本文總結(jié)了加速器控制系統(tǒng)的設(shè)計理念,然后以蘭州320kV重離子交叉學科實驗平臺（簡稱320kV實驗平臺）為應(yīng)用對象,對各個受控設(shè)備的控制需求進行了詳細分析,并根據(jù)三層式“標準結(jié)構(gòu)”運用設(shè)計理念設(shè)計并實現(xiàn)了一套全新的控制系統(tǒng),包括:控制網(wǎng)絡(luò)、高壓平臺及束流輸運線的控制。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)議通過以太網(wǎng)與集成層進行數(shù)據(jù)交換,針對串口類受控設(shè)備采用了串口服務(wù)器將其轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)與集成層進行通信;集成層基于EPICS軟件體系與有限狀態(tài)機設(shè)計模型進行開發(fā),將所有前端受控設(shè)備統(tǒng)一發(fā)布為CA軟總線過程變量,應(yīng)用層基于CA軟總線使用Control System Studio開發(fā)了圖形化的操作軟件。目前,新控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠,大幅降低了320kV實驗平臺的故障率。在該控制系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上對320kV實驗平臺的手動調(diào)束現(xiàn)狀進行了介紹,分析了造成手動調(diào)束困難的原因,引入了貝葉斯優(yōu)化方法（BO）和差分進化方法（DE）并針對320kV實驗平臺現(xiàn)有的條件具體地提出了自動調(diào)束優(yōu)化實現(xiàn)的... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所)甘肅省

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

20kV綜合實驗平臺

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)信號序列。同步和定時服務(wù)在具體實現(xiàn)上，可以單文獻[20]中的末端定時系統(tǒng)；也可以融合在一起如白兔子同步定時系統(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)的各項功能之間具有緊密的聯(lián)系，如安全連鎖保護既依控設(shè)備的監(jiān)測，又離不開存儲服務(wù)，某些情況下又與同步定時服務(wù)密不可環(huán)形同步加速器中，在監(jiān)測到束流損失率超過閾值后，還需要在合適的將未引出的束流引導至束流垃圾桶，而這個時機則需要同步定時服務(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，也會對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性不利。

ESS 低能束流輸運線 LEBT(Low Energy Beam Transport)控制系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示[36]，是一個分層的結(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 SignalConditioning and Equipment Electronics 層的處理，有的則直接送入 Local SystemControl 層進行管理，Local System Control 層主要是 PLC (Programmable LogicController)、運動控制及 MicroTCA 控制器等，Local System Control 層通過現(xiàn)場總線與 Facility Integration 層則的 EPICS IOC (Input-Output Controller)進行通信，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 GANIL 實驗室的 SPIRAL2 裝置的控制系統(tǒng)也采用了 EPICS 體系架構(gòu)實現(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】：
期刊論文
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本文編號：3091224