基于C#的SECRAL-Ⅱ数据归档系统

超导电子回旋共振离子源II(Superconducting Electron Cyclotron Resonance ion source with Advanced design in Lanzhou-II,SECRAL-II)控制系统采用实验物理与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)架构,其中数据归档子系统主要用来存储离子源电源、真空、束诊、水压等数据,便于技术人员进行在线和离线数据分析,是其控制系统的重要组成部分。EPICS自带的Channel Archiver存储格式固定,无法满足用户的实际使用需求。使用C#实现了EPICS架构下变量(Process Variable,PV)历史数据的存储功能,结合Oracle数据库技术,使得在存储PV变量的策略上可以更加灵活控制。同时,实现了基于超文本预处理器(Hypertext Preprocessor,PHP)的文件管理系统,用于历史数据文件的管理。测试及运行结果表明系统可以很好地满足研究人员对于历史数据的归档要求和研究需求。     

实验物理和工业控制系统在Linux平台上的实现

介绍了在Linux平台上实验物理和工业控制系统(EPICS)的系统结构及系统实现，这一实现为北京正负电子对撞机控制系统的改进提供了一种可供选择的操作系统平台，也为EPICS在其它领域的应用提供了一种新的思路。     

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。     

基于EPICS的X射线小角散射实验站控制和数据采集系统

上海光源（Shanghai Synchrotron Radiation Facility, SSRF）X射线小角散射（small angle X-ray scattering, SAXS）光束线站的常规样品台、掠入射样品台、变温热台的控制程序及数据采集程序均是在LabVIEW环境下开发的,而基于步进电机的狭缝控制系统等则是在分布式控制的EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System)环境下开发的。由于开发和运行环境不同,这些设备在联动控制时不可避免地存在网络延时的缺陷。本工作在EPICS环境下对运动控制、探测器数据采集和光强检测等控制进行集成,形成了统一的用户操作界面,操作简单,能极大提高实验效率,并在SAXS实验站得到了稳定应用。     

基于BP神经网络PID的中子发生器离子源阳极电流控制研究

本文将BP神经网络算法与PID控制结合,优化了中子发生器控制离子源阳极电流PID调节过程,实现了控制器自适应整定,提升了控制效果.基于离子源阳极电流控制模型改进了PID算法,通过MATLAB/Simulink软件对两种算法进行仿真并对比分析.通过LabVIEW控制并采集离子源阳极电流值,使用改进后的BP神经网络PID算法控制程序进行实验.经实验表明,BP神经网络PID对离子源阳极电流控制能够实现参数的自适应整定,相比传统PID控制器超调量更小、响应速度更快,提高了中子发生器的控制稳定性.     

ADS注入器Ⅱ控制系统软件平台设计

加速器驱动的次临界系统(ADS)的强流质子加速器(ADS注入器Ⅱ)主要用于产生连续强流质子束,其控制系统需实现对现场加速器设备的远程参数调节和状态监测。整个控制系统基于分布式控制软件实验物理与工业控制系统(EPICS)架构设计。为实现各子系统软件开发平台之间的数据共享和信息通信,基于EPICS软件架构,采用共享内存、通道访问接口软件、CA Lab等多种方法实现各系统间的数据透明访问,提高了上层控制软件的远程诊断和集成控制能力。结果表明:整个软件平台运行可靠、稳定,完全满足目前注入器Ⅱ的调束和运行要求。     

EPICS PCAS及其在BEPCII上的应用

非EPICS应用程序接入EPICS是加速器控制中的常见问题,EPICS提供了一组名为PCAS类接口,用于把非EPICS应用程序接入到EPICS中。为方便使用PCAS开发应用程序,本文开发了基于PCAS的动态链接库pcasdll,并对其CA访问响应性能进行了测试。另外,介绍了基于此动态链接库开发的BEPCII电子枪定时插件温度数据采集系统。     

