多脉冲强流电子束在线测试数据处理

在多脉冲强流直线感应加速器(LIA)的测控和诊断系统中,电子束的在线测试数据处理是重要的组成部分。多脉冲强流电子束在线测试数据处理系统是集测试仪器、计算机和工作站等组成的工业以太网,以及实现测试网络配置、测试仪器的通信及控制、数据采集、束流强度和束质心位置计算、显示以及存储等功能为一体的专用软件。多脉冲强流电子束采用基于电阻环束流位置检测器(BPM)的束流测试线路,根据束线上每个BPM测试得到的四个象限点的原始电压信号波形,以及测试线路的结构参数,计算束线上每个PBM位置的束流强度以及束质心位置随时间变化的波形,根据随时间变化的波形数据计算每个BPM位置多个脉冲束流的强度以及束质心位置的统计数据。数据的存储采用SQL和文件系统相结合的方式。这套多脉冲强流电子束在线数据处理系统在多脉冲强流LIA的调试实验中稳定可靠运行,为实验提供有效可靠的数据。     

基于VPX架构的测控通信综合测试系统设计

针对传统测控通信系统测试设备种类多、数量大、设备间连接关系复杂,难以满足当前型号任务快速、通用、集成的测试需求,提出了一种基于VPX总线架构的测控通信综合测试系统。系统将以往型号测试采用的前端设备、变频设备、基带设备综合集成,以VPX板卡形式集成到一台机箱,利用背板高速串行总线替代传统设备间电缆,显著简化了系统组成,提高测试设备通用性。     

基于3G网络和CAN总线的汽车远程控制系统设计

针对传统汽车远程控制系统时延高、安全性差等问题,提出了新的远程控制方案,实现了远程服务器通过车载控制终端对车载网络中各节点设备的远程控制;在远程服务器与车载控制终端通信过程中采用3G网络、TCP协议和AES加密,降低了系统的通信时延,提高了系统的可靠性和安全性;车载控制终端与各节点设备采用CAN总线网络进行通信,实现了对各节点的有效控制;经过测试,系统能很好地满足远程服务器对车门窗、车灯、报警器和发动机等节点设备远程控制时延和安全性的要求,各节点响应快,可靠性高,具有较强的实时性和良好的扩展性。     

基于SOPC的嵌入式网络化测控网关设计

为了实现测控设备的网络化远程访问控制,必须设计用于IEEE 488等测控接口总线协议与网络协议转换的网关设备,给出了一种基于SOPC技术的嵌入式网络化测控网关设计方法,其中借鉴了基于组件的模块化设计思想,采用固件分层设计和多语言混合编程模式,能够融合多种测控协议,将LAN、GPIB、USB、RS232等接口集成到了一个系统上,实现了嵌入式web服务器功能,客户端能够基于IE等浏览器实现测控设备的远程访问控制;最后给出了系统综合验证方法,结论表明:系统功能完善,符合网络化、模块化、通用化和智能化的发展方向。     

基于CAN 总线技术的PSM 电源远程控制通信系统

为提高HL-2A 装置辅助加热系统脉冲阶梯调制(PSM)电源的运行效率和操作可靠性,设计并实现了一种基于CAN 总线技术的远程控制通信系统。该系统采用载有SJA1000CAN 总线控制器的PCI 板卡以及TMS320F2812 微处理器分别作为上位机和下位机的通信终端,结合用户界面程序,实现了HL-2A 受控核聚变装
置辅助加热电源的远程控制,提高了其整体控制性能和操作效率。     

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为提高HL-2A 装置辅助加热系统脉冲阶梯调制(PSM)电源的运行效率和操作可靠性,设计并实现了一种基于CAN 总线技术的远程控制通信系统。该系统采用载有SJA1000CAN 总线控制器的PCI 板卡以及TMS320F2812 微处理器分别作为上位机和下位机的通信终端,结合用户界面程序,实现了HL-2A 受控核聚变装 置辅助加热电源的远程控制,提高了其整体控制性能和操作效率。     

