基于EPICS的320kV束线控制系统改造

发布时间：2020-04-03 04:04

【摘要】：论文针对兰州近代物理研究所320kV高压平台现有自主研发的控制系统存在的问题及进一步扩展升级的困难,采用国际上大型加速器装置广泛使用的EPICS(Ecperimental Physics and Industrial Control System)实验物理与工业控制系统,进行320kV束线控制系统的改造,提高系统的可扩展性并改进装置的性能。论文是以EPICS软件包及其应用实例为主要研究对象,介绍了EPICS软件包的结构和工作原理,研究了其在Linux操作系统下的实现技术,以及在320kV高压平台束线控制系统中的应用问题。文章首先介绍了加速器控制技术的发展情况,以及EPICS和TANGO在国内外的应用现状。然后根据EPICS控制系统所依赖的相关技术,详细地介绍了相关的自动控制技术、网络技术、硬件接口技术以及相关的软件开发技术。对EPICS软件包的功能模块和结构,以及软件组成进行了比较详细的调研。根据320kV高压平台束线部分的组成,对需要控制的参数进行了分析。系统从硬件和软件两个方面进行了分析和设计,根据数字电源的硬件特点设计了相应的IOC(Input/Output controller)记录实例。通过电源的非标通讯协议,设计了记录支持模块和设备支持模块。在构建起的IOC下完成了磁铁电源的联机调试。基于EPICS的320k V束线控制程序设计,针对底层控制单元,实现IOC程序控制数字电源和PLC。在CSS下的人机接口界面,完成了与主控制系统的风格统一。通过在320kV高压平台上万小时的实际运行测试,稳定性得到了很好的验证。基于EPICS的控制系统具有开放性、先进性、实用性、可靠性等多种优点,它的应用使工业控制及物理实验设备方面的控制系统构建更为简单可靠,尤其是在加速器方面具有很大的应用空间。
【图文】：

图 1.1 分布式控制系统的标准模型Figure 1.1 Standard model of distributed control systemGO 和 EPICS 都是针对大型物理装置的分布式软件框架，具有非常构，可在多种平台上应用，并有多种工具和应用包使用，并且都有者都具有专用特性，主要针对支持大型物理装置进行研发，因此支系统中常用及其加盟研究机构控制系统中的设备。GO 采用面向对象技术，是以 Deviceμ为核心的事件驱动系统，支系统架构，基于 TANGO 的软件开发通过编程实现，可根据系统进，可扩展性较好。EPICS 采用扁平架构，是数据驱动的控制系统，心的数据驱动系统；EPICS 采用实时数据库和实时操作系统，具有；其软件开发主要通过 Configureμ完成，，编码量较小。

图 1.2 TANGO 控制架构Figure 1.2 TANGO Control Architecture在设备服务和客户端间使用中间件平台技术通讯，对于终端用户和件编程者，隐藏了中间件平台的细节。为程序员提供了为实现新的控备模式和为实现物理应用的 API；仅定义网络对象的一个类型。这意味仅一个 IDL 文件和仅一个单一。所有的控制对象将从这个基类继承。这确保了所有对象支持相同的功能。对象控制接口的唯一性允许编写能使控制设备运行在各处的通网络上的设备(对象)提供唯一接口，隐藏如何与其他计算机连接的细ine,USB,sockets,…)；在处理中的群控制对象称为设备服务器。所有设备服务器处理过程基于设备模式定义的架构；
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL503.6;TP316.81

【参考文献】

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本文编号：2612905