EPICS在RTEMS上的实现

EPICS是用于开发分布式实时控制系统的软件工具包,广泛应用于粒子加速器、高能物理实验、天文望远镜等大型科学实验设备的控制系统的开发。阐述了EPICS在RTEMS上实现的原理和方法,介绍了以RTEMS作为前端IOC的实时操作系统而实现的EPICS样机系统,为EPICS的研究和EPICS在实际项目中的应用提供了一种新的IOC操作系统平台。     

基于EPICS的注入凸轨脉冲电源控制样机研制

中国散裂中子源（CSNS）快循环同步加速器（RCS）是一台高束流功率质子加速器,凸轨磁铁脉冲（BUMP）电源是CSNS注入系统的重要设备。根据CSNS工程建设的要求,需在预研阶段研制一套凸轨电源控制样机,用于研究和解决控制系统建造中的一些关键技术。注入凸轨电源样机通过横河公司生产的WE7000测量系统实现对脉冲电源的控制,根据物理设计需要可完成对电源的任意波形给定输出并实现对电源输出波形的回采显示。本文主要介绍了基于EPICS系统的WE7000设备驱动的开发,以及在此基础上研制的注入凸轨脉冲电源控制样机的应用。通过联机测试的结果表明,该样机满足对注入凸轨脉冲电源的控制要求,达到了预研目的。     

电源控制器PSC/PSI的串口驱动开发及其应用

北京正负电子对撞机重大改造工程BEPCⅡ的磁铁电源样机预制工作中,电源控制系统采用美国SNS实验室研制的电源控制器PSC／PSI。PSC有一个串行接口能与控制计算机进行通讯,可以用一组PSC／PSI作为独立测试系统。主要介绍了电源控制器PSC／PSI的串口驱动程序开发和在Lab—VIEW环境下电源独立测试程序的开发及测试。     

高能同步辐射光源储存环快校正磁铁电源设计

高能同步辐射光源（HEPS）具有0.1 nm·rad的超低发射度,对束流稳定度提出了较高要求,研制1台高性能快校正磁铁电源用来提高快速轨道反馈系统（FOFB）的性能以提升束流稳定度。电源样机采用新颖的多电平级联拓扑结构提升电源样机的动态性能,使用基于数字控制的新颖控制方法实现样机的动态性能提升。软件仿真与样机试验数据证明,电源样机具有10 kHz小信号带宽、电源阶跃响应时间小于70 μs、输出电流纹波低于20 ppm,电源样机可很好地满足HEPS建设需求。     

基于RTEMS操作系统的EPICS应用研究

目前,世界上各大加速器广泛采用基于以太网的分布式控制系统组态软件包EPICS构建控制系统.EPICS早期版本是基于实时操作系统VxWorks发展起来的.EPICS国际合作组正致力于支持源码开放,免费的操作系统RTEMS,并准备将RTEMS推广到EPICS3.14新版本中.文章阐述了RTEMS的发展、特点,对比了几种常见的实时操作系统的性能,建立了基于Mlotorola MVME5500的RTEMS操作系统以及EPICS在RTEMS上的应用实例.     

高能同步辐射光源高精度直流稳流电源样机研制

即将建造的高能同步辐射光源对四极磁铁电源的性能提出了很高的要求。为了掌握此类型磁铁电源的关键技术并解决其技术难点,在验证装置中研制了高精度直流稳流电源样机。样机采用模块化设计,利用数字、模拟调节器相结合的控制方式,实现对输出电流的高精度控制。为了实现电流稳定度的设计指标,样机采用自主研发的高精度数字控制器和DCCT,对闭环控制中的关键器件进行了恒温控制。实验结果表明,样机的电流稳定度达到了10 ppm,电压纹波低于设计指标5 mV。样机的其他性能指标也均达到了物理设计的要求,并最终通过验收测试。     

高能同步辐射光源高精度直流稳流电源样机研制

即将建造的高能同步辐射光源对四极磁铁电源的性能提出了很高的要求。为了掌握此类型磁铁电源的关键技术并解决其技术难点,在验证装置中研制了高精度直流稳流电源样机。样机采用模块化设计,利用数字、模拟调节器相结合的控制方式,实现对输出电流的高精度控制。为了实现电流稳定度的设计指标,样机采用自主研发的高精度数字控制器和DCCT,对闭环控制中的关键器件进行了恒温控制。实验结果表明,样机的电流稳定度达到了10 ppm,电压纹波低于设计指标5 mV。样机的其他性能指标也均达到了物理设计的要求,并最终通过验收测试。     

数字电源控制模块的设计

为加速器高精度磁铁稳流电源设计了数字电源控制模块DPSCM,以硬开关拓扑结构的磁铁电源作为被控对象,实现电源的全数字化控制。DPSCM以现场可编程门阵列FPGA为控制部件,实现对高精度ADC和DAC的控制,由数字调节器产生高精度数字脉宽调制信号,并实现电源的逻辑控制和联锁保护功能。通过模拟负载测试了DPSCM的基本功能,并在数字电源样机上测试了DPSCM长期运行的可靠性及稳定性,样机电源连续运行72h,电流稳定度优于5×10^-5。     

