EAST技术诊断系统监控子系统分析和设计

EAST是为科学研究建造的全超导核聚变实验装置。根据EAST的实验特点和性能要求,技术诊断系统数据监控子系统采用管理层、控制层和现场设备层3 层网络结构完成对装置的监控,通过采集卡和以太网实现信号采集及数据的传送。在EAST工程调试实验和两轮放电实验中,该数据监控系统成功实现了对EAST装置的运行状态和故障诊断的实时监控,表明该系统具有性能稳定、可靠等特点。     

便携式多通道数据采集系统设计

在EAST全超导托卡马克核聚变放电实验中,某些信号需要低功耗、便捷的进行独立同步采集与分析;而现有的大型采集系统并不能满足此需求,所以需要设计一套低功耗的、便携式的多通道数据采集系统来保障EAST实验的顺利进行;系统具有界面友好、性能稳定等诸多优点;在LabVIE软件编程环境中,系统能够实现对多达32路信号的同步采集、实时显示、数据存储、数据分析以及历史数据回放等功能;经过实验测试,该系统运行稳定可靠,完全满足EAST实验的数据采集需求。     

基于EPICS的EAST稳态数据采集与监控系统的实现

通过分析目前EAST数据采集系统所面临的问题,为了适应托卡马克长脉冲放电的需要,文章基于EPICS框架,实现了稳态数据采集、数据服务和系统中重要参数状态的实时监控,经测试,该系统运行稳定,能够满足实验需要。     

基于EPICS框架的EAST数据服务器监控系统实现

数据服务器系统是EAST(Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)数据采集系统中的一个子系统,是EAST实验中重要的一个组成部分,它主要存储托卡马克实验产生的物理诊断和测量数据,并提供接口供实验人员查看数据。数据服务器系统已经成功应用在几轮EAST实验当中,但是暴露出一些问题,比如没有统一的管理系统,缺少对服务器系统状态的监控和系统出现问题时的报警功能等。针对这些问题,基于EPICS(实验物理与工业控制系统)框架,实现了数据服务器系统状态的实时监测与报警,包括实时数据库设计,用户界面、报警功能的实现,经测试,该系统运行稳定,能够满足实验需要。     

空气涡轮起动机测试数据采集系统

开发了一种用于空气涡轮起动机性能试验的数据采集系统.该系统能实现试验流程的自动监控,实验数据的自动采集、处理,以及实验结果的显示、存储及打印输出.通过反映涡轮起动机状态的参数,成功地诊断涡轮起动机的运行状态及典型故障.现场运行结果表明了该系统的有效性和优越性.     

EAST低温复杂数据采集与处理系统设计

针对EAST(experhmental advanced superCondlucting tokamak)大型氦低温系统中深低温温度及氦流质量流量等非标准信号的采集处理复杂,不能被标准采集设备直接识别的难点,提出了以高精度数字表与采集卡相结合的数据采集方案,开发了基于多进程和多线程的复杂数据采集处理系统,并通过OPC协议实现本系统与EAST低温控制系统的集成.实验表明,该系统运行稳定可靠,测量计算满足实验需求,具有设备成本低,处理能力强,可扩展性好的优点.     

基于MDSplus的EAST工程数据获取及显示

EAST聚变放电实验需要同步显示电磁测量诊断数据和各个工程装置运行状态的实验数据,以前的系统只是单纯的显示工程装置运行状态数据,并不能显示放电期间工程装置运行状态的实验数据变化波形。基于MDSplus设计和实现了EAST工程实验数据在线获取及可视化分析显示系统。系统已应用于2009年的EAST春季实验。实验结果表明,系统设计方案合理、运行稳定,具有很好的应用前景。     

基于PXI和FPGA的EAST中央定时系统的研制

中央定时系统在国家大科学工程EAST全超导托卡马克核聚变实验中发挥着重要的作用,它控制着EAST各子系统精准投入实验的时序,从而保证EAST聚变装置能够正常运行。通过对中央定时系统的需求分析,利用基于PXI的FPGA工业级硬件设备和虚拟仪器技术,实现了分布式EAST中央定时系统的研制;该系统能够提供频率范围从1Hz至80 MHz的参考时钟信号,并能产生从1ms至6872s延迟触发信号,其精度为10ns;中央定时系统已投入2010年秋季EAST放电实验运行,应用结果表明,该系统运行稳定可靠,精度高,达到了设计需求。     

基于PXI的EAST装置软X射线采集系统

由于EAST装置现有采集系统存在信号衰减,采样率较低等不足,利用同步采集卡PXI2022,结合Raid0磁盘存储技术,设计并实现了EAST装置软X射线采集系统。数据存储采用MDSplus,增强了通用性,便于国际交流。该系统已在2010年秋季EAST实验中得到成功运用。     

EAST长时间数据采集及远程实时显示系统

为了适应EAST长脉冲放电的需要,有必要进行长时间数据采集,并将实验诊断信号进行远程实时显示,使实验人员在实验中及时了解装置的运行状态,从而做出判断和决策.文章用PCI-9112数据采集卡设计并实现了EAST实验诊断信号数据采集并实现了数据的远程实时显示,详细介绍了系统的硬件结构、软件设计和实现.     