EAST极向场电源本地控制器软件设计与实现

本地控制器是EAST (Experimental Advanced Super—conducting Tokamak)极向场电源控制系统重要的子系统,实现对12套电源系统的实时控制,设备状态监控以及系统保护。本地控制器采用主从结构的实时控制软件架构,共享内存实现内部数据传输,脉冲式消息传递触发进程执行;通过现场总线、硬件板卡、反射内存网络等与现场设备和主控制器进行数据传输;通过数字移相板卡实现对整流器的环流、四象限等运行控制。经实验测试,该设计运行稳定,能满足极向场电源控制系统对本地控制器的实时性可靠性的需求。     

实验物理与工业控制系统平台在HL-2A主机测控系统中的应用

描述了利用实验物理与工业控制系统(EPICS)平台对HL-2A主机运行参数进行的集中测控系统开发。系统采用s7nodave设备驱动模块,实现了SoftIOC与各PLC的通讯,将各子系统的PLC集成到了EPICS控制系统中。通过对关系型数据库和应用层软件CSS中数据归档及报警等组件的扩展与配置,实现OPI层与各个子系统的实时通信。测控系统成功地将HL-2A主机参数集中在EPICS平台下运行,为下一代装置的主机集中测控系统设计打下了基础。     

实验物理与工业控制系统平台在HL-2A主机测控系统中的应用

描述了利用实验物理与工业控制系统(EPICS)平台对HL-2A主机运行参数进行的集中测控系统开发。系统采用s7nodave设备驱动模块,实现了Soft IOC与各PLC的通讯,将各子系统的PLC集成到了EPICS控制系统中。通过对关系型数据库和应用层软件CSS中数据归档及报警等组件的扩展与配置,实现OPI层与各个子系统的实时通信。测控系统成功地将HL-2A主机参数集中在EPICS平台下运行,为下一代装置的主机集中测控系统设计打下了基础。     

基于TCP/IP协议的测控系统的开发

为实现复杂工业现场下的设备测试,本文介绍了一种基于TCP/IP协议的测控系统,该系统采用客户机/服务器模型。测控系统的中央控制计算机与子测控系统的下位机间为“一对多”通讯,中央控制计算机作为服务器,子测控系统的下位机作为客户机;子测控系统的上位机与下位机之间采用“一对一”网络通讯,子测控系统的下位机作为服务器,上位机作为客户机。中央控制计算机采用LabView开发,子测控系统的上位机与下位机采用Visual C+ 6.0开发。最终实现了测控系统的TCP/IP通讯,完成了复杂工业现场下的测试工作。     

数据传输模式自适应切换的设计与实现

给出一种采集数据传输到服务器过程中,互联网和GSM两种模式之间自动切换的机制,以处理业务运营中的不同情况。若采集器无互联网环境,则启动GSM模式,即通过短信发送数据。若有互联网环境,则启动互联网模式。并在互联网模式下,根据业务需求,对采用的通信协议(TCP/UDP)进行自适应调整。为满足即时性要求,选择UDP作为通信协议,但当通信时延超过限定值时,则切换至TCP协议;为满足可靠性要求,选择TCP作为通信协议,但当接收的连接数将超过服务器最大承载量时,切换至UDP协议。另在互联网模式下,若长期得不到采集器响应,则切换至GSM模式。在JAVA开发环境下对该机制进行设计,并通过socketTool工具对其功能进行验证。结果显示,自适应融合模型能根据不同业务需求进行模式间切换,运行平稳。     

A Java-based control system for the Orsay tandem accelerator

A new control system was designed for the tandem MP-9 at Orsay. Because of the existing devices located on high voltage platforms and the lack of space inside the accelerator, in-house electronic cards based on micro-controllers and an optical fieldbus were developed to collect data. VME processors under VxWorks, a real time operating system, manage the fieldbus, concentrate the accelerator information and transmit it to the supervisory software through the ethernet network. This software consists of a collection of Java virtual machines (JVM) running on several Unix work-stations and PCs under Windows. Some of the Java virtual machines manage apparatus, instruments, local display and connections to an object database and VME concentrators. Other manage general synoptics. JVMs communicate between themselves with RMI protocol and JRPC with VME concentrators. So the supervisory software can be spread over several control stations throughout the network.     

