EAST工程数据可视化系统

EAST装置由多个子系统组成,只有当各个子系统运行参数满足条件时,才能进行等离子体放电实验。在放电实验过程中,远程实时监视装置运行状态,确保装置的正常安全运行尤为重要。本文根据EAST实验的需求,并依据EAST的网络结构,设计了B/S模式与C/S模式相结合的数据可视化系统。该系统可以使实验人员在放电时及时掌握各子系统的运行状态,能够对实验数据进行在线分析处理,及时做出判断和决策,以保证装置和实验的正常运行。     

EAST技术诊断系统监控子系统分析和设计

EAST是为科学研究建造的全超导核聚变实验装置。根据EAST的实验特点和性能要求,技术诊断系统数据监控子系统采用管理层、控制层和现场设备层3 层网络结构完成对装置的监控,通过采集卡和以太网实现信号采集及数据的传送。在EAST工程调试实验和两轮放电实验中,该数据监控系统成功实现了对EAST装置的运行状态和故障诊断的实时监控,表明该系统具有性能稳定、可靠等特点。     

EAST工程调试实验数据远程实时监视系统

EAST工程调试实验是为了测试主机性能和主要分系统的关键参数而进行的磁体通电实验。在工程调试过程中，大量反映装置运行状态的实验数据必须能够在远程实时监视。根据EAST工程调试的需求，并依据EAST的网络结构，设计了B/S模式与C/S模式相结合的实时监视系统，使得物理实验人员能够对实验数据进行在线分析，及时作出判断和决策，保证工程调试的顺利进行。该系统对EAST放电实验数据的实时显示具有很好的参考价值。     

EAST长时间数据采集及远程实时显示系统

为了适应EAST长脉冲放电的需要,有必要进行长时间数据采集,并将实验诊断信号进行远程实时显示,使实验人员在实验中及时了解装置的运行状态,从而做出判断和决策。文章用PCI-9112数据采集卡设计并实现了EAST实验诊断信号数据采集并实现了数据的远程实时显示,详细介绍了系统的硬件结构、软件设计和实现。     

EAST长时间数据采集及远程实时显示系统

为了适应EAST长脉冲放电的需要,有必要进行长时间数据采集,并将实验诊断信号进行远程实时显示,使实验人员在实验中及时了解装置的运行状态,从而做出判断和决策.文章用PCI-9112数据采集卡设计并实现了EAST实验诊断信号数据采集并实现了数据的远程实时显示,详细介绍了系统的硬件结构、软件设计和实现.     

实时交互式虚拟EAST系统

实时交互式虚拟EAST(全超导托卡马克)系统能够三维重现EAST装置,在线获取EAST实验工程数据,实时显示等离子放电位形等三维物理实验成果。该系统采用B/S(浏览器/服务器)结构框架,结合了VRML(虚拟现实建模语言)和Java3D两种虚拟现实技术。利用VRML建立EAST三维仿真模型,结合Java3D实现用户与场景的交互,最终实现一个实时、动态的三维物理实验系统,从而推动EAST实验的进行。     

基于MDSplus的EAST长脉冲数据采集系统设计与实现

随着EAST装置放电实验的进行,EAST放电时间将由现在的秒级提供到百秒千秒级,现有的低速、短脉冲数据采集系统已不能满足等离子体长时间放电的要求。本文设计并实现了基于MDSplus的EAST长脉冲数据采集系统,该系统提供中高速数据采集、实时数据存储和实时数据发布,在模拟放电测试环境中,取得了满意的预期效果,为下一轮EAST长脉冲放电实验提供了基础。     

炮号显示模块在EAST超导TOKAMAK中的应用

EAST超导托克马克装置是一种利用磁场来约束等离子体的受控热核聚变物理实验装置;炮号显示模块是EAST装置总控系统的组成部分之一,用来为给子系统提供当前的炮号及放电长度等信息,是以AVR系列单片机atm ega128为核心,基于NUT/OS嵌入式实时操作系统完成了该显示模块的基本设计,给出了该模块的硬件和嵌入式软件的设计方案与实现方法;该模块已成功投入到2006年12月EAST超导托卡马克核聚变装置的放电试验中,实验结果表明,该模块运行稳定可靠,符合预定的设计目标。     

