北京正负电子对撞机控制系统

为了提高对撞亮度,继续保持北京正负电子对撞机(Beijing Electron Positron Collider,BEPC)在世界同类装置中的领先地位,北京正负电子对撞机重大改造工程BEPCⅡ于2001年夏启动,于2009年7月通过国家验收。对BEPCⅡ控制系统进行了重建,该系统采用分布式体系结构,使用系统集成工具EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)进行开发。BEPCⅡ控制系统于2006年11月建成并投入使用,目前系统运行正常,达到了设计指标。本文将介绍新的BEPCⅡ控制系统。

BEPCⅡ储存环真空控制系统

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)的储存环真空控制系统是基于分布式实时控制软件EPICS架构设计的。真空控制系统负责储存环真空数据的采集、监测和真空阀门的联锁控制,确保真空设备维持超高真空状态。该系统自2006年11月初投入运行至今,一直工作稳定。

BEPCII事件定时系统

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)的定时系统主要包括用于产生各种触发信号和时钟信号的事件定时部分,以及储存环主频和注入器主频的锁相部分,其中前者的研制基于事件系统模块。本文介绍BEPCII事件定时系统的结构和基本功能、任意Bucket选择的设计和实现、以及定时系统的总体性能。

BEPCII控制系统动态数据获取与历史数据查询系统的设计与实现

BEPCII是北京正负电子对撞机重大改造工程,国家基础型大科学工程之一。以已经投入运行的BEPCII控制系统动态数据查询系统为依据,较全面地介绍了动态数据获取和历史数据查询系统的体系结构、数据库设计、开发模式与技术、系统环境和系统功能,并图示了部分系统的运行结果。

BEPCII直线定时系统光信号收发器的研制

定时系统为BEPCII直线电子枪、调制器和正电子源等设备提供精确的同步触发信号。因光纤介质的传输损耗低,使用光纤收发器传输同步触发脉冲信号,不但可以实现信号的远距离传输,同时保障了信号的电气隔离,增强了系统抗噪声能力。目前,自主研发的OTB插件已经投入了BEPCII的直线定时系统的运行,结果表明系统性能达到并优于定时系统的设计指标。

基于ATCA平台的EPICS/IOC冗余技术研究

加速器控制软件EPICS已经在世界各国120多个加速器和实验物理装置上得到了应用,新一代加速器控制系统的EPICS运行平台将从VME转移到ATCA。介绍了在ATCA硬件平台上分别通过Xen和Linux-HA软件中间件进行EPICS/IOC冗余技术研究。

PSC/PSI电源控制器在BEPCII样机电源中应用研究

BEPCII储存环的磁铁电源系统、按磁铁种类及供电方式,分为B铁电源、Q铁电源、S铁电源、斜四极子电源、校正磁铁电源、超导磁铁电源、同步辐射插入件4W1电源。由于储存环磁铁电源需要重新设计,并且数量由原来的97台增加到350台左右,所以储存环磁铁电源控制系统需要重建。为保证较高的控制精度和提高系统的抗干扰能力,采用美国SNS实验室研制的电源控制器(PSC/PSI)。介绍了PSC/PSI电源控制器在BII样机电源中应用,解决了接地的规范问题,避免了各种干扰。

LabVIEW-EPICS在BEPCII温度监测系统中的应用

大型实验物理和工业控制系统EPICS的发展,使它从支持单一的Vxworks平台扩展到支持Win32、Linux等多操作系统。在Win32平台上应用LabVIEW-EPICS接口,对北京正负电子对撞机的真空盒、光子吸收器以及RF屏蔽波纹管的温度进行监测,并将采集的温度值送到EPICS／IOC的实时数据库中,中央控制室的OPI通过CA对温度数据进行显示、报警以及历史数据的存储等操作。目前,样机研制已经完成,系统正处于全面开发之中。

束流光学软件的移植

以束流光学软件的移植为例,介绍BEPCII加速器控制系统调束软件的移植原理、过程、方法及特点。束流光学软件是控制系统核心调束软件之一,目前已经初步移植完毕。离线测试表明,软件原有功能基本具备,应用程序与模拟数据库之间数据读写准确,计算结果与BEPCII束流光学各参数相符。