基于EPICS的质子注入器远程控制及监测系统的构建

质子注入器的远程监控是保证质子治疗装置提供稳定束流输出的重要手段。为实现上海质子治疗示范装置的远程监控及装置的整体调试,本文利用质子注入器技术文档给出的网络通信协议,在Linux环境下,采用Python程序开发了质子注入器远程控制系统。该程序实现了质子注入器远程控制系统到为调试质子治疗装置而自行开发的基于实验物理和工业控制系统（Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS）的控制系统内的接入。该远程控制及监测系统为质子治疗装置的智能远程整体调试及在线监控提供了软件基础。     

基于DCM的QXAFS数据采集与控制

快速扫描X射线精细结构谱(Quick-scanning X-ray Absorption Fine Structure, QXAFS)是测定特定吸收原子近邻环境结构的一个强有力的工具,已广泛应用在固体物理、催化剂和蛋白质分子等领域。双晶单色器(Double Crystal Monochromator, DCM)是上海光源XAFS光束线站的关键设备,它能够将一定波长范围内的白光单色化,并将单色光束稳定出射至下游光学元件。上海光源XAFS光束线站数据采集程序是在LabVIEW环境下开发的,而其采用了步进电机的DCM控制系统则采用了基于分布式控制的实验物理及工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System, EPICS)。由于运行环境不同,两者在装置联动时不可避免存在网络延时的缺陷并使得XAFS谱发生变形和不连续的问题。在EPICS环境下产生硬件触发信号并用其同步采集电离室和步进电机的信号,实现QXAFS数据的实时采集与控制。对标准铜箔样品进行了实验测试,结果表明该方法不仅可以保证系统获得较高的信噪比,而且可以在小于8 s的时间内获取一个完整的QXAFS谱,在小于500 ms时间内获得一个近边结构谱。该系统的实现对上海光源开展快速时间分辨的QXAFS实验具有重要的应用意义。     

高能电子成像直线加速器控制系统设计

针对近代物理研究所高能电子成像实验和电子直线加速器稳定运行的要求,基于实验物理与工业控制系统(EPICS)设计了一套直线加速器控制系统。首先介绍了控制系统的总体设计,然后较为全面地介绍了各子系统的硬件结构和软件开发,最后介绍了系统远程界面和测试结果。控制系统已经投入运行一年,运行过程中性能可靠稳定,满足电子直线加速器的控制要求。     

ECR离子源束流发射度测量系统设计

为了实现ECR离子源束流发射度的精确、可靠测量,同时实现将系统中不同设备的控制测量数据统一显示到操作界面,基于EPICS软件系统,开发完成了双狭缝电机运动控制和PXI板卡的数据采集的发射度测量系统。采用LabVIEW软件的DSC模块实现对束流流强的PV变量发布;基于StreamDevice开发了电机运动控制IOC程序。整套系统运行稳定可靠、使用方便,满足离子源束流发射度的测量要求。     

生物X射线小角散射实验站控制和数据采集系统

生物X射线小角散射光束线站（Biological Small Angle X-Ray Scattering, BioSAXS）是国家蛋白质科学研究上海设施五线六站之一,运动控制和数据采集系统是BioSAXS实验站建设的重要组成部分。介绍了BioSAXS实验站运动控制和数据采集系统,设计实现了基于EPICS （Experimental Physics and Industrial Control System）的运动控制系统,开发了EPICS下的Pilatus探测器的数据采集软件。通过对运动控制、探测器数据采集和光强检测等控制操作界面进行集成,形成了统一的用户界面,并在BioSAXS实验站的调试和运行中得到成功应用。该控制软件界面友好,操作简单,其功能和性能通过了实验验证,满足了BioSAXS线站对运动控制和数据采集系统的需求。     

EPICS和合肥光源控制系统

介绍了一种分布式控制系统EPICS的总体结构及其各组成部件的功能。同时 ,对依据EPICS进行的合肥光源控制系统二期工程改造及其进展情况 ,以及EPICS在合肥光源控制系统改造中的应用也进行了概述。     

