HL-2A 装置EPICS 过程变量管理自动化系统

通过分析子系统接入EPICS 平台时大量的数据定义以及数据转换问题,研究了EPICS IOC 数据库构成和EPICS 数据组成结构。采用基于ASP.NET 构架的C#编程技术实现了EPICS 过程变量(PV)管理自动化系统,并提供相应的操作界面。该系统解决了IOC PV 信息收集与数据保障的问题,实现了PV 的批量存储、权限管理、历史查询和实时更新等功能。     

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。     

HLS-Ⅱ储存环工作点测量系统的开发（英）

介绍了在合肥光源重大维修改造工程期间,开发的一套基于扫频激励法的工作点测量系统。测量系统硬件包括基于条带BPM的信号拾取电极、前端信号调理模块、一台带跟踪输出的信号分析仪N9000AEP、功率放大器以及用于激励束流的条带激励器。系统控制软件采用EPICS开发,基于EPICS Stream Device设计的输入输出控制器(soft IOC)运行在服务器虚拟机中,通过VXI11协议进行通信实现对信号分析仪的控制和数据获取;用户操作界面采用EPICS平台下的EDM开发,通过Channel Access与IOC通信。在HLS-II储存环上对工作点测量系统进行了在线的调试。调试结果说明,在扫频范围为2.1 MHz到4.1 MHz时,工作点测量系统的统计分辨率在水平方向上好于0.000 3,在垂直方向上好于0.000 2。     

HLS-Ⅱ储存环工作点测量系统的开发（英文）

介绍了在合肥光源重大维修改造工程期间,开发的一套基于扫频激励法的工作点测量系统。测量系统硬件包括基于条带BPM的信号拾取电极、前端信号调理模块、一台带跟踪输出的信号分析仪N9000AEP、功率放大器以及用于激励束流的条带激励器。系统控制软件采用EPICS开发,基于EPICS Stream Device设计的输入输出控制器(soft IOC)运行在服务器虚拟机中,通过VXI11协议进行通信实现对信号分析仪的控制和数据获取;用户操作界面采用EPICS平台下的EDM开发,通过Channel Access与IOC通信。在HLS-II储存环上对工作点测量系统进行了在线的调试。调试结果说明,在扫频范围为2.1MHz到4.1 MHz时,工作点测量系统的统计分辨率在水平方向上好于0.000 3,在垂直方向上好于0.000 2。     

S7 PLC在实验物理及工业控制系统中的集成（英）

在直线感应加速器控制系统中,可编程逻辑控制器（PLC）作为前端控制器被广泛应用于人身安全保护系统中,实现PLC于实验物理及工业控制系统（EPICS）中的输入输出控制（IOC）集成成为系统架构中必须解决的问题。为此,介绍了一种新型的基于S7 nodave设备驱动和异步通讯模块Asyn的IOC与PLC通信方法。该方法可实现IOC对S7 PLC过程映像区及内存变量的透明访问,而不需要制定通讯协议。分析了基于S7nodave和Asyn模块与S7 PLC的通信机制,并给出了应用实例。     

S7 PLC在实验物理及工业控制系统中的集成（英文）

在直线感应加速器控制系统中,可编程逻辑控制器(PLC)作为前端控制器被广泛应用于人身安全保护系统中,实现PLC于实验物理及工业控制系统(EPICS)中的输入输出控制(IOC)集成成为系统架构中必须解决的问题。为此,介绍了一种新型的基于S7nodave设备驱动和异步通讯模块Asyn的IOC与PLC通信方法。该方法可实现IOC对S7PLC过程映像区及内存变量的透明访问,而不需要制定通讯协议。分析了基于S7nodave和Asyn模块与S7PLC的通信机制,并给出了应用实例。     

加速器控制系统及其进展

目前加速器控制系统普遍采用了分布式体系结构,使用系统集成工具进行开发,当前加速器界主流的系统集成工具有.EPICS、TANGO和商业SCADA产品.在硬件方面,PGA、DSP芯片广泛地用于硬件模块中实现数字化控制,嵌入武EPICS IOC智能控制器是当今研究的一个热点.软件方面,除系统集成工具之外,各大实验室都建立了自己的软件开发环境,对软件开发进行标准化管理,其中开放的软件平台Eclip8,beans活跃在控制系统软件开发中.目前具有挑战性的课题是系统高可用性研究.本文将介绍加速器控制系统及技术方面的现状和进展.     

加速器控制系统及其进展

目前加速器控制系统普遍采用了分布式体系结构, 使用系统集成工具进行开发, 当前加速器界主流的系统集成工具有EPICS、TANGO和商业SCADA产品. 在硬件方面, FPGA、DSP芯片广泛地用于硬件模块中实现数字化控制, 嵌入式EPICS IOC智能控制器是当今研究的一个热点. 软件方面, 除系统集成工具之外, 各大实验室都建立了自己的软件开发环境, 对软件开发进行标准化管理, 其中开放的软件平台Eclips, Abeans活跃在控制系统软件开发中. 目前具有挑战性的课题是系统高可用性研究. 本文将介绍加速器控制系统及技术方面的现状和进展.     

