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。     

CYCIAE-100回旋加速器Beamdump束流线的控制系统研制

正CYCIAE-100回旋加速器Beamdump束流线在2017年实现束流强度200μA的验收调试,在Beamdump束流收集器稳定测量到束流强度204.65μA。CYCIAE-100回旋加速器Beamdump束流线控制系统为2017年CYCIAE-100回旋加速器200μA的调试运行提供了保障,并在实际运行使用中得到验证。图1为CYCIAE-100回旋加速器Beamdump束流线的控制系统界面。CYCIAE-100是一台紧凑型强流质子回旋加速器,加速负氢粒子,束流强度为200μA,能量范围为75～100MeV。Beamdump束流线为束流收集器输运线,用于强流200μA流强的调试。束流经北向     

EPICS IOC与EtherCAT设备通信的一种方法

Ether CAT(Ethernet Control Automation Technology)是一种用于工业自动化的实时以太网现场总线协议。通过使用OPC(Object Linking and Embedding for Process Control)Gateway驱动程序实现了EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)IOC(Input/Output Controller)与Ether CAT设备的通信,从而使Ether CAT成为加速器控制系统中对实时性要求很高的高速控制系统的一种解决方案。在简要介绍EPICS、Ether CAT、OPC及OPC Gateway的基础上,对使用OPC Gateway驱动程序实现EPICS IOC与Ether CAT设备通信进行了测试。结果表明,EPICS IOC可通过OPC Gateway驱动程序与Ether CAT设备正常通信。     

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。     

EPICS数据包捕获分析工具开发及其应用

加速器控制网内EPICS数据包的捕获分析,可对控制网内出现的与EPICS CA通信相关的问题进行快速定位,还可用于监测EPICS IOC活动状态以及记录对EPICS PV的写操作日志。使用PCAP应用接口可开发出捕获特定数据包的应用程序。本文介绍了基于PCAP接口开发的EPICS数据包捕获分析工具—cacap以及cacap在CSNS加速器控制系统中的应用。     

基于F3RP61的嵌入式EPIC SIOC应用研究与实现

在加速器控制系统中,PLC大量应用于慢控制和联锁控制。随着工业控制技术的发展,PLC通常采用基于以太网通信方式与上层计算机进行数据交换。采用日本横河公司的FA-M3 PLC和新型CPU模块F3RP61,搭建了一套PLC与EPICS通讯的样机即基于F3RP61的嵌入式IOC。在F3RP61上运行嵌入式EPICS IOC核,使安装了F3RP61模块的FA-M3 PLC成为一种新型的嵌入式IOC,从而将FA-M3 PLC中的I/O数据直接纳入EPICS系统中,简化了系统的结构,降低了开发成本。     

用于回旋加速器射频低电平系统的通用DSP固件程序设计

针对回旋加速器射频系统幅度、相位、启动逻辑、联锁保护、在线参数修改等控制需求,编写了一种基于有限状态机的通用DSP固件程序。该固件程序将射频系统启动过程划分为5个状态:封锁RF信号、搜索腔体谐振点、提升射频功率、匹配相位、幅相闭环控制。该固件程序通过串口与本地上位机和远程控制机进行实时通信,支持在线修改射频系统启动参数;采用异步事件驱动方式,实现对打火和反射功率过大等异常情况快速响应。该固件程序成功应用于CYCIAE-100回旋加速器射频低电平系统中,在CYCIAE-100回旋加速器调束过程中,完成了射频系统的启动控制和设备保护,满足加速器控制系统的需求。     

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。     

EPICS下基于ARM处理器的电机控制系统

提出一种在EPICS下开发的电机控制系统,由运行Linux操作系统的S3C2440计算机和MAXnet电机控制器组合而成,详细分析系统设计、软件编写等工作,证明了基于ARM处理器的电机控制系统的可行性。该系统成本低体积小,测试表明其可满足位置控制使用要求,但时间响应性能与现有系统还有差距。     

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。     

示波器嵌入式IOC研制及应用

宽带束流信号的量化和处理是加速器柬流诊断中的常见问题,上海光源束测组针对此应用开发出了示波器嵌入式IOC作为专用的束流信号处理器.该解决方案在EPICS构架的控制系统中具有即插即用的特点,目前已在上海光源注入器束团流强测量系统以及储存环填充模式测量系统中投入实用.本文介绍了部分宽带束流的测试结果.     

LabVIEW—EPICS在BEPCⅡ温度监测系统中的应用

大型实验物理和工业控制系统EPICS的发展，使它从支持单一的Vxworks平台扩展到支持Win32、Linux等多操作系统。在Win32平台上应用LabVIEW-EPICS接口，对北京正负电子对撞机的真空盒、光子吸收器以及RF屏蔽波纹管的温度进行监测，并将采集的温度值送到EPICS／IOC的实时数据库中，中央控制室的OPI通过CA对温度数据进行显示、报警以及历史数据的存储等操作。目前，样机研制已经完成，系统正处于全面开发之中。     

CSNS引出脉冲电源控制系统设计

基于EPICS框架设计开发的CSNS引出KICKER脉冲电源控制系统,采用ZTEC数字化示波器对脉冲电源输出信号进行实时采集,通过运行在上位计算机的EPICS soft IOC实现对电源远程开/关操作和基准电压设定。性能测试的结果表明,该系统能够满足物理设计对引出KICKER脉冲电源的控制要求。     

Libera Photon在合肥光源同步光位置测量系统中的应用

合肥光源新引进了IT公司的新一代光位置信号处理器Libera Photon,其采用嵌入式EPICS IOC,极大地提高了数据的传输效率,经测试,该处理器的分辨率好于0.07 μm。同时,自主研制开发了相配套的时钟分配器以及远程软件控制程序,并将新同步光位置信号处理系统用于原有的双丝型光位置探测器进行了初步的应用研究,测试得到的同步光位置信息与相近的BPM Q8E所测得的束流位置信息变化趋势一致,说明Libera Photon能够很好地进行同步光位置信息的测量。     

基于Win32 EPICS输入输出控制器的设计

本文介绍了基于Win32实验物理和工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)输入输出控制器(Input/Output Controller,IOC)的设计和实现,提出了EPICS IOC和微软技术的衔接方案,结合高性能数字示波器,将基于Win32的IOC很好地融入整个EPICS控制系统.     

基于MicroTCA的EPICS控制系统研究

本文介绍了现代加速器控制系统的发展趋势,针对未来加速器控制系统的高数据传输率、低延时的要求,研究了基于MicroTCA技术的EPICS控制系统,开发了基于EPICS平台的、具有完整功能的MicroTCA样机系统。此系统包括硬件搭建、Linux系统设备驱动开发、基于EPICS的设备支持层和实时数据库。此外,本文采用CSS开发了功能完备的OPI,且对该系统的性能进行了测试,为该系统的实际应用打下了基础。