双路热动力试验台集散控制系统设计与实现

自行设计了基于串行总线结构的双路热动力试验台集散控制系统 ,采用RS -4 2 2协议进行管理站与现场控制台的分布式智能仪表的远距离通讯和控制。管理站还设计了一套独立的高精度的数据采集系统 ,它由IEEE -4 88接口与管理站计算机通讯 ,管理站计算机以此为标准修正智能仪表及协调现场控制台控制。实现了对温度、压力、流量等的集散控制。     

基于FPGA小型化谱仪控制台的设计

针对核磁共振波谱仪中控制台的功能需求,考虑到仪器小型化的趋势,提出了基于FPGA和ARM的小型化控制台设计方案. 该方案具有体积小、处理速度快、控制精准、开发周期短和成本低等特点. 该文着重介绍了FPGA在系统中的功能实现,包括命令字接收、参数配置、脉冲发射和数据采样模块. ARM嵌入式模块实现控制台与上位机的以太网通信,以及和FPGA的高速并行总线通信,使控制台内部运行不受网络状况的干扰. 最后针对该设计方案提出几点改进建议.     

基于LabVIEW的水下航行器 航行控制系统通信模块设计

为了保证水下航行器的航行安全,航行控制系统内部通信和航行系统与综合控制台之间的通信的性能需要具有较高的实时性和可靠性。本文基于以太网搭建系统,详细地介绍了系统通信的组成和传输数据的类型,结合系统要求以及TCP/IP、UDP通信协议的特点,选取合适的协议和数据传递方式;对于出现通信堵塞和数据包丢失以及链路不稳定情况,采取自动重连和数据自动重发机制;并采用图形化软件LabVIEW的封装函数实现数据的收发和保存,借助LabVIEW和C语言混合编程实现数据的高效处理;在实验室搭建半实物仿真平台进行测试,结果表明,航行控制系统内部以及和综合控制台之间的数据传输准确、可靠。     

一体化核磁共振谱仪控制台的软件系统设计

提出了一体化核磁共振谱仪控制台的软件系统设计方案,主要包括2部分,一部分是安装在谱仪控制台上的嵌入式Linux操作系统及实时控制软件,另外一部分是PC机上的界面控制软件. 2部分软件之间利用socket网络接口进行数据交互, 采用TCP/IP通信协议,这样既能保证数据传输的可靠性又可以达到较高的数据传输速率. 通过网络通信,该谱仪控制台还可以接受远程操控和系统升级. 该文具体阐述了该软件系统的设计思路和设计方法,对设计的软件系统进行了实验测试,并对实验结果进行了讨论.     

重离子整体分离RFQ加速器的升级改造

介绍了北京大学重离子整体分离环RFQ(ISR RFQ)加速器的升级改造工作,包括升级后RFQ加速系统的组成;强流永磁2.45GHz O+ECR离子源的台面测试结果;真空系统的改造;1MeV ISR RFQ加速器的高频控制系统改造;以及强流束流加速实验的结果.     

HL-2A的中央逻辑控制PLC环网设计

PLC逻辑控制是HL-2A中央控制系统的重要组成部分,改造前的逻辑控制系统基本使用硬连接,维护耗时耗力。结合新一代实时工业以太网PROFINET为HL-2A逻辑控制系统的改造设计了环形冗余网络。采用8台西门子交换机SCALANCE X200通过光纤依次连接成环,交换机的电口连接S7-400和上位机,与等离子体放电相关的重要信号仍走硬连接,其他所有信号都走网络传送。中控系统作为管理站对其他7个子系统进行集中化管理,中控可以轻松快速地获取每个子系统的状态,在等离子体放电错误时能很快的预测事故地点和故障分析。根据放电实验结果表明,光纤环网非常适用于设备分散的慢控制系统,整个控制系统逻辑关系清楚,后期扩展和改造也非常方便。改造后的逻辑控制系统能满足HL-2A和HL-2M两套装置的慢控制,维护简便,事故定位快准,提高了放电效率。     

BEPCⅡ高频系统的建造

北京正负电子对撞机二期(BEPCⅡ)的高频系统已于2006年11月投入运行,它包括了3个子系统:超导腔、发射机和低电平控制系统.与以前的高频系统相比,工作频率由200MHz变为499.8MHz,超导腔取代了常温腔.在过去一年的运行中,高频系统表现良好,达到了设计指标.     