加速器数字电源模数转换电路的优化设计

针对加速器励磁电源电流精度高、可靠性高、内部干扰强的特点,介绍了用于加速器励磁数字电源高精度模数转换电路的优化设计方法。探讨影响模数转换电路的采集精度、抗干扰能力及长期工作可靠性的几个方面,包括原理设计、电源分配和VHDL驱动程序设计等,并提出优化设计策略。在大功率数字脉冲电源样机上应用优化策略设计的模数转换电路,测试结果表明,该样机不仅长期工作稳定,而且其输出电流误差和跟踪误差优于设计要求。     

大功率脉冲电源的模块化设计及实现

以兰州重离子加速器冷却储存环(Main Cooler Storage Ring at Heavy Ion Research Facility in Lanzhou,HIRFL-CSRm)四极铁电源为例,介绍了一种大功率数字脉冲电源的模块化设计方法。采用了模块化标准化设计原则,大幅度降低了电源尺寸,提高了原部件集成度和功率密度,对电源进行了热分析。搭建完成了一台样机,通过样机验证,测试了电源热分布及电磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility)性能。测试结果表明,这种模块化结构达到了设计要求。     

电源控制器及接口PSC/VME-PSI在BEPCⅡ校正子电源控制中的应用

介绍了电源控制器及接口PSC/VME-PSI在BEPCⅡ校正子电源控制中的应用以及VME-PSI机箱和转接插件PSI-RTM-D的研制.使用VME-PSI插件、VME-PSI机箱和转接插件PSI-RTM-D与电源控制器PSC进行了控制精度和稳定度实验,VME-PSI的模数转换器ADC回采的稳定度可达10-4,可以满足BEPCⅡ校正子电源控制精度和稳定度为10-4的要求.     

The development of data acquisition and control system for extraction power supply of prototype RF ion source

A 16 kV/20 A power supply was developed for the extraction grid of prototype radio frequency (RF) ion source of neutral beam injector.To acquire the state signals of extraction grid power supply (EGPS) and control the operation of the EGPS,a data acquisition and control system has been developed.This system mainly consists of interlock protection circuit board,photoelectric conversion circuit,optical fibers,industrial compact peripheral component interconnect (CPCI) computer and host computer.The human machine interface of host computer delivers commands and data to program of the CPCI computer,as well as offers a convenient client for setting parameters and displaying EGPS status.The CPCI computer acquires the status of the power supply.The system can turn-off the EGPS quickly when the faults of EGPS occur.The system has been applied to the EGPS of prototype RF ion source.Test results show that the data acquisition and control system for the EGPS can meet the requirements of the operation of prototype RF ion source.     

EAST强流离子源电源系统的初步测试运行

测试NBI大功率强流离子源的综合测试台正在建设,已研制了离子源等离子体发生器电源系统、等离子体电极高压电源及梯度极分压器、抑制极负高压电源等电源系统,以及高压传输线及缓冲器,在测试台上开展了对EAST中性束注入器第一台兆瓦级强流离子源样机进行整体电源系统测试和离子源起弧放电的初步测试,完成了离子源电源系统初步性能测试及...     

Design of Fast Corrector Magnet Power Supply for HEPS Storage Ring

The high energy photon source (HEPS) has an ultra-low emittance of 0.1 nm·rad, which puts forward high requirement for beam stability. A high performance fast corrector magnet power supply was developed to improve the performance of the fast orbit feedback system to improve the beam stability. The prototype adopted a novel multi-level cascade topology structure to improve the dynamic performance, and a novel control method based on digital control was used to improve the dynamic performance of the prototype. Software simulation and the prototype test data show that the prototype has a small signal bandwidth of 10 kHz, step response time lower than 70 μs, output current ripple of less than 20 ppm. The power supply prototype can meet the requirement of HEPS.     

ns级快脉冲电源研制

高重复频率ns级快脉冲电源是粒子加速器超快kicker注入引出技术中有待攻克的关键技术难题。本工作利用计算机仿真和桌面实验等手段从理论上研究了感应叠加技术、射频MOSFET开关及驱动电路技术,并在此基础上设计研制了1台10级感应叠加的快脉冲电源性能样机。经初步测试,10级叠加性能样机在500 Hz低频工作条件下,输出脉冲幅度>4.3 kV,脉冲前沿<2.8 ns,脉冲宽度<9 ns,基本达到了预期目标。     

秦山三期重水堆核电站风险监测器研发进展

核电站风险监测系统(Risk Monitor)可对核电站的运行风险进行实时监测和预测,是概率安全评价(PSA)技术的高级应用之一.FDS团队广泛调研了国际现有核电站风险监测系统的研发现状,深入研究了风险监测系统涉及的各种关键算法并探索了相关实现技术,基于前期自主研发的大型集成概率安全分析软件RiskA发展了通用核电站风...