EAST工程数据可视化系统

EAST装置由多个子系统组成,只有当各个子系统运行参数满足条件时,才能进行等离子体放电实验。在放电实验过程中,远程实时监视装置运行状态,确保装置的正常安全运行尤为重要。本文根据EAST实验的需求,并依据EAST的网络结构,设计了B/S模式与C/S模式相结合的数据可视化系统。该系统可以使实验人员在放电时及时掌握各子系统的运行状态,能够对实验数据进行在线分析处理,及时做出判断和决策,以保证装置和实验的正常运行。     

EAST数据采集控制系统

为有效管理和控制EAST实验装置上数十套数据采集子系统,需要在总控系统与数据采集子系统之间构建一套数据采集控制系统,提供信息服务、流程控制和状态监视等功能。该系统采用C/S模式和B/S模式相结合的体系结构进行设计,已在2006年度EAST实验中得到成功应用。     

基于CompactRIO的风洞喷管执行器位置监测系统开发

针对大型超声速风洞喷管设备,采用Compact RIO模块化仪器架构和LabVIEW开发平台,通过传感器、数据采集卡及上/下位机软件实现了对喷管执行器位置数据的采集、状态显示、分析、存储和预警等功能。利用该系统对2米超声速风洞喷管执行器进行监测分析,实验表明,该系统能实时显示喷管型面工作状态,及时判断故障产生的位置和超限情况,满足了执行器位置监测的实际需求,为操作者提供了有效的监测工具,提高了风洞喷管运行的安全性和可靠性。     

EAST现场高速数据采集子系统

针对现有EAST采集系统信号存在衰减、采样率较低、数据格式不通用等问题,提出现场采集的概念,设计并实现EAST现场高速数据采集子系统。系统使用高速同步采集卡PXI2022,结合RAID0磁盘存储技术,其数据存储采用核聚变领域通用的软件工具MDSplus。实验结果证明,该系统能够较好地解决原有系统存在的问题。     

基于LabVIEW的高温超导脉冲功率状态监控系统

脉冲功率数据采集系统是确保脉冲功率系统稳定安全运行的关键之一,超导脉冲功率系统由超导储能系统和外部放电电路组成。本文设计了基于LabVIEW的超导脉冲功率状态监控系统,该系统由多路传感器、信号调理电路和高精度数据采集系统构成,实现了对超导脉冲功率系统各个数据的精确采集,并利用虚拟仪器强大的数据处理能力,实现了对超导脉冲功率系统运行状态的准确判断,实验结果表明设计的状态监控系统能够有效地监控高温超导脉冲功率系统的运行状态。     

激光质谱系统中激光波长高实时集中控制研究与应用

随着激光共振电离质谱系统的迅速发展,更准确地研究激光波长与电离质谱信号的关系,实现激光波长与电离质谱信号的自动对比,开展了激光波长高实时集中控制的研究。采用数据库技术、多线程技术和RS485通讯技术等完成了激光波长的高实时控制的研制工作。该系统实现了对激光波长的闭环和各种方式的扫描控制及运行状态的实时监测功能,能够以外触发方式与质谱系统进行同步,满足了激光质谱系统对波长的大范围、小范围及精细扫描的需求,实现了波长单步扫描数据响应时间小于250ms。     

基于嵌入式技术的测试设备远程监控数据采集设备

为满足导弹测试设备远程监控数据采集的需要,基于嵌入式技术设计了一种测试设备远程监控数据采集设备。它以嵌入式计算机为核心,作为整个测试设备远程实时运行监控管理系统前端信息采集处理设备,分布配置在各测试现场,用于获取测试现场相关信息,并上报到监控中心,是监控中心主要信息的来源。实验结果表明,该数据采集设备结构简便、功能强大、运行稳定,易于扩展,能够完成导弹测试设备远程监控数据采集功能。     

Intranet下旋转机械监测与故障诊断系统开发方案

本文提出了一套Intranet下旋转机械监测与故障诊断系统的开发方案。整套系统在Visual C 环境下开发,集成了DAQ采集、网络、数据库、多线程技术,实现了高速实时数据采集、现场监测、信号分析、故障诊断以及网络通讯等多项功能。本文提出了用Matlab数学函数库接口实现信号处理的方法。实践证明,将这种方法用于故障诊断系统开发,能够使系统开发更加高效,工作性能更加稳定。目前整套系统已在锦州石化旋转机组中投入监测运行,具有工程实际应用价值。