EAST长脉冲放电实验实时数据系统

EAST装置的等离子体放电持续时间设计值是1 000 s,针对该特性,为满足EAST装置长脉冲放电实验的需要,设计并实现具有实时数据存储和发布的长脉冲放电实验数据系统。介绍长脉冲数据实时存储体系,实现分片存储的设计方法,并给出系统测试结果。实验结果表明,该系统工作稳定、性能高,在聚变领域有重要的应用价值。     

基于PXI和FPGA的EAST中央定时系统的研制

中央定时系统在国家大科学工程EAST全超导托卡马克核聚变实验中发挥着重要的作用,它控制着EAST各子系统精准投入实验的时序,从而保证EAST聚变装置能够正常运行。通过对中央定时系统的需求分析,利用基于PXI的FPGA工业级硬件设备和虚拟仪器技术,实现了分布式EAST中央定时系统的研制;该系统能够提供频率范围从1Hz至80 MHz的参考时钟信号,并能产生从1ms至6872s延迟触发信号,其精度为10ns;中央定时系统已投入2010年秋季EAST放电实验运行,应用结果表明,该系统运行稳定可靠,精度高,达到了设计需求。     

EAST装置技术诊断分布式数据采集系统的研制

EAST装置是一个先进的超导托卡马克装置。本文较为详细的介绍了如何搭建一个基于网络传输的分布式数据采集系统,包括整体规划、软硬件结构以及采用的一些关键技术。它的建立为EAST装置实验提供了必要的技术诊断数据。     

MDSplus实时数据采集系统

MDSplus实时数据采集系统是EAST长脉冲放电试验的基础工程。依据时间片概念及MDSplus数据库特性,设计系统架构,利用双缓冲机制统一数据采集模块,借助生产者-消费者模式及Liunx多进程机制设计MDSplus存储模块,基于缩略图机制,实现数据访问模块。系统满足设计目标,为后续EAST实验打下坚实基础。     

EAST远程等离子体控制门户系统的安全管理

EAST装置是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置,已经发展成为国际上重要的合作实验平台.为扩大和方便合作单位参与实验,提出开发EAST远程等离子体控制系统,系统采用Web开发模式,其功能是为远程客户提供获取实验数据、即时控制服务和放电方案设置服务.其门户系统设计主要负责身份验证与授权、请求格式检查和技术数据检查等安全性功能.身份验证与授权阶段采用三阶段验证,主要采用VPN,数字证书和随机验证码等网络安全技术.请求格式检查和技术数据检查采用模块化技术,针对不同放电方案单独编写模块,保证系统的可扩展性.     

虚拟EAST模型及数据管理系统

EAST装置结构复杂并且含有很多功能各异的子系统,虚拟EAST系统旨在建立一个EAST虚拟现实场景,用户在虚拟EAST场景中通过交互实现虚拟漫游和信息获取.虚拟EAST系统在预处理阶段会产生各种格式和类型的装置模型文件以方便不同系统的开发需要,因此需要高效的管理和使用这些模型.另外,与实验相关的参数信息、诊断信息和电磁测量的相关信息都统一存储在MySQL数据库中,虚拟EAST系统的开发成员共同使用和维护模型及数据信息,因此需要建立一个统一的入口方便查看和管理装置模型和数据,以促进虚拟EAST系统的开发人员之间的相互协作,避免因不规范操作造成的数据信息错误.     

基于EPICS框架的EAST数据服务器监控系统实现

数据服务器系统是EAST(Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)数据采集系统中的一个子系统,是EAST实验中重要的一个组成部分,它主要存储托卡马克实验产生的物理诊断和测量数据,并提供接口供实验人员查看数据。数据服务器系统已经成功应用在几轮EAST实验当中,但是暴露出一些问题,比如没有统一的管理系统,缺少对服务器系统状态的监控和系统出现问题时的报警功能等。针对这些问题,基于EPICS(实验物理与工业控制系统)框架,实现了数据服务器系统状态的实时监测与报警,包括实时数据库设计,用户界面、报警功能的实现,经测试,该系统运行稳定,能够满足实验需要。     

EAST激光汤姆逊散射的数据采集

EAST是我国自主研制的世界第一个非圆截面全超导托卡马克装置,汤姆逊散射诊断系统用来测量EAST放电时等离子体的电子温度和密度。目前已经布置了5个采集点,计划完成25个采集点。本文讨论了EAST的汤姆逊散射诊断系统的数据采集部分。包括系统结构,工作原理,硬件组成和软件设计等。