合肥光源储存环新高频控制系统

合肥光源储存环新高频控制系统是一基于EPICS(ExperimentPhysicsandIndustrialControlSystem)的分布式控制系统。本文描述了其硬件结构、软件设计及测试结果。一年多的运行表明,该控制系统能很好地满足与高频系统相关的机器研究和运行的需要。     

合肥光源储存环控制系统

合肥光源储存环控制系统是一个基于EPICS（Experiment Physics and Industrial Control System）的分布式控制系统,本文首先描述其硬件结构、软件设计,然后重点介绍束流慢加速、束流闭轨校正、机器状态在线查询、数据存档及历史数据查询等应用软件的开发。运行结果表明,合肥光源储存环控制系统很好地满足了机器运行和机器研究的需要。     

DeviceNet in SSRF control system

In the process of making preliminary design for the Shanghai Synchrotron Radiation Facility(SSRF) control system,we designed and implemented the fieldbus DeviceNet for communication between IOCs(I/O Controller)and device controllers,DeviceNet,as an open network standard,provides application layer protocol(IOS/OSI layer 7) and thus can transparently connect devices and IOCs without any need for network programming.The application of the DeviceNet to the EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System) based control system are described.     

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。     

RADI—A RF source size-scaling experiment towards the ITER neutral beam negative ion source

IPP Garching is currently developing a negative hydrogen ion RF source for the ITER neutral beam system. The source demonstrated already current densities in excess of the ITER requirements (>200 A/m² D⁻) at the required source pressure and electron/ion ratio, but with only small extraction area and limited pulse length. A new test facility (RADI) went recently into operation for the demonstration of the required (plasma) homogeneity of a large RF source and the modular driver concept.The source with the dimension of 0.8 m × 0.76 m has roughly the width and half the height of the ITER source; its modular driver concept will allow an easy extrapolation in only one direction to the full size ITER source. The RF power supply consists of two 180 kW, 1 MHz RF generators capable of 30 s pulses. A dummy grid matches the conductance of the ITER source. Full size extraction is presently not possible due to the lack of an insulator, a large size extraction system and a beam dump.The main parameters determining the performance of this “half-size” source are the negative ion and electron density in front of the grid as well as the homogeneity of their profiles across the grid. Those will be measured by optical emission and cavity ring down spectroscopy, by Langmuir probes and laser detachment. These methods have been calibrated to the extracted current densities achieved at the smaller source test facilities at IPP for similar source parameters. However, in order to get some information about the possible ion and electron currents, local single aperture extraction with a Faraday cup system is planned.     

一种生物X射线小角散射光束线站自动换样溶液蠕动装置

利用同步辐射X射线小角散射技术可以研究溶液中蛋白质的结构信息。但是在实验过程中,高通量的X射线易造成蛋白质的辐射损伤,发生结构变化。本文介绍了一种自动换样溶液样品蠕动装置,在实验过程中利用Hamilton的PSD/4注射泵控制样品上下运动,减小单位体积照射时间以降低X射线对蛋白质的辐射损伤。此外,通过对注射泵、准直调节台和样品/缓冲液支撑台的协调控制实现了自动换样、回样和清洗功能,提高了实验效率。在上海光源生物X射线小角散射实验站进行了实验,通过对静止模式和蠕动模式下溶菌酶的散射曲线及回旋半径的测量,表明该装置可达到很好的防辐射损伤效果,实现了预期的样品蠕动装置功能。     

注入器Ⅱ离子源控制系统设计

为实现离子源设备的远程监控、束流强度可调和当设备发生异常时的快速切束控制,采用PLC、串口服务器和自制FPGA控制板卡设计了基于EPICS架构的离子源控制系统。同时,改进了原有PLC和电机系统的EPICS IOC程序。整套系统工作可靠、稳定,完全满足注入器Ⅱ系统的调试运行需求。快速切束时间小于10 μs,完全切束动作在60 s内完成。