基于EPICS的加速器联锁保护系统

介绍一个在EPICS软件环境下实现的用于加速器的联锁保护系统。系统由PowerPC CPU和VxWorks实时操作系统组成的VME前端计算机(IOC)与高性能可编程逻辑控制器PLC—5共同组成。     

基于嵌入式IOC的CSNS真空控制系统样机研制

在EPICS软件框架下搭建了一套中国散裂中子源(CSNS)真空控制系统样机.使用MOXA嵌入式工控机运行嵌入式Linux系统,并建立相应的EPICS系统,实现EPICS与真空设备(真空计和离子泵电源控制器)的接口.真空连锁保护系统则用横河PLC实现,并在该PLC的嵌入式Linux控制器模块上建立EPICS系统,使PLC中的数据直接纳入EPICS系统中.通过测试表明,该样机实时性较高且稳定可靠.     

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。     

基于F3RP61的嵌入式EPIC SIOC应用研究与实现

在加速器控制系统中,PLC大量应用于慢控制和联锁控制。随着工业控制技术的发展,PLC通常采用基于以太网通信方式与上层计算机进行数据交换。采用日本横河公司的FA-M3 PLC和新型CPU模块F3RP61,搭建了一套PLC与EPICS通讯的样机即基于F3RP61的嵌入式IOC。在F3RP61上运行嵌入式EPICS IOC核,使安装了F3RP61模块的FA-M3 PLC成为一种新型的嵌入式IOC,从而将FA-M3 PLC中的I/O数据直接纳入EPICS系统中,简化了系统的结构,降低了开发成本。     

合肥先进光源光束线站辐射安全联锁系统设计

合肥先进光源(HALF)是基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光。同步辐射光通过管道进入光束线站,可能会对人体健康产生危害,为此,需要建立线站辐射安全联锁系统。线站辐射安全联锁系统是确保工作人员人身安全的重要保障。基于EPICS和冗余PLC技术,设计了HALF光束线站辐射安全联锁系统,并完成了系统IOC与OPI等软件的开发。最后在研制的原型样机上,进行了冗余PLC主备CPU的切换时间的测试,验证了冗余PLC的性能,满足设计要求。     

SSRF储存环B铁和S铁电源故障信息监控系统

根据上海光源储存环B铁和S铁电源系统的工作特点,系统故障连锁信息通过S7-200和S7-300 PLC的软件设计,完成了本地监控。基于EPICS的应用开发,实现了远程监控。介绍了EPICS系统架构,并对其硬件和软件设计中的关键技术进行了阐述。该系统具有人机交互性好、操作使用简便等优点。通过实际运行发现,系统工作稳定,达到了设计要求。     

CSNS直线加速器前端水冷控制系统的研制

CSNS直线加速器前端水冷控制系统负责监测CSNS直线加速器低能束流传输段(LEBT)、射频四极场加速器(RFQ)和中能束流传输段(MEBT)所属各水冷设备并提供联锁保护。该系统采用操作员接口层、控制器层、现场设备层的三层结构,使用集成开发工具EPICS进行开发,并选用新型PLC作为EPICS IOC实现系统控制功能。目前,已经完成系统的离线测试,实现了预期的功能。论文对系统的总体设计和具体实现进行了介绍。     

CYCIAE-100回旋加速器质子照相束流线控制系统的研制

为了对质子照相束流线设备进行远程监测与控制，实现束流线各子系统的安全联锁功能，研制了一套采用标准控制模型结构的分布式EPICS控制系统。该控制系统通过PLC组态实现了开关逻辑设备的安全联锁及工艺流程控制。核心控制系统采用EPICS建立了多个IOC作为控制器。针对不同CPU构架下的服务器搭建了交叉编译环境。针对数字电源设备与真空仪表设备使用StreamDevice完成设备驱动及通信协议的开发，并通过建立IOC动态数据库，实现了IOC对流设备和PLC信号的监测与控制功能。使用CSS设计OPI，实现了上位机对EPICS IOC中数据的透明访问。该束流线控制系统已成功应用于CYCIAE-100回旋加速器的质子照相物理实验中。通过长时间的运行，控制系统的可靠性、安全性得到了验证。控制系统的稳定运行，为质子照相实验的开展奠定了基础，对类似的控制系统研制具有一定的参考价值。     

CYCIAE-100回旋加速器射频低电平系统嵌入式IOC设计

为对CYCIAE-100回旋加速器射频系统进行远程监测与控制,实现与CYCIAE-100回旋加速器主控制系统的联锁,研制了一种基于ARM9系列处理器的嵌入式IOC。该嵌入式IOC运行Linux操作系统,使用EPICS建立了IOC作为控制软件。通过软、硬件协同设计,扩展了ARM9系列处理器的SPI从设备数量,开发了ADC和DAC设备的Linux驱动程序和EPICS设备驱动程序。使用Python语言开发了EPICS串口设备支持程序。经过长期运行考验,该嵌入式IOC稳定可靠,满足远程监测和控制的需求。     

基于EPICS的CSNS主剥离膜控制系统研究

现代大型实验物理和加速器装置中,EPICS这一控制系统组态软件工具集被越来越广泛的采用。主剥离膜是中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)的重要精密机械自动化设备,采用横河PLC系统搭建本地控制系统,实现主剥离膜的换膜运动及位置调整功能。文介绍了基于EPICS的CSNS主剥离膜控制系统的研究工作,EPICS系统通过网络与横河PLC系统以基于消息的方式共享数据,进而实现对主剥离膜装置的远程运动控制。