EAST离子回旋共振加热数据与信息管理系统的设计与实现
发布时间：2020-09-21 20:19
离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonance Heating)系统是核聚变装置中等离子体辅助加热的重要手段之一,广泛应用于国内外的托卡马克装置中。EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)装置上离子回旋共振加热系统经过多轮的升级改造,最终具有12MW的高功率输出能力。大量的实验数据,测试结果,多次系统的维修、改造以及相关的技术更新和解决方案等信息,迫切需要建立一套ICRH数据与信息管理系统,实现对所有实验数据和系统状态相关信息进行集中管理、统一保存,以方便实验人员在交互平台实时查询、分析实验数据和对系统的下一步改进提供参考依据。论文在吸收消化国内外几个典型可控核聚变装置上的数据与信息管理系统的优点的基础上,结合EAST装置上离子回旋共振加热系统的特点和数据与信息管理系统的需求,确定了数据与信息管理系统的整体设计方案,完成了系统的整体框架设计。数据与信息管理系统主要包括数据采集、数据存储、数据优化、数据服务、数据发布和交互平台;本文着重论述了数据采集、数据存储、数据优化和系统交互平台的设计和实现。论文分析ICRH数据采集系统的现状,通过线程阻塞、分时和统一数据传输协议的方法,解决了不同存储格式的实验数据传输到服务器集群问题、长脉冲数据采集问题和大数据传输的难点,保证了数据传输的完整性和准确性。从数据存储和数据优化需求入手,结合离子回旋波加热系统的结构,设计了一种新型的数据库系统模型,解决了数据库存储容量有限的难点和不同类型实验数据的保存问题。建立了服务器集群,服务器集群中的三个服务器在功能上相互弥补,优化了整个系统的数据存储结构。为了满足实验需求,增强实验过程中的实时交互,使用了.NET Framework开发平台和面向对象的开发工具,从软件功能、系统模块化和功能实现等方面出发,设计和实现了工作站交互平台、基于C/S和B/S架构远程访问平台；解决了实验数据的实时共享和实验人员之间的信息交互的问题。最后,通过实验验证数据与信息管理系统在实时性、交互性和扩展性等方面满足了基本设计的要求。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TL631.24
【部分图文】：
等处理方式。逡逑２．邋２邋ＥＡＳＴ寓子回旋共振加热系巧介绍逡逑图２．１４是离子回旋加热系统的基本框图，系统要完成的目标是输出功率逡逑１２ＷＭ，发射机的工作频率是２５？７０ＭＷ．预期最大脉冲宽度是１０００秒；从基本逡逑的框图可Ｗ看出，系统从物理结构上看有四个系统姐成：发射机系统、阻抗匹配逡逑系统、传输线系统与天线系统。从控制需求上来看，ＩＣＲＦ加热系统包括发射机逡逑控制系统，阻抗匹配控制系统，功率数据采集与挖制系统、传输线测量系统，天逡逑线数据采集与控制系统，电源系统，整体水冷系统和监控系统Ｗ及发射化测试平逡逑台系统。可Ｗ看出，需要监控的接点和采集的数据很多，如何优化控制，如何实逡逑■逡逑
图２．１６所示左图是一逡逑