燃气轮机中热值合成气燃烧室改造技术——现场调试与考核

将某型烧天然气的燃气轮机改为烧中热值合成气,需要改造燃烧室、燃机控制系统、燃料供给系统和相关配套系统,并校核燃机关键部件的通流匹配情况.在完成合成气燃烧室设计、试验和制造之后,需要进行燃气轮机组的安装调试、现场测试和考核.本研究所建立了燃气轮机现场测试平台;进行了合成气燃气轮机的安装调试、168小时连续运行考核和第三方的燃机性能考核;初步掌握了燃机控制系统和配套系统的改造技术.现场测试平台用贴片式热电偶对火焰筒壁温进行了监测,用示温漆测量了满负荷工况火焰筒壁温分布,用燃气分析仪测量了燃烧室效率和污染物排放.考核结果表明燃机功率、燃机热耗、燃烧效率、污染物排放基本达标.     

六面顶压机集中控制系统的组态设计

 将近年来流行的组态软件设计方法用于六面顶压力机控制系统的改造。测试数据表明,短设计周期和低设计成本速成的本控制系统，在压力和温度的跟踪、控制和保持的精度等方面都达到或超过了设计要求。通过实时组态，实现了负载罐体内部温度/加热功率和内部压力/表观压力的直接比较和自动转换；利用内嵌数据库能在后期分析现场数据；还可以利用Internet组态，方便地实现设备的远动和数据的远程访问。对本控制系统的改造成功，有助于对其它类似测控装置的改造。     

HLS直线加速器调制器系统设计与改造

介绍了合肥同步辐射光源速调管调制器改造项目.在新的设计中采用了开关型恒流PFN充电电源,计算了充电参数,建立了主放电回路的仿真模型,重点分析了电路中反向电压问题,依据仿真结果及分析设计了反向保护电路.给出了运行中的主要波形.最后介绍了新的调制器控制系统.     

BEPCⅡ Control System

The BEPCⅡ project is for upgrading the Beijing Electron Positron Collider to reach a higher luminosity.BEPCⅡ is designed as micro-β plus multi-bunches with double rings and has adopted cryogenic superconducting technology. The BEPCⅡ control system is a distributed system based on EPICS. In the past few years, we went through the design stage, R&D stage, development stage and the system will be installated. The BEPCⅡ machine commissioning with beam will start in October 2006. This paper describes the BEPCⅡ~control system and the progress of its development.     

BEPCⅡ直线加速器的双脉冲加速研究

 为了将BEPCⅡ直线加速器的正电子注入速率提高到单脉冲运行时的两倍左右, 提出了双脉冲产生和加速的方案。对BEPCⅡ直线加速器双脉冲加速的束流动力学进行了模拟, 首次给出了双脉冲的模拟方法。此外, 还在BEPCⅡ直线加速器上进行了双脉冲加速的初步实验研究, 为以后BEPCⅡ直线加速器的进一步改造提供了参考。     

BEPC II直线加速器数字BPM前端调理电路的研制

针对北京正负电子对撞机改造工程（BEPC II）直线加速器束流位置测量电子学系统故障率上升这一现状,结合BEPC II直线加速器束流参数以及BPM电子学ADC芯片带通采样的需求,设计了隔离度高、幅相一致性好的数字BPM射频前端电子学模块。数字BPM电子学系统采用MicroTCA 4.0系统架构,以FPGA作为主控制器,基于EDA软件开发设计。重点介绍了射频前端电子学模块中射频功率放大器、数字可调衰减器、带通滤波器等设计和实验室及在线测试结果。BEPC II对撞模式下,使用正电子束流,完成电子学系统在线测试,x方向位置测量精度约为38.46 μm,y方向位置测量精度约为26.16 μm,其测量精度和系统稳定性优于商用模拟BPM电子学模块,能够满足BEPC II直线加速器束流位置测量需求。     

