基于国产实时操作系统的EPICS应用研究
发布时间：2021-05-16 07:29
随着我国自动化水平的发展,国内控制厂商基于外国操作系统,并结合近年来快速发展的现场总线技术,开发国产分布式控制系统,在火电、污水处理和核电站能够实现控制系统的国产化替代。本文的目的是在实时操作系统上应用EPICS IOC的实时数据库和逻辑控制功能。尤其是基于国产实时操作系统SylixOS,开发一套过程控制系统,提高现有控制系统的自主可控性,实现快速、灵活、经济的控制方案,并在超轻水制备平台台架上予以验证。本文利用EPICS作为软件架构基础,开发EtherCAT总线协议的分布式控制系统。IgH Master实现EtherCAT主站功能;利用dls epics ethercat组件建立套接字服务器和EPICS IOC客户端通信,再调用IgH Master的用户接口;最终建立EPICS IOC和EtherCAT从站的通信,从而实现对EtherCAT从站I/O的控制。本文以PC/Windows作为操作员站,以中嵌EUX-8000作为控制器,采用EtherCAT现场总线,建立一套SylixOS控制系统验证平台,用自主化的国产实时操作系统替代进口的RTLinux系统。为了建立超轻水制备平台控制系统...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 课题背景与研究意义
1.1.1 课题的背景
1.1.2 课题的意义
1.2 课题研究发展现状
1.2.1 国外EPICS的操作系统的研究现状
1.2.2 国内EPICS的操作系统的研究现状
1.2.3 EPICS的操作系统发展趋势
1.3 课题主要内容
1.4 论文组织框架
第2章 控制系统的方案
2.1 需求分析
2.2 系统架构设计
2.3 网络通信
2.3.1 OSI参考模型
2.3.2 TCP/IP网络协议
2.3.3 Socket网络通信
2.4 控制系统的硬件方案
2.4.1 人机操作接口站
2.4.2 控制器
2.4.3 EtherCAT
2.5 控制系统的软件方案
2.5.1 EPICS
2.5.2 IgH Master
2.5.3 dls epics ethercat
2.5.4 ASYN
本章总结
第3章 控制系统的实现
3.1 EPICS Base实时性能优化
3.2 控制系统组件在RTLinux上的实现
3.2.1 RTLinux部署
3.2.2 EPICS Base部署
3.2.3 IgH Master的部署
3.2.4 dls epics ethercat组件部署
3.2.5 IOC编译
3.3 控制系统组件在SylixOS上的移植
3.3.1 移植原则
3.3.2 Linux和 SylixOS的函数的使用差异
3.3.3 对控制组件的源码开发
3.3.4 EPICS在 SylixOS的编译过程
本章总结
第4章 控制系统的测试与应用
4.1 测试硬件环境
4.2 控制系统实时性测试
4.2.1 SylixOS和 RTLinux软件实时性对比测试
4.2.2 从站实时性测试
4.3 超轻水控制需求分析
4.4 超轻水制备平台的控制逻辑开发
4.4.1 液位控制逻辑
4.4.2 加热控制和联锁保护逻辑
4.4.3 功率控制逻辑
4.5 人机监控界面开发
4.6 应用情况
本章总结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于EtherCAT的控制系统从站设计[J]. 肖博翰,王洪武,张东宁. 微特电机. 2020(01)
[2]基于EPICS高温制氢控制系统的设计与实现[J]. 李丹清,韩利峰,陈志军,李国辉,陈永忠. 仪器仪表用户. 2019(11)
[3]基于嵌入式EPICS的合肥光源储存环束流损失监测系统[J]. 蔡袁琦,唐雷雷,周泽然. 强激光与粒子束. 2019(08)
[4]CSNS反角白光中子源束线控制系统研制[J]. 何泳成,李刚,康明涛,吴煊,朱鹏,金大鹏,张玉亮,郭凤琴,高文春,王林,王鹏程,于永积,宁常军,敬罕涛,唐靖宇. 强激光与粒子束. 2018(11)
[5]SylixOs的来龙去脉[J]. 焦进星. 软件和集成电路. 2018(07)
[6]国产分散控制系统的可靠性实现技术[J]. 牛海明,张洪敏. 中国电力. 2016(11)
[7]国产DCS系统的发展及应用[J]. 廖树佳. 科技经济导刊. 2016(16)