基于VxWorks阵列天线主控系统的多节点通信北大核心CSCD

采用UDP通信协议实现基于VxWorks的阵列天线主控系统与各分系统之间的多节点通信;在应用层中设计了通信协议,保证通信双方可以正常通信;同时,设计了缓冲机制,用以存储收发的命令,保证信息在传输过程中不丢失,使命令任务能够有序正常的执行。实验结果表明,该协议及缓冲队列可以有效的实现阵列天线主控系统与各分系统之间的多节点通信。     

相控阵天线主控系统中实时数据交互

波束控制系统是高功率相控阵天线的神经中枢,负责天线阵面中所有单元相位的精确控制和状态监测任务。为实现天线阵面的快速、精确波束转换,采用分布式拓扑结构和嵌入式实时操作系统,设计了两级分布式波束控制方案,开发了基于VxWorks的相控阵天线主控系统。通过UDP协议实现主控系统与其他系统的多节点网络通讯;针对高速、实时通讯需求,利用VxWorks多任务编程接口,设计了一种基于双缓冲队列的Socket通讯方法;为使通讯被各方正确解析,制定了自定义的应用层协议。基于VxWorks的相控阵天线主控系统的开发应用,验证了方案的可行性以及控制软件的可靠性和稳定性。     

基于EPICS的慢速设备异步控制应用研究

针对直线感应加速器控制系统大多数前端设备为带通讯接口的慢速设备的实际情况,采用异步通讯模块Asyn和基于字节的模块StreamDevice相结合的方法实现该类设备在实验物理与工业控制系统（EPICS）架构下的分布式控制。系统中使用的国产或自行研制的设备的命令格式不是SCPI格式,而控制系统常需要在一个I/O命令中写入多个参数（PV）,而StreamDevice协议中,多个PV设置无法在一个协议函数中实现。采用EPICS实时数据库的Calcout记录作为多参数输入容器,将多个PV组成一个结构化数组,从而实现多个PV变量的同时设置。同样,针对多参数同时读取的情形,使用waveform记录在一次读入操作中能获取多个PV变量的值。     

基于LabVIEW的空间相机试验测控系统设计

在LabVIEW开发环境下,基于虚拟仪器和PXI总线,采用National Instrument(NI)公司的数据采集卡,设计了一个空间相机试验测控系统,实现了硬件设计和软件功能。该系统具有多个通道,可测试温度、应力、应变等多种参数,能实现测控参数设置、数据采集与处理、数据及曲线显示、信号分析与处理、远程通信等多种功能。在某空间相机分系统热平衡试验中,用于测试、控制36个热敏电阻测温点和14个热电偶测温点的温度。结果表明,系统达到了0.5℃的控温要求;热电偶的标定和标准水银温度计的比对结果表明,本系统测温精度可达到0.15℃。与传统的文本语言相比,利用LabVIEW节省了大约80%的时间。本系统具有延续开发能力和可移植性,其设计方法能为其它测控系统的开发提供参考。     

重离子加速器电源数字调节器的实时数据交互

为了解决兰州重离子加速器研究装置(HIRFL-CSR)磁铁电源数字调节器的通讯堵塞问题,采用了新的体系架构,并将P2P技术嵌入到数字调节器的核心控制器ARM中,运用UDP的打洞技术,使调节器之间的数据不再通过中心Oracle数据库转发,而是在调节器间直接建立通讯,这种方式分散了中心Oracle数据库的通讯量,减少了网路堵塞的风险,提高了通讯的效率、有效性和可靠性。     

HL-2M 装置时序控制与数据采集系统设计

基于 FPGA 和 IEEE1588PTPv2 协议设计了 HL-2M 装置时序控制系统,用于在精准时刻为测控系统 提供触发。数据采集系统采用客户端/服务端双模式管理。在 HL-2M 装置初始等离子体放电实验中测试结果表明, 时序控制和采集系统具有纳秒级精度触发,实时性强,数据传输速度快,稳定可靠,方便部署和管理的特点,满 足 HL-2M 等离子体放电实验的应用需求。