CSNS加速器真空控制系统的设计与实现

中国散裂中子源(CSNS)加速器真空控制系统负责真空数据采集、设备监控和闸板阀控制与联锁,是设备运行和故障诊断以及超高真空保持的重要保障。本文介绍了加速器真空需求,基于实验物理及工业控制系统EPICS软件框架的真空控制系统设计与实现,使用横河可编程逻辑控制器PLC控制与联锁设备,摩莎MOXA工控机监测真空状态,EPICS PV数据直接进入声音报警系统和历史数据库系统,为工作人员及时发现和处理问题、进行后续数据分析和机器研究等提供了便捷途径和可靠保障。目前,该系统已完成现场安装和调试,并已正式投入运行。运行结果表明,该系统具有稳定性好、可靠性高、人机交互友好的特点,很好地满足了加速器真空控制系统运行的需要。     

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。     

聚变装置全域监控集成通用框架的设计与研究

为简化实验物理和工业控制系统(EPICS)在 HL-2M 装置的部署和使用,基于 Web 技术设计了一个 用于聚变装置全域监控集成的通用软件框架。软件框架的主体包含以 EPICS 的控制反转(IOC)为核心的底层基础 设施,基于 EPICS Archiver Appliance 的归档存储服务器以及 Web 应用程序三个部分。利用此框架,在聚变装置 各子系统上快速部署全域监控集成的基础设施,并通过 Web 网页进行统一的配置和管理。软件框架已经在 HL-2A 装置的若干子系统上成功进行了测试,能够满足目前监控集成的基本需求。     

HLS-II移动端数据查询系统开发

合肥光源（HLS-II）是以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源,作为用户装置,对运行性能有很高的要求。为提高数据查询的实时性与便捷性,满足工作人员及时掌握装置运行状态的需求,基于Web技术开发了HLS-II移动端数据查询系统。该系统在EPICS环境下进行开发,以IOC作为实时数据源,以HBase数据库作为历史数据源,以Phoebus Alarms作为报警数据源,以MySQL数据库存储用户管理信息。整个系统采用前后端分离的模式进行设计,系统后端采用Spring Boot框架和Node.js环境进行开发;系统前端以Vue.js框架开发,使用lib-flexible弹性布局方案和postcss-pxtorem插件,以适配不同种类的移动设备。测试表明,HLS-II移动端数据查询系统信息更新流畅,操作直观方便,达到了设计要求。     

神光Ⅱ激光装置集中控制系统设计

为提高神光Ⅱ激光装置的计算机控制水平,以控制系统软件开发工具EPICS为框架,设计并开发了神光Ⅱ装置的集中控制系统。具体介绍了该控制系统的总体结构和软件的逻辑组成,并以数据库和驱动程序为实例探讨了在Linux环境下EPICS软件的开发和应用。实验结果表明:该控制系统能够满足神光Ⅱ装置对计算机集中控制系统的功能要求,也为高功率激光装置的集中控制提供了新方案。     

实验物理和工业控制系统在极向场电源控制系统中的应用

介绍了实验物理和工业控制系统（EPICS）的总体结构和特点,以及极向场电源控制系统监控网络的结构和特点,特别是EPICS设备支持在极向场电源控制系统的监控网络中的开发和应用。系统实现了实时监控极向场电源系统的现场设备和开关分合控制,实现了对极向场电源控制系统的电源控制单元的配置参数设置、控制模式的设置、时序控制等,并能及时报警、定位故障点。该系统监控的数字量及模拟量信号近2000路,且支持多用户操作,具备良好的跨平台移植性和扩展能力。经实验测试,该应用运行稳定,能满足极向场电源控制系统监控网络的需求。     

ADS注入器Ⅱ低温恒温器控制系统

设计了用于ADS注入器Ⅱ超导腔的低温恒温器控制系统。采用了基于EPICS 的分布式控制系统架构,以PLC 和串口服务器等为核心控制硬件,用PID 算法实现了恒温器内氦压和液氦量的自动控制,压力控制精度约为100 Pa,液氦高度误差约10 mm。利用EPICS 和LabVIEW 在局域网发布过程数据,实现了操作员界面对低温恒温器分布式系统的统一管理,控制系统设计性能满足使用需求,已经在ADS注入器Ⅱ超导高频腔水平测试中发挥了重要作用。Cryogenic module provides important low temperature environment for half wave resonance superconducting cavity in C-ADS injector Ⅱ, to ensure the effective operation of cryogenic module, a remote control system which is based on the physical and experimental industrial control systems (EPICS) is introduced in this paper. PLC and serial port server are used as field controllers. Host computer runs EPICS and LabVIEW which are capable of getting and releasing data in local area net. Operators manage all the equipments through a CSS interface which is linked to local area net. The control system which is simple structure and reliable work, has played an important role in the level test of HWR superconducting cavity.     

基于实验物理与工业控制系统的EAST真空抽气及加料控制系统设计

介绍EAST 真空及加料监控系统底层和顶层的架构设计、连锁保护设计、运行模式设计以及系统部署。在底层架构中,真空抽气和加料监控系统分别采用两套相互独立的光纤环网拓扑,构成双光纤环网结构。顶层设计主要采用符合大科学装置规范的实验物理与工业控制系统(EPICS)架构。系统设计主要特点是将底层双光纤环网结构拓扑和顶层EPICS 架构相结合,构建了大型分布式真空抽气和加料数据采集与监视控制系统。测试结果表明整套监控系统运行稳定可靠,该监控系统不仅为EAST 装置实验提供了可靠支撑,同时也为未来其它大科学装置的监控系统构建提供参考和借鉴。