【摘要】：論文針對(duì)蘭州近代物理研究所320kV高壓平臺(tái)現(xiàn)有自主研發(fā)的控制系統(tǒng)存在的問題及進(jìn)一步擴(kuò)展升級(jí)的困難,采用國(guó)際上大型加速器裝置廣泛使用的EPICS(Ecperimental Physics and Industrial Control System)實(shí)驗(yàn)物理與工業(yè)控制系統(tǒng),進(jìn)行320kV束線控制系統(tǒng)的改造,提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性并改進(jìn)裝置的性能。論文是以EPICS軟件包及其應(yīng)用實(shí)例為主要研究對(duì)象,介紹了EPICS軟件包的結(jié)構(gòu)和工作原理,研究了其在Linux操作系統(tǒng)下的實(shí)現(xiàn)技術(shù),以及在320kV高壓平臺(tái)束線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。文章首先介紹了加速器控制技術(shù)的發(fā)展情況,以及EPICS和TANGO在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀。然后根據(jù)EPICS控制系統(tǒng)所依賴的相關(guān)技術(shù),詳細(xì)地介紹了相關(guān)的自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、硬件接口技術(shù)以及相關(guān)的軟件開發(fā)技術(shù)。對(duì)EPICS軟件包的功能模塊和結(jié)構(gòu),以及軟件組成進(jìn)行了比較詳細(xì)的調(diào)研。根據(jù)320kV高壓平臺(tái)束線部分的組成,對(duì)需要控制的參數(shù)進(jìn)行了分析。系統(tǒng)從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì),根據(jù)數(shù)字電源的硬件特點(diǎn)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的IOC(Input/Output controller)記錄實(shí)例。通過電源的非標(biāo)通訊協(xié)議,設(shè)計(jì)了記錄支持模塊和設(shè)備支持模塊。在構(gòu)建起的IOC下完成了磁鐵電源的聯(lián)機(jī)調(diào)試�；贓PICS的320k V束線控制程序設(shè)計(jì),針對(duì)底層控制單元,實(shí)現(xiàn)IOC程序控制數(shù)字電源和PLC。在CSS下的人機(jī)接口界面,完成了與主控制系統(tǒng)的風(fēng)格統(tǒng)一。通過在320kV高壓平臺(tái)上萬小時(shí)的實(shí)際運(yùn)行測(cè)試,穩(wěn)定性得到了很好的驗(yàn)證。基于EPICS的控制系統(tǒng)具有開放性、先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性等多種優(yōu)點(diǎn),它的應(yīng)用使工業(yè)控制及物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面的控制系統(tǒng)構(gòu)建更為簡(jiǎn)單可靠,尤其是在加速器方面具有很大的應(yīng)用空間。
【圖文】：

圖 1.1 分布式控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型Figure 1.1 Standard model of distributed control systemGO 和 EPICS 都是針對(duì)大型物理裝置的分布式軟件框架，具有非常構(gòu)，可在多種平臺(tái)上應(yīng)用，并有多種工具和應(yīng)用包使用，并且都有者都具有專用特性，主要針對(duì)支持大型物理裝置進(jìn)行研發(fā)，因此支系統(tǒng)中常用及其加盟研究機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)中的設(shè)備。GO 采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，是以 Deviceμ為核心的事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，支系統(tǒng)架構(gòu)，基于 TANGO 的軟件開發(fā)通過編程實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)，可擴(kuò)展性較好。EPICS 采用扁平架構(gòu)，是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)，心的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；EPICS 采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，具有；其軟件開發(fā)主要通過 Configureμ完成，，編碼量較小。

圖 1.2 TANGO 控制架構(gòu)Figure 1.2 TANGO Control Architecture在設(shè)備服務(wù)和客戶端間使用中間件平臺(tái)技術(shù)通訊，對(duì)于終端用戶和件編程者，隱藏了中間件平臺(tái)的細(xì)節(jié)。為程序員提供了為實(shí)現(xiàn)新的控備模式和為實(shí)現(xiàn)物理應(yīng)用的 API；僅定義網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的一個(gè)類型。這意味僅一個(gè) IDL 文件和僅一個(gè)單一。所有的控制對(duì)象將從這個(gè)基類繼承。這確保了所有對(duì)象支持相同的功能。對(duì)象控制接口的唯一性允許編寫能使控制設(shè)備運(yùn)行在各處的通網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備(對(duì)象)提供唯一接口，隱藏如何與其他計(jì)算機(jī)連接的細(xì)ine,USB,sockets,…)；在處理中的群控制對(duì)象稱為設(shè)備服務(wù)器。所有設(shè)備服務(wù)器處理過程基于設(shè)備模式定義的架構(gòu)；
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TL503.6;TP316.81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2612905