本文總結(jié)了加速器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,然后以蘭州320kV重離子交叉學(xué)科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（簡(jiǎn)稱320kV實(shí)驗(yàn)平臺(tái)）為應(yīng)用對(duì)象,對(duì)各個(gè)受控設(shè)備的控制需求進(jìn)行了詳細(xì)分析,并根據(jù)三層式“標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)”運(yùn)用設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套全新的控制系統(tǒng),包括:控制網(wǎng)絡(luò)、高壓平臺(tái)及束流輸運(yùn)線的控制。具體地,前端控制層采用高性能可編程邏輯控制器（PLC）實(shí)現(xiàn)了所有模擬和數(shù)字IO接口設(shè)備的本地控制,然后使用“數(shù)據(jù)塊整體傳輸協(xié)議”和ModbusTCP協(xié)議通過(guò)以太網(wǎng)與集成層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,針對(duì)串口類受控設(shè)備采用了串口服務(wù)器將其轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)與集成層進(jìn)行通信;集成層基于EPICS軟件體系與有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行開(kāi)發(fā),將所有前端受控設(shè)備統(tǒng)一發(fā)布為CA軟總線過(guò)程變量,應(yīng)用層基于CA軟總線使用Control System Studio開(kāi)發(fā)了圖形化的操作軟件。目前,新控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠,大幅降低了320kV實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的故障率。在該控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)320kV實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的手動(dòng)調(diào)束現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹,分析了造成手動(dòng)調(diào)束困難的原因,引入了貝葉斯優(yōu)化方法（BO）和差分進(jìn)化方法（DE）并針對(duì)320kV實(shí)驗(yàn)平臺(tái)現(xiàn)有的條件具體地提出了自動(dòng)調(diào)束優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

20kV綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

相關(guān)的受控設(shè)備如聚焦磁鐵電源、踢軌磁鐵電源、高頻功率源等的先后順序協(xié)調(diào)地工作。定時(shí)服務(wù)則是加速器控制系統(tǒng)根據(jù)物理模型的類受控設(shè)備產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)序列。同步和定時(shí)服務(wù)在具體實(shí)現(xiàn)上，可以單文獻(xiàn)[20]中的末端定時(shí)系統(tǒng)；也可以融合在一起如白兔子同步定時(shí)系統(tǒng)[2蘭 MRF 公司的 EVG/EVR 系統(tǒng)[22]。2 加速器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加速器控制系統(tǒng)的各項(xiàng)功能之間具有緊密的聯(lián)系，如安全連鎖保護(hù)既依控設(shè)備的監(jiān)測(cè)，又離不開(kāi)存儲(chǔ)服務(wù)，某些情況下又與同步定時(shí)服務(wù)密不可環(huán)形同步加速器中，在監(jiān)測(cè)到束流損失率超過(guò)閾值后，還需要在合適的將未引出的束流引導(dǎo)至束流垃圾桶，而這個(gè)時(shí)機(jī)則需要同步定時(shí)服務(wù)的支緊密的聯(lián)系容易使系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)高耦合，高耦合不僅增加了速器控制系難度，也會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性不利。

ESS 低能束流輸運(yùn)線 LEBT(Low Energy Beam Transport)控制系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示[36]，是一個(gè)分層的結(jié)構(gòu)，Physical Equipment 層包含各種磁鐵電源、泵、溫度傳感器及束流診斷設(shè)備，這些設(shè)備有的需要經(jīng)過(guò) SignalConditioning and Equipment Electronics 層的處理，有的則直接送入 Local SystemControl 層進(jìn)行管理，Local System Control 層主要是 PLC (Programmable LogicController)、運(yùn)動(dòng)控制及 MicroTCA 控制器等，Local System Control 層通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與 Facility Integration 層則的 EPICS IOC (Input-Output Controller)進(jìn)行通信，EPICS IOC 將所有硬件設(shè)備抽象封裝成 PV (Process Variable)后供 Applications 層調(diào)用，Applications 層則包含工作人員接調(diào)試裝置的圖形操作接口、物理應(yīng)用軟件即配置軟件。法國(guó) GANIL 實(shí)驗(yàn)室的 SPIRAL2 裝置的控制系統(tǒng)也采用了 EPICS 體系架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，如圖2.3所示[37]。SPIRAL2控制系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，上層包含基于CSS/BOY

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3091224