CSRm束流累积阶段闭轨校正系统设计

为测量兰州重离子加速器冷却储存环主环(CSRm)束流累积阶段的闭轨畸变并进行闭轨校正,开发了闭轨校正系统,该系统由轨道测量系统、闭轨控制系统和校正磁铁系统构成。轨道测量系统实现对束流轨道的实时监测;闭轨控制系统读取束流轨道信息,然后进行闭轨校正计算,并将计算后的校正值传输给校正磁铁系统;校正磁铁系统通过改变校正电源的值,改变校正磁铁的强度,实现对束流轨道的调整,完成闭轨校正。模拟测试结果表明,束流轨道水平方向的最大畸变由校正前的3.37 mm减小为校正后的0.39 mm,垂直方向的最大畸变由校正前的4.21 mm减小为校正后的0.31 mm。该系统能够实现响应矩阵的自动测量和束流轨道的自动校正,满足设计要求。     

HIRFL-CSRm电源监测系统

电源监测系统为兰州重离子加速器装置(HIRFL)机器研究、自动调束、深度学习提供重要的实时数据，在对HIRFL进行EPICS升级过程中，重新设计电源监测系统，采用分布式的设计布局，形成一种由上层、中间件、底层构成的拓展架构，实现上层数据的中间件处理、下层参数的中间件统一下发，避免上层非法参数对下层设备的不利影响，简化下层异常的处理；为了调束方便，整合显示界面，优化不同功能界面上大数据量显示的难题，提高显示的流畅度；为了完成数据的后台分析，搭建非关系型数据库集群，实现重要数据多副本、实时数据分片多节点存储，提高数据安全性及数据库读写速度，避免复杂的数据库表结构设置，拓展数据库集群优化及节点增加。     

基于LabVIEW的CSRm电源输出监测系统

针对兰州重离子加速器原有的CSRm电源监测系统进行改造, 设计了基于LabVIEW的一体化电源监测系统。系统采用LabVIEW作为软件开发平台, 硬件为NI公司的PXI-6133多功能数据采集卡, 采用C/S模式进行系统搭建。前端服务器程序负责进行电源输出数据的采集和基本处理, 并将数据通过DataSocket传输协议上传;客户端程序负责数据采集卡控制参数的设定、电源数据的集中显示以及数据存储。根据现场测试可知, 该系统工作稳定可靠, 操作界面简洁方便, 易于管理, 功能完善。     

兰州重离子加速器分时供束的Chopper模式解析

 介绍了兰州重离子加速器分时供束系统中Chopper模式解析子系统的体系结构及硬件组成,分析了软件需求,并采用多线程技术设计了Chopper模式解析程序。首先使用NI-DAQmx函数实时读取PXI6133数据采集卡上采集的Chopper模式脉冲,然后对其作进一步分析,最后使用TCP/IP协议将相应的工作模式控制指令发送给控制器。设计的程序达到了系统要求,实现了Chopper模式自动转换的功能,并通过了现场测试。     

MSC1210电源控制器的程序优化

为了解决兰州重离子研究装置( HIRFL ) 电源控制系统中的MSC1210 控制模块在调束过程中出现的各种故障,对其主芯片程序进行了优化设计。首先介绍了控制器的各种故障现象,分析了形成原因,然后制定了详细的设计方案,最后采用了以状态机为基础的指令接收过程、带校验机制的通信方式及远程指令复位等方法进行程序优化。实验室测试和现场使用结果表明,优化后的控制器运行稳定可靠,满足加速器的需求。The MSC1210 control module is one of the most important power supply controllers of Heavy Ion Research Facility in Lanzhou ( HIRFL ), but there are several problems during beam tuning. In order to deal with the problems,the main chip’s program was redesigned. In this paper we introduced the controller’s fault phenomena, and analyzed the reasons; then scheduled the optimized program in detail. Several methods were employed to improve the system performance, including instruction receiving process which is based on state machine, the communication mode with parity mechanism, and the remote instruction reset method. Both laboratory and commissioning tests indicate that the optimized controller is stable and reliable, and meet the operation requirement of HIRFL.     

超长周期慢引出主环磁铁电源控制系统设计

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）超长周期慢引出主环（CSRm）磁铁电源控制系统的设计。该系统采用基于高速以太网的分布式控制系统,选用了ARM+DSP结构的前端智能控制器,对整个运行周期的控制采用了分段处理的机制,解决了波形数据量过大而无法在前端控制器进行全波形存储的问题。该系统已经在加速器冷却储存环中通过了调试,满足了物理实验的要求。     

锦屏深地强流离子源控制系统的研制

对锦屏深地核天体物理实验JUNA(Jinping Underground laboratory for Nuclear Astro-physics)离子源控制系统进行了研究，采用分布式系统模型构建。硬件采用PLC、串口服务器、伺服电机及工控机等部件实现了离子源设备的远程监测及控制。软件通过建立EPICS IOC运行时数据库，实现了对所有被控设备的集成。用户操作界面采用CSS(Control System Studio)开发，实现了操作人员对所有被控设备的透明访问。基于安全连锁规则设计了机器保护系统，实现了运行异常下的连锁保护。该控制系统应用于国内首套深地实验强流ECR离子源，运行稳定可靠，完全满足JUNA运行及物理实验的需求。