询发射机＾八往运行数据。通过２０１４年和２０１５年的实验验证，拉制系统运行正常，逡逑运行过程中．ｔ位机界面会出现故睹报错和程序卡死等现象．整体运行良好，但逡逑是采样的发射机数据小能被共享，限制了数据的共享［４１］。图２．１８是上位机监控逡逑系统要实现的功能示意图。逡逑１．５ＭＷ商频发射机监控系统逡逑Ｉ＊邋＊逦．逦‘逡逑ｊ￣逡逑Ｉ逡逑设备运行巧《管￣￣安全管理逦Ｉ广？＾＊１（＾统管理逡逑「N邋ｎ逡逑运故运巧逦巧逦c洠″义闲姓笮行绣稳斟瓮冲巍跺义献床僮醋村沃惧危隋问清义咸魈喂苠危妫殄挝诲义霞嘣籫皱卫礤吻慑危担卞义锨芍狙鲥卫礤危慑义咸铮玻保干衔换嗫叵低彻η墒疽饫у义献杩蛊ヅ湎低车目刂撇捎玫模校蹋每刂葡低常衔换捎玫淖樘酰捎谧桢义峡蛊ヅ湎低呈遣恍枰２裳莸模⑸浠德嗜范ê螅鹘冢戎Ы谝禾髋溴义掀鞯母叨壤幢Ｖぷ杩沟钠ヅ洹Ｓ捎谧杩蛊ヅ湟ü笛榈木楹屯缙ヅ洳问鲥义隙ǎ资祷乖谑笛楣讨胁欢系耐晟啤ｅ义瞎β什裳⒋湎卟裳低澈吞煜呤菹辔徊裳低扯际牵危晒镜牟杉ǎ义涎∮玫男秃攀牵危桑眨樱拢叮常叮常ㄐ欧绞揭彩牵眨樱陆涌冢危桑眨樱拢叮城捎校常猜纺Ｄ忮义鲜淙胪ǖ溃ネǖ揽纱锏剑玻停樱樱捎诓捎茫眨樱陆涌谑荽洌眨樱陆涌谕ㄐ佩义希耍欤脲蔚拇渚嗬胧鞘艿较拗频模看湎卟裳低车男枰谑笛樽爸门员呓⒁桓鲥义希儒义
本文编号：2823946
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TL631.24
【部分图文】：
等处理方式。逡逑２．邋２邋ＥＡＳＴ寓子回旋共振加热系巧介绍逡逑图２．１４是离子回旋加热系统的基本框图，系统要完成的目标是输出功率逡逑１２ＷＭ，发射机的工作频率是２５？７０ＭＷ．预期最大脉冲宽度是１０００秒；从基本逡逑的框图可Ｗ看出，系统从物理结构上看有四个系统姐成：发射机系统、阻抗匹配逡逑系统、传输线系统与天线系统。从控制需求上来看，ＩＣＲＦ加热系统包括发射机逡逑控制系统，阻抗匹配控制系统，功率数据采集与挖制系统、传输线测量系统，天逡逑线数据采集与控制系统，电源系统，整体水冷系统和监控系统Ｗ及发射化测试平逡逑台系统。可Ｗ看出，需要监控的接点和采集的数据很多，如何优化控制，如何实逡逑■逡逑
图２．１６所示左图是一逡逑
询发射机＾八往运行数据。通过２０１４年和２０１５年的实验验证，拉制系统运行正常，逡逑运行过程中．ｔ位机界面会出现故睹报错和程序卡死等现象．整体运行良好，但逡逑是采样的发射机数据小能被共享，限制了数据的共享［４１］。图２．１８是上位机监控逡逑系统要实现的功能示意图。逡逑１．５ＭＷ商频发射机监控系统逡逑Ｉ＊邋＊逦．逦‘逡逑ｊ￣逡逑Ｉ逡逑设备运行巧《管￣￣安全管理逦Ｉ广？＾＊１（＾统管理逡逑「N邋ｎ逡逑运故运巧逦巧逦c洠″义闲姓笮行绣稳斟瓮冲巍跺义献床僮醋村沃惧危隋问清义咸魈喂苠危妫殄挝诲义霞嘣籫皱卫礤吻慑危担卞义锨芍狙鲥卫礤危慑义咸铮玻保干衔换嗫叵低彻η墒疽饫у义献杩蛊ヅ湎低车目刂撇捎玫模校蹋每刂葡低常衔换捎玫淖樘酰捎谧桢义峡蛊ヅ湎低呈遣恍枰２裳莸模⑸浠德嗜范ê螅鹘冢戎Ы谝禾髋溴义掀鞯母叨壤幢Ｖぷ杩沟钠ヅ洹Ｓ捎谧杩蛊ヅ湟ü笛榈木楹屯缙ヅ洳问鲥义隙ǎ资祷乖谑笛楣讨胁欢系耐晟啤ｅ义瞎β什裳⒋湎卟裳低澈吞煜呤菹辔徊裳低扯际牵危晒镜牟杉ǎ义涎∮玫男秃攀牵危桑眨樱拢叮常叮常ㄐ欧绞揭彩牵眨樱陆涌冢危桑眨樱拢叮城捎校常猜纺Ｄ忮义鲜淙胪ǖ溃ネǖ揽纱锏剑玻停樱樱捎诓捎茫眨樱陆涌谑荽洌眨樱陆涌谕ㄐ佩义希耍欤脲蔚拇渚嗬胧鞘艿较拗频模看湎卟裳低车男枰谑笛樽爸门员呓⒁桓鲥义希儒义
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