上海光源储存环机器保护系统升级

上海光源线站工程(二期)对机器保护系统提出的高要求是现有系统无法满足的,需对机器保护系统进行升级改造。本文使用FL-net技术实现了光源储存环所有联锁可编程逻辑控制器单元间的数据共享,解决了联锁系统跨单元通信的问题。机器保护系统的远程控制基于分布式EPICS设计,扩充部分通过统一接口形式和使用层次化设计方法,避免了对原系统的改动。新系统通过测试,在线运行可靠稳定,单元间联锁响应时间小于21 ms,满足加速器运行的需求,且改造后的系统更灵活、易扩充,可满足日后不同的联锁需求。     

上海软X射线自由电子激光装置联锁保护系统

为快速准确地对加速器关键设备提供有效保护，避免关键部件损坏，上海软X射线自由电子激光装置需搭建一套可靠的联锁保护系统。该联锁系统使用分布式架构，并采用可编程逻辑控制器（PLC）和实验物理与工业控制系统（EPICS）进行设计。为满足加速器不同的调试和运行需求，使用Master主站+本地子站的设计策略，最终设计并实现了运行模式管理和切换的功能。系统的所有功能已在设备运行中得到了检验，有效保证了加速器的安全运行。     

合肥光源辐射剂量监测系统

合肥光源原有的辐射监测系统是为衰减运行模式而设计建造的。为了更好地促进用户实验的科研产出,合肥光源正在进行恒流运行关键系统改造。在改造中,为了保障实验人员和设备的安全,根据恒流运行要求增加了辐射剂量监测点和完善了安全联锁功能。系统基于EPICS开发,由探测器、通讯模块、数据采集监测软件、数据分析系统等组成。该系统既能监测光源区及周边的辐射剂量率水平,还具备计算积分剂量、历史剂量查询以及必要的安全联锁等功能。新系统已经运行三个多月,系统稳定可靠,能很好地满足合肥光源恒流运行模式对辐射监测的要求。     

皮秒加速器的安全联锁设计

皮秒加速器安全保护主要联锁电子枪、476 MHz微波功率源和2856 MHz触发信号以确保人员与机器的安全.本文重点介绍由ADAM5511和基于单片机的定时触发器实现的紧急硬联锁和用以提高系统的运行效率的上位机辅助逻辑设计.经过修改和测试,安全设计已满足机器运行的联锁要求.     

基于PLC的真空联锁保护与运动控制系统

合肥光源二期工程重大维修改造项目对光束线真空联锁保护与运动控制系统采用标准化、模块化设计。介绍了国家同步辐射实验室BL10光束线站真空联锁保护的控制逻辑要点以及用西门子的FM353模块实现对该线站步进电机的定位控制。研制出了基于西门子S7-300 PLC的光束线站联锁保护与运动控制系统。系统的可靠性、稳定性以及抗干扰能力等都得到相应提高,也便于对线站进行统一维护管理。     

FELiChEM联锁系统的设计

联锁系统是加速器装置的重要组成部分,用于保护设备和人员的安全。本文基于EPICS设计FELiChEM联锁系统,该系统由硬件联锁系统和软件联锁系统两部分组成,硬件联锁系统又分为机器保护系统(MPS)和人身安全保护系统(PPS)。硬件联锁系统的架构分为IOC层、Profinet IO控制层和Profinet IO设备层。每层均可进行冗余配置,而各层之间相互独立。原型样机的测试显示,硬件联锁系统的响应时间为2.144ms,远好于100ms的设计需求。软件联锁系统的设计采用联锁程序与配置文件分离的方式。测试表明,软件联锁逻辑完全由配置文件确定,具有非常好的灵活性。     

辐射场监测在合肥光源中的应用研究

合肥光源于近期完成了重大升级改造,对电子加速器和储存环的结构进行了重新调整,同时升级了辐射监测系统和束流损失监测系统。除了具备基本的机器保护与人员安全防护功能以外,通过加入时间信息、位置信息和加速器运行参数信息,新监测系统还具有一定的机器诊断能力,对加速器的调机和维护有辅助作用,同时也加深了对辐射源项的了解,对优化防护措施有指导意义。     

合肥光源机器研究用光束线真空联锁监控系统的设计

简要介绍了合肥光源机器研究用光束线前端装置的组成.根据光束线真空联锁及控制的要求,完成了真空联锁监控系统的软硬件设计.复杂可编程逻辑器件(CPLD)和射频识别卡的成功应用,进一步提高了真空联锁监控系统的安全稳定性.触摸屏人机界面(HMI)操作的实现提供了良好的人机交互性能.     

