[發(fā)明專利]ADS注入器Ⅱ真空控制系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610714045.4
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN107783504A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 郭琳
• 申請（專利權）人: 郭琳
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及ADS注入器Ⅱ真空控制系統(tǒng)。

背景技術

現(xiàn)有HIRFL的真空控制系統(tǒng)主要基于MSP430F149單片機，通過Intranet轉RS232協(xié)議控制器，實現(xiàn)對加速器真空設備的遠程監(jiān)控。其單片機控制程序、網絡數據傳輸程序和控制界面均需單獨編寫，軟件結構比較復雜，編程和維護量大。既有Windows下的TCP／IP的Socket軟件編程，又基于MSP430編寫單片機程序，上層用戶界面也需自己編寫Web界面和VC程序。因此，新系統(tǒng)的設計目標是簡化軟件結構，提高代碼利用率和可維護性。

在質子加速器中由于核散射、庫侖散射和束流導致的殘余氣體電離等因素，真空壓強須保持在一定的閾值之下，才能保證較小的束流損失。而束流導致的殘余氣體電離是一最主要的因素。質子與殘余氣體分子相互作用產生離子，新產生的離子受到正的空間電荷電勢作用，向著真空盒內壁加速，結果離子轟擊真空盒內壁并引起吸附在表面的分子解析。為了減少質子與殘余氣體分子相互作用，須維持較高的真空度，以滿足束流壽命和穩(wěn)定性的需求。整個加速器系統(tǒng)的真空系統(tǒng)由真空盒、波紋管、束流擋板，真空獲取和測量設備等組成口]。其中對控制系統(tǒng)而言，其真空獲取和測量設備是其主要的控制對象。現(xiàn)代加速器控制系統(tǒng)大量采用智能控制器與被控設備直接相連，而智能控制器設備一般都具有或較易提供Ethernet接口，這使網絡總線成為分布式控制系統(tǒng)的主要控制總線。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了簡化軟件結構，提高代碼利用率和可維護性，設計了一種ADS注入器Ⅱ真空控制系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是。

ADS注入器Ⅱ真空控制系統(tǒng)由用于設備聯(lián)鎖保護的PLC／PAC控制器、運行EPICS 10C程序的工業(yè)控制計算機、實現(xiàn)RS232與TCP／IP協(xié)議轉換的串口服務器EKll528等等部分組成。注入器Ⅱ的真空控制系統(tǒng)體系結構基于EPICS架構設計，主要實現(xiàn)監(jiān)測和控制分布在直線加速器注入器段的6臺分子泵、4臺離子泵、4臺低溫泵、2臺質譜儀、15臺氣動閥門和5臺真空計設備。系統(tǒng)采用基于數據流設備的通信驅動模塊StreamDevice、CSS和JDBC等技術，實現(xiàn)對現(xiàn)場真空設備的遠程網絡監(jiān)控和設備狀態(tài)歷史數據查詢。對EPICS設備層控制接口采用10C驅動模塊StreamDevice實現(xiàn)，可滿足真空計、離子泵、PLC等加速器裝置中常用的串口，及以太網口智能設備的網絡監(jiān)控。

所述的系統(tǒng)的中央控制室OPI顯示了前端真空設備的工作狀態(tài)和運行參數，提供友好的人機交互界面。

所述的系統(tǒng)的0racle數據庫主要實現(xiàn)關鍵設備運行狀態(tài)，機器參數和控制指令的歷史數據存儲與查詢。

所述的系統(tǒng)的EPICS IOC程序運行在Linux操作系統(tǒng)平臺，通過串口服務器實現(xiàn)網絡總線與真空計、分子／低溫／離子泵電源控制器和高真空質譜儀的串行總線的協(xié)議轉換和數據通信。

所述的系統(tǒng)的真空聯(lián)鎖保護系統(tǒng)由德國Phoenix公司PLC控制器實現(xiàn)。主要負責真空閥門的聯(lián)鎖控制，同時將聯(lián)鎖信號通過實時性較高的Profinet總線發(fā)送給其他相關子系統(tǒng)如腔體、離子源、束診、高頻等設備聯(lián)鎖保護系統(tǒng)。

所述的系統(tǒng)的EPICS上層用戶通過Intranet網訪問IOC數據庫，實時監(jiān)測真空系統(tǒng)的運行模式以及真空狀態(tài)。

所述的系統(tǒng)的IOC中的設備狀態(tài)數據由CA(Channelaccess)傳到Oracle數據服務器存儲或中央控制室的用戶操作界面(OPI)上顯示。

所述的系統(tǒng)的EPICS軟件結構主要由3部分組成：運行在客戶端的操作員接口程序(OPI)，運行在前端服務器上的輸人輸出控制器(10C)和通道訪問(CA)。

所述的EPICs軟件主要分為數據歸檔和歷史數據查詢，操作員界面程序和前端IOC設備驅動開發(fā)。

所述的EPICs系統(tǒng)的操作員界面由成熟的軟件工具如EDM、MEDM或CSS等實現(xiàn)，對使用者的編程技術要求不高，容易開發(fā)，考慮到編程靈活、可平臺移植和與關系數據庫易接口等因素，真空系統(tǒng)的操作界面采用基于Eclipse架構的CSS來實現(xiàn)。

本發(fā)明的有益效果是。