[8]EPICS环境下数字超声流量计网络接口设计与应用[J]. 官龙腾,尹聪聪,张宁,张福春,刘婷,李勇平. 核技术. 2015(08)
[9]国产分散控制系统实现台山电厂1000MW机组FCB功能[J]. 宫广正. 中国电力. 2014(08)
[10]EtherCAT精确时钟同步技术的实现[J]. 陈灏,宋宝,唐小琦. 组合机床与自动化加工技术. 2014(05)
硕士论文
[1]软件移植实践[D]. 陈丹丹.浙江大学 2007
本文编号：3189257
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 课题背景与研究意义
1.1.1 课题的背景
1.1.2 课题的意义
1.2 课题研究发展现状
1.2.1 国外EPICS的操作系统的研究现状
1.2.2 国内EPICS的操作系统的研究现状
1.2.3 EPICS的操作系统发展趋势
1.3 课题主要内容
1.4 论文组织框架
第2章 控制系统的方案
2.1 需求分析
2.2 系统架构设计
2.3 网络通信
2.3.1 OSI参考模型
2.3.2 TCP/IP网络协议
2.3.3 Socket网络通信
2.4 控制系统的硬件方案
2.4.1 人机操作接口站
2.4.2 控制器
2.4.3 EtherCAT
2.5 控制系统的软件方案
2.5.1 EPICS
2.5.2 IgH Master
2.5.3 dls epics ethercat
2.5.4 ASYN
本章总结
第3章 控制系统的实现
3.1 EPICS Base实时性能优化
3.2 控制系统组件在RTLinux上的实现
3.2.1 RTLinux部署
3.2.2 EPICS Base部署
3.2.3 IgH Master的部署
3.2.4 dls epics ethercat组件部署
3.2.5 IOC编译
3.3 控制系统组件在SylixOS上的移植
3.3.1 移植原则
3.3.2 Linux和 SylixOS的函数的使用差异
3.3.3 对控制组件的源码开发
3.3.4 EPICS在 SylixOS的编译过程
本章总结
第4章 控制系统的测试与应用
4.1 测试硬件环境
4.2 控制系统实时性测试
4.2.1 SylixOS和 RTLinux软件实时性对比测试
4.2.2 从站实时性测试
4.3 超轻水控制需求分析
4.4 超轻水制备平台的控制逻辑开发
4.4.1 液位控制逻辑
4.4.2 加热控制和联锁保护逻辑
4.4.3 功率控制逻辑
4.5 人机监控界面开发
4.6 应用情况
本章总结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于EtherCAT的控制系统从站设计[J]. 肖博翰,王洪武,张东宁. 微特电机. 2020(01)
[2]基于EPICS高温制氢控制系统的设计与实现[J]. 李丹清,韩利峰,陈志军,李国辉,陈永忠. 仪器仪表用户. 2019(11)
[3]基于嵌入式EPICS的合肥光源储存环束流损失监测系统[J]. 蔡袁琦,唐雷雷,周泽然. 强激光与粒子束. 2019(08)
[4]CSNS反角白光中子源束线控制系统研制[J]. 何泳成,李刚,康明涛,吴煊,朱鹏,金大鹏,张玉亮,郭凤琴,高文春,王林,王鹏程,于永积,宁常军,敬罕涛,唐靖宇. 强激光与粒子束. 2018(11)
[5]SylixOs的来龙去脉[J]. 焦进星. 软件和集成电路. 2018(07)
[6]国产分散控制系统的可靠性实现技术[J]. 牛海明,张洪敏. 中国电力. 2016(11)
[7]国产DCS系统的发展及应用[J]. 廖树佳. 科技经济导刊. 2016(16)
[8]EPICS环境下数字超声流量计网络接口设计与应用[J]. 官龙腾,尹聪聪,张宁,张福春,刘婷,李勇平. 核技术. 2015(08)
[9]国产分散控制系统实现台山电厂1000MW机组FCB功能[J]. 宫广正. 中国电力. 2014(08)
[10]EtherCAT精确时钟同步技术的实现[J]. 陈灏,宋宝,唐小琦. 组合机床与自动化加工技术. 2014(05)
硕士论文
[1]软件移植实践[D]. 陈丹丹.浙江大学 2007
本文编号：3189257
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3189257.html