Design of BEPC Ⅱ bunch current monitor system

BEPC Ⅱ is an electron-positron collider designed to run under multi-bunches and high beam current condition. The accelerator consists of an electron ring, a positron ring and a linear injector. In order to achieve the target luminosity and implement the equal bunch charge injection, the Bunch Current Monitor (BCM)system is built on BEPC Ⅱ. The BCM system consists of three parts: the front-end circuit, the bunch current acquisition system and the bucket selection system. The control software of BCM is based on VxWorks and EPICS. With the help of BCM system, the bunch current in each bucket can be monitored in the Central Control Room. The BEPC Ⅱ timing system can also use the bunch current database to decide which bucket needs to refill to implement "top-off" injection.     

BEPCⅡ直线加速器的误差和抖动效应

为达到BEPCⅡ 直线加速器的设计指标,系统地研究了误差和抖动(Jitter)效应对束流性能的影响。误差效应包括束流的初始偏轴和聚焦透镜偏轴导致的色差效应;束流的初始偏轴和加速结构偏轴导致的尾场效应等。主要的抖动效应包括相位漂移抖动和高频功率源中调制器电压的抖动影响等。确定了在BEPCⅡ直线加速器上对误差和抖动的限制,如来自电子枪的束流的初始偏轴应小于等于0.3 mm,加速结构和聚焦磁铁的安装误差应小于等于0.2 mm,相位漂移抖动误差应小于等于2°,调制器的电压抖动误差应小于等于0.1%。并进一步确认了必须采用相位控制系统和束流轨道校正系统,以抑制这些误差效应的影响,达到正、负电子束流能散度小于等于0.5% 和电子束束流发射度小于等于0.25 mm·mrad,正电子束束流发射度小于等于1.60 mm·mrad 的设计目标。     

The cryogenic control system of BEPCⅡ

A superconducting cryogenic system has been designed and deployed in the Beijing Electron-Positron Collider Upgrade Project(BEPCⅡ).The system consists of a Siemens PLC(ST-PLC,Programmable Logic Controller)for the compressor control,an Allen Bradley(AB)PLC for the cryogenic equipments,and the Experimental Physics and Industrial Control System(EPICS)that integrates the PLCs.The system fully automates the superconducting cryogenic control with process control,PID(Proportional-Integral-Differential)control loops,real-time data access and data storage,alarm handler and human machine interface.It is capable of automatic recovery as well.This paper describes the BEPCⅡ cryogenic control system,data communication between ST-PLC and EPICS Input/Output Controllers(IOCs),and the integration of the flow control,the low level interlock,the AB-PLC,and EPICS.     

A prototype MRPC beam test for the BESⅢ ETOF upgrade

A prototype multi-gap resistive plate chamber (MRPC) with a 2×6 gap structure is developed for the upgrading of the endcap time-of-flight (ETOF) detector in the Beijing Spectrometer (BESⅢ). The prototype MRPC is tested in the E3 beam line of the Beijing Electron Positron Collider (BEPC) with secondary charged particles (π and p, etc) of 600 MeV/c. The test results show that the time resolution of the MRPC can reach 50 ps and that the detection efficiency is greater than 98%.     

BEPCII直线加速器数字延时触发器的设计与实现

针对北京正负电子对撞机II期(BEPC II)直线加速器升级改造过程中束流位置探测器(BPM)电子学对外部触发信号的需求,设计了一台高精度延时控制、上升时间短和参数灵活调节的数字延时触发器。采用FPGA(现场可编程门阵列)作为主控制器展开设计,重点介绍了基于FPGA的边沿检测模块和多通道延时处理模块的设计与仿真,描述了FPGA和驱动电路的设计方案以及在直线加速器上的应用。经测试,延时可调范围4 ns^4μs,最小步进4 ns,步进误差0.125%;上升时间2 ns,延时抖动135.4 ps。