北京正负电子对撞机低温超导设备控制系统研制

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)低温超导控制系统采用EPICS-PLC系统架构控制前端低温超导设备,克服了传统PLC对大型工业设备控制在线修改控制流程困难的局限性,可随时根据用户的需求修改控制流程,改进控制逻辑,提高了控制系统的开发和运行效率。文章介绍该系统的结构、功能、联锁逻辑和流程控制等。

OPC技术在EPICS系统中的应用

简要介绍了工控领域的OPC(OLE for process control)技术,并介绍了OPC在EPICS系统中的应用及EPICS/OPC服务器的开发。

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。

BEPCII电子日志系统

由于北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)建设和未来运行的要求,需要提供一个开放的电子日志平台,供BEPCII开发和运行人员进行日志录入并通过网页访问电子日志系统,摆脱传统的书面形式的日志,给大家提供一个公开透明的日志平台。本电子日志系统以德国DESY的电子日志系统为模板研制而成。用了目前比较成熟的JSP技术来生成动态Web应用。本文将介绍BEPCII电子日志系统的研发背景和过程。

北京正负电子对撞机注入控制系统的开发

在北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCII)中,注入控制系统承担的任务是对冲击磁铁电源进行开关机、升降流、状态显示、故障报警等操作,并将从示波器采集到的脉冲电源的波形信号通过以太网送入前端控制计算机的IOC中,在中央控制室进行监控。描述了BEPCII注入系统冲击磁铁电源的控制方式和原理,以及在实验物理和工业控制系统(EPICS)环境下系统的构建及数据库和应用软件的开发。

使用ORACLE管理EPICS数据库的研究

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)控制系统使用EPICS组态软件包构建。EPICS的核心是驻留在前端机IOC上的分布式数据库。该分布式数据库通常是在主机上用工具软件VDCT或文本文件生成,然后通过网络装载到前端机IOC上。目前,BEPCII控制系统的信号量有两万多个,分布在20多个IOC上。这么多的数据库分别由设备控制人员使用VDCT或文本自行开发,没有一个统一的管理工具对其进行透明化管理。介绍了当前国内外使用ORACLE管理EPICS数据库的现状,分析了EPICS数据库并研究了ORACLE数据库管理系统存储和管理EPICS数据库的机制,介绍了OR-ACLE与EPICS数据库接口的软件开发过程及其应用。

北京正负电子对撞机校正磁铁电源样机控制系统

在北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPC II初步设计)中,储存环校正磁铁电源将采用VM E I/O模块直接控制的方式,描述了在实验物理和工业控制系统(EP ICS)环境下开发VM E I/O模块的驱动程序,以及硬件连接和应用软件的开发与调试,包括数据库记录的建立和人机界面的开发等,最后实现了通过SUN工作站上运行的人机操作界面对校正磁铁电源进行开关机、升降流和状态监视等操作。

CAN总线在北京正负电子对撞机直线加速器控制系统中的应用

以CAN总线在北京正负电子对撞机(BEPC)直线加速器控制系统中的应用为例,介绍了CAN总线的特点,系统结构以及基于VME总线的CAN接口卡在实验物理和工业控制系统(EPICS)中的软件设计。CAN总线已成功地在北京正负电子对撞机直线加速器控制系统的磁铁电源控制EPICS样机系统中得到应用,取得了满意的结果。

电源控制器PSC/PS I的串口驱动开发及其应用

北京正负电子对撞机重大改造工程BEPC II的磁铁电源样机预制工作中,电源控制系统采用美国SN S实验室研制的电源控制器PSC/PS I。PSC有一个串行接口能与控制计算机进行通讯,可以用一组PSC/PS I作为独立测试系统。主要介绍了电源控制器PSC/PS I的串口驱动程序开发和在L abV IEW环境下电源独立测试程序的开发及测试。

基于Java的人机界面JKnob的研究

介绍了一种基于Java的人机界面微调管理器JKnob,该工具已初步与BEPCII储存环10台电源控制样机在实验室联调成功。

NFS双机热备软件在BEPCⅡ中央计算机控制系统中的应用

BEPCⅡ中央计算机控制系统采用双机热备系统,它是由两台SUN Fire V880服务器和一台Sun Stor Edge 3310磁盘阵列组成,安装双机热备软件Sun Cluster 3.1和Sun Cluster HA for Network File System (NFS)数据服务软件。本文主要介绍商业的双机热备软件和流行的NFS计算机技术在BEPCⅡ中央计算机控制系统中的实现方法和应用。