基于高精度脉冲发生器的定时系统设计

为满足自由电子激光装置的正常运行需求,需要向加速器设备提供精确的定时触发信号。依据上海软X射线自由电子激光装置(Soft X-ray Free-Electron Laser Facility,SXFEL)的物理需求和系统分配,基于高精度脉冲发生器,结合具有联锁接口的光电转换器,实现了SXFEL定时系统的硬件设计。系统的软件部分使用实验物理与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control Systems,EPICS)完成基于网络的分布式远程控制。通过在线测试,该系统运行稳定可靠,抖动时间小于150 ps,满足加速器对定时系统的要求。     

数字化LLRF频调环路的步进电机控制算法设计

本文介绍用于超导高频腔频率调谐环路控制中具有自动联锁保护功能的二相步进电机的控制算法。设计以可编程门阵列(FPGA)为核心部件,采用低频启动,逐步升频过渡到稳定工作状态,实现步进电机的平稳运行;通过设置联锁控制信号回路,实现步进电机在运动过程中的超限自动联锁保护功能。测试结果显示,通过优化设置不同的启动频率,不同的升频速度,实现了步进电机在上海光源超导高频腔上的稳定运行。     

上海光源剂量联锁PLC系统和故障记录

上海光源恒流注入模式需建立辐射剂量硬件联锁。剂量联锁系统以PLC为基础,采用一主站四从站的现场总线布局,通过语句表编程实现逻辑综合,并具有故障记录功能。程序采用字逻辑将状态输入与设定屏蔽位图进行比较,逐个模块地检查有无累积剂量超限输入和瞬时剂量超限输入,综合后经断开延时形成累积剂量联锁输出和瞬时剂量联锁输出。程序通过双字逻辑比较,得到新近发生的故障位置和故障时间,形成故障记录。故障记录功能有助于参与联锁探测器的故障定点诊断和维护。     

SSRF高频低电平系统预制研究

上海同步辐射装置(SSRF)预研阶段完成了一套500MHz高频系统的低电平控制系统,它主要由信号源、速调管的激励控制、三个反馈控制环路和连锁保护构成。本文重点介绍三个反馈环路的设计、测量和调试结果。     

Beam trip diagnostic system at SSRF

In this paper we report the design and realization of beam trip diagnostic system at Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF).The system can find out the first fault signal in the key operation signals related to the RF system by analyzing the time sequence,also it can decide which trips occurs first among the three superconducting RF stations.All the states of monitored signals in a time period ahead and behind beam trip are recorded.The results are compared with those from other diagnostic tools at SSRF.The work is of help in improving reliability of the superconducting RF system and stability of the storage ring operation.     

基于MySQL的上海光源光束线运行数据管理系统

上海光源(SSRF)的控制系统采用的是基于Linux的EPICS系统,并使用自带的数据获取工具Channel Archiver实现运行数据的存储与管理。论文介绍了使用功能性较强的RDBMS(本文使用的是MySQL)和通用性较强的web方式来实现上海光源光束线的运行数据管理。在分析了Channel Ar-chiver以及它在EPICS的通信方式后,开发了数据获取引擎,并由此将数据导入MySQL数据库。之后开发了相关的查询系统,并提出一种改进型的提示查询方式。最后实现了基于MySQL的web方式的运行数据管理系统。该系统实现方便快捷,界面友好,并且可以实现跨平台的数据访问。     

亚纳秒触发脉冲延时分配器设计

介绍了上海光源储存环注入系统冲击磁铁定时触发脉冲延时分配器的设计和研制。采用可控专用延时芯片设计了该触发脉冲延时分配器,实现1路光脉冲输入,4路延时独立可调的快前沿低抖动电脉冲输出,输出脉冲延时调整步长0.25 ns、可调延时范围64 ns。除具有延时功能外,还具有联锁保护、输出脉冲状态、联锁输入状态显示等功能,不仅可以通过仪器面板操作,还可以通过RS232接口遥控。     

EAST安全联锁监管系统设计

全超导托卡马克装置(FullSuperconductingTokamak,FST)所有主要磁体均为超导磁体,其运行风险大大高于现有的其它超导托卡马克。EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)是一个全超导托卡马克装置,为了避免人员和装置出现意外事故,建立了联锁系统与安全系统。安全联锁监管系统位于EAST联锁系统与安全系统的顶层,协调各分控系统的安全运行。根据EAST安全联锁系统的需求,采用可编程逻辑控制器、联锁信号光纤网和光电转换设备,建立了安全联锁监管系统,实现了事件收集、信号循环扫描、保护动作输出、系统状态和故障日志信息记录和实时监控等功能。该系统实际扫描周期平均值约0.7ms,最大值约3ms,达到了EAST安全联锁系统的要求。     

Analysis of transmission efficiency of SSRF electron beam transfer lines

1 Introduction The Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) [1], as one of the national important scientific projects, is a third-generation intermediate energy, low-emittance and high-brightness light source under construction. The SSRF accelerator complex consists of a 150 MeV pre-injector (linear accelerator), a 3.5 GeV full-energy injector[2] (booster synchrotron and beam transfer lines) [3], a 3.5 GeV storage ring [4,5] and a series of synchrotron radiation beam lines and exp…     

基于冗余技术的强流质子RFQ控制系统设计

中国科学院近代物理研究所研制了一台用于ADS注入器Ⅱ的强流质子RFQ加速器。相对于常规功率源,用于RFQ腔体的功率源的控制精度要求更高、过程更复杂。控制系统需通过精确的水温控制实现频率调谐,水温的控制和监测精度要求为0.1 ℃。同时,为避免腔体因局部温度过高而损毁,控制系统必须实现实时的温度监测和可靠的联锁保护功能。为此,基于EPICS控制架构设计了RFQ控制系统,对关键控制代码的运行平台采用高性能冗余控制器,开发了具有网络冗余功能的IOC驱动程序,实现了水温联锁保护及高频系统控制。RFQ控制系统经现场测试,通信正常、运行稳定,冗余系统的主备切换时间在ms量级,满足RFQ腔体的控制要求。