及光束线站的设备安全。在SSRF第一条Canted光束线安全联锁系统设计过程中,通过分析Canted光束线与常规插入件光束线在布局与安全联锁要求方面的区别,实现了Canted前端的设备联锁控制要求,并提出了利用束线仲裁信号实现两条光束线和谐相处的设计方法,最终完成了两条光束线的安全联锁系统的安装调试及其验收。Canted光束线安全联锁系统自2013年7月投入试运行以来运行正常,为光束线和实验站的正常调试提供了保障。     

基于PLC的真空联锁保护与运动控制系统

合肥光源二期工程重大维修改造项目对光束线真空联锁保护与运动控制系统采用标准化、模块化设计。介绍了国家同步辐射实验室BL10光束线站真空联锁保护的控制逻辑要点以及用西门子的FM353模块实现对该线站步进电机的定位控制。研制出了基于西门子S7-300 PLC的光束线站联锁保护与运动控制系统。系统的可靠性、稳定性以及抗干扰能力等都得到相应提高,也便于对线站进行统一维护管理。     

Design of a personnel safety interlock system for proton therapy

Proton therapy is the most advanced radiotherapy approach in the world,and causes less damage to normal human tissue than traditional radiotherapy.Because the t...     

EAST装置的连续数据采集与服务系统的设计与实现

介绍了应用于EAST超导托卡马克装置的连续数据采集与数据服务系统的设计思路与具体实现过程,该系统能使实验人员了解EAST装置在降温以及实验过程中各系统与重要设备的运行状态,以保证系统的正常运转与安全.该系统经测试与实验表明,整个系统稳定、灵活、有效.     

Design and implementation of power and phase feedback control system for ICRH on EAST

Ion cyclotron wave resonance heating(ICRH) is one of the most important auxiliary methods to heat plasma in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak(EAST). Several megawatts of power is transmitted through separate coaxial lines and coupled with the plasma through arrays of loop antennas. The parameters of the ICRH system, including the injected power and phasing between antenna straps, are critical to the coupling efficiency of the power as well as the resulting impact on the heating efficiency. In this paper, we present a system for feedback control of the phase between the current straps and the ICRH power on EAST. The feedback control system was tested using both a matched dummy load and a plasma load, and it successfully maintained stable operation in the 2016 EAST campaign. Good control of the injected power and wave phases was achieved during edgelocalized mode operation.     

The implementation of virtualization technology in EAST data system

The virtualization technology is very popular in many fields at present which has many advantages such as reducing costs, unified management, mobile applications, cross platform, etc. We have also implemented the virtualization technology in EAST control and data system. There are primarily four kinds of technology providers in virtualization technology including VMware, Citrix, Microsoft Hyper-V as well as open source solutions. We have chosen the Citrix solution to implement our virtualization system which mainly includes three aspects. Firstly, we adopt the XenServer technology to realize virtual server for EAST data management and service system. Secondly, we use XenApp technology to realize cross platform system for unify data access. Thirdly, in order to simplify the management of the client computers, we adopt the XenDesktop technology to realize virtual desktops for new central control room. The details of the implementation are described in this paper.     

The implementation of magnetics verification in EAST plasma control system

Experimental advanced superconducting tokamak (EAST) is an experimental device aiming at steady state plasma operation for fusion research. The values of many discharge parameters, such as plasma shape, position and current must be directly acquired or indirectly evaluated from the magnetic measurements, so the accuracy of magnetic measurements plays an important role in reliable plasma control performance. A method for verifying the key magnetic measurements in real time for each shot is described in this paper. Such magnetics verification will prevent the discharge from a key magnetic signal failure and ensure the quality of a successful discharge. The diagnostics verification algorithm has been implemented in the plasma control system for the EAST. The implementation details and its application in the recent experiment are presented in this paper.     

EAST装置通用数据分析软件的设计与实现

介绍了EAST 装置聚变实验数据分析与可视化集成软件EastScope的设计与实现.该软件采用ActiveX技术实现了多种格式数据访问方式的统一,调用了MATLAB引擎进行信号表达式运算,使用OpenGL技术完成了阵列信号的三维显示等.只需操作鼠标就可以完成信号的处理、分析、对比以及二维、三维显示,并能用交互式方式实现二维图形的任意轴缩放,三维图形的旋转、平移与缩放.     

基于EPICS的加速器联锁保护系统

介绍一个在EPICS软件环境下实现的用于加速器的联锁保护系统。系统由PowerPC CPU和VxWorks实时操作系统组成的VME前端计算机(IOC)与高性能可编程逻辑控制器PLC—5共同组成。     

基于嵌入式系统的离子回旋数据采集交换系统的开发和实现

为提高现有EAST离子回旋共振加热监测系统的性能,为EAST物理实验提供稳定可靠的加热手段,针对目前监控系统的多卡数据采集和交换过程中出现的实时问题及多卡采集出现的问题,文章提出了在EAST装置高功率离子回旋共振加热监控系统的设计的总体基本解决方案和实现过程,设计了双操作系统下多卡数据采集交换可行的实现模型,使用Visual C＋＋及Tornado for Windows开发相应的驱动及应用程序,对在嵌入式系统VxWorks和Windows操作系统下的通讯方式及系统性能进行了重点分析和讨论,使用嵌入式系统的软件逻辑分析仪对嵌入式系统的任务调度、信号量使用、内存使用情况、系统空闲时间等作了分析,为多操作系统多卡采集交互式系统提供了参考,测试结果表明该系统基本满足要求。     

光束线3W1A实验站辐射安全联锁系统的设计与建造

本文扼要地介绍了光束线3W1A及其实验站辐射安全联锁系统的设计、系统的构成、系统功能作用和操作规则。此外，还为两个实验大厅研制并安装了同步辐射运行状态实时显示装置和电子注入自动报警与语音提示装置。这种自动报警装置和辐射安全联锁系统为实验人员和其他工作人员的人身安全提供了可靠的保证。