基于QNX的EAST极向场电源现场层实时控制的设计与实现

为实现对核聚变装置EAST极向场12套电源的现场层的实时控制,构建了基于QNX平台的电源分布式现场层控制系统,利用以太网现场总线控制器实现对极向场电源状态的实时控制,并通过Modbus/UDP协议实现和上位机的数据的实时通信,实时控制周期可达4ms。

EAST极向场电源的数据存储及读取方法

EAST(Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)装置的等离子体放电持续时间设计值为1000s,目前放电长度已超过100s。极向场电源(PF)是EAST的核心系统,有接近200路信号需要进行数据存储,每一次放电的数据量非常大,普通的数据库不能够满足长脉冲数据存储的要求。本文使用HDF5(Hierarchical Data Format)存储长脉冲数据,HDF5是可以存储不同类型的图像和数码数据的文件格式。本文采用HDF5的C接口,设计复合数据类型的数据集,为了实现实时存储与实时读取,将一次放电时间进行分割,并对数据进行分块存储和读取。通过可视化工具Hdfview查看数据集,以及Qt读取HDF5文件并进行波形显示,证明复合数据类型和分块数据集的正确性,以及分块写入与分块读取的可行性,同时对读写时间进行简单的测试,证明分块写入与分块读取方式具有高效性。

基于EPICS的EAST极向场电源监控设计与实现

监控系统是EAST极向场电源控制系统重要的子系统,实现对设备的实时监视与远程控制;电源监控系统运行于Linux操作系统,基于EPCIS进行设计;创建EPICS数据库,编写IOC程序,使用CSS设计OPI人机界面;实现对现场所有设备的实时监视,并对开关进行远程控制,使用alarm插件实现故障检测,使用archive插件实现数据存储并可查看历史数据;经实验测试,该设计运行稳定功能齐全,能满足极向场电源对监控系统的需求。

大功率变流器同步信号的状态变量滤波器设计

EAST极向场电源是由晶闸管相控整流电路组成的大功率变流器,其同步信号的取用至关重要。为提高控制精度,采用EAST极向场电源系统中整流变压器的次级电压信号作为同步信号。由于该同步信号中包含大量的谐波及噪声,所以需要对其进行滤波。通过分析同步信号的特点,提出了滤波器设计要求,比较不同滤波器特点后,选用状态变量滤波器进行滤波,并对状态变量滤波器的设计进行了详细的理论分析和参数计算。最后通过RT-LAB实时仿真测试和实验证明,该滤波器具有理想的滤波效果,可以实现同步信号的精确提取。