Control application of a superconducting magnet power supply based on EPICS

The superconducting quadrupole magnets （SCQs） are powered by 16 power supplies in the inter- action region of the BEPC Ⅱ. The control application of these power supplies must be interlocked with the quench protection system to protect the superconducting magnet and relevant devices. This paper describes the development procedures of this control application using EPICS and the operating result with the quench protection system on-site.

EPICS在加速器控制系统中的应用

介绍了当前国内外大型加速器实验室采用的主流控制系统软件开发工具EPICS的总体结构和特点,主要介绍了ASYN结构和特点,以及对使用ASYN软件包建立磁铁电源串口设备支持模块进行的研究,并将其应用于中国工程物理研究院驱动自由电子激光的30 MeV直线加速器磁铁电源控制系统中。同时还具体介绍了磁铁电源控制系统的结构以及系统软件设计,为直线加速器控制系统的建设做好准备工作。使用EPICS开发工具建立的加速器控制系统可以满足实验要求的高可靠性和高稳定性,从而为自由电子激光实验提供高品质束流。

基于EPICS的磁铁电源控制系统

本文介绍了在EPICS软件环境下实现的磁铁电源控制系统,详细分析了基于DeviceNet现场总线的磁铁电源控制器原理、硬件结构及软硬件系统的集成。测试结果表明该系统的精度、分辨率和稳定度均已达到设计指标,目前已成功地应用在100MeV电子直线加速器的磁铁电源控制中。

基于EPICS的快控电源监控系统的设计

EAST放电实验会产生大量的工程数据,其中快控电源部分的数据十分重要,需要对相关数据进行监控及存储,对此提出了基于EPICS的快控电源监控系统的解决方案。该系统采用EPICS框架,使其能够通过采集卡采集前端传感器输出的信号或者其他现场总线模块采集数据,同时存储在EPICS数据库和MDSPlus数据库中,按照定时等方式传送到界面进行显示,监测采集到的值是否超过阈值引起报警等功能。该系统有效地满足了实验人员对快控电源数据的监控及存储需求,也为实验后相关数据的查询提供了便利。

上海同步辐射装置电源控制系统

上海同步辐射装置电源控制系统是基于EPICS系统开发运行的分布式控制系统。系统中-65K实时数据库记录分布运行于27个VME总线的IOC控制器中，实现了对600多台各类磁铁电源的访问控制。本文介绍了电源控制系统基于Ethemet的层次式结构与工作原理，分别描述了针对PSI与SINAP电源控制器的控制解决方案，同时介绍了系统的硬件设备、IOC和控制台软件及系统中采用的通讯技术。

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。

SDUV-FEL实验装置中的电源控制系统

SDUV-FEL是进行FEL新原理测试的实验装置,其电源控制系统是在EPICS系统架构下开发与集成实现的基于Ethernet的分布式控制系统。本文介绍了系统的基本结构与工作原理,描述了针对直接I/O控制模拟电源、数字化控制电源、GPIB接口电源设计的控制方案,以及基于嵌入式系统的IOC控制器开发、电源控制实时数据库和图形化操作界面的设计。在已进行的多项FEL实验中,电源控制系统的性能得到了充分检验。

合肥光源储存环校正铁电源控制系统改造

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标。储存环校正铁电源控制系统是进行束流轨道校正的重要前提。本文描述了该系统硬件结构、软件设计及调试结果。运行结果表明,改造后的合肥光源储存环校正铁电源控制系统很好地满足了轨道稳定性对其的要求。

HLS电子储存环新校正铁控制系统

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标。校正铁电源的稳定是储存环束流轨道稳定的重要前提。老的校正铁电源其稳定性已不能满足机器稳定运行的需要,因此,采用新的数字电源来代替老的模拟电源,与此对应的控制系统也要相应的改造。描述了新校正铁电源控制系统硬件结构、软件设计及调试结果。运行结果表明,新校正铁控制系统很好地满足了机器运行和调试的要求。

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。

HEPS-TF超导3W1扭摆磁铁控制系统的设计

介绍了中国高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)中超导3W1扭摆磁铁控制系统的设计。该控制系统主要包括电源控制系统和低温信号监测系统。整个控制系统基于实验物理及工业控制系统(EPICS),其硬件结构以串口服务器为核心,将接口转换为标准的RS232/485接口。软件方面,通过应用StreamDevice设备驱动模块开发了基于Modbus协议的EPICS驱动,缩短了设备驱动的开发周期。上层控制界面采用嵌入了EPICS Qt框架的Qt Creator开发,增强了其灵活性。目前控制系统的离线测试已完成。

基于Qt的BEPCII注入器电源控制接口实现

针对系统的运行效率、扩展性等要求,对原基于EPICS EDM的BEPCII注入器磁铁电源控制接口进行升级改造,由基于C++的Qt可视化开发框架实现。升级后的电源控制接口,通过与EPICS系统的无缝连接,实现对磁铁电源参数的显示与调整,更完成了一键E+/E-切换、电源阈值保护、操作回滚等多重便捷、有效的调束手段,提高了调束人员的工作效率和束流的注入效率。自2013年9月上线运行以来,系统表现出良好的的稳定性、可扩展性及功能性,为BEPCII束流注入速率的提升作出重要贡献。

高能同步辐射光源电源远控系统设计

高能同步辐射光源HEPS采用了2800多个数字化电源,由第二代数字电源控制器DPSCMI来提供网络通信接口,软件协议采用了MODBUS TCP/IP协议.DPSCM主要由FPGA及其电源控制的固件程序构成.电源远程控制系统方案采用了基于服务器的IOC硬件设备,软件基于EPICS分布式控制系统,同时开发了数字电源控制程序.基于目前搭建的HEPS电源远程控制系统,运行调试结果证明目前该电源控制系统方案结构简单、网络通信快捷、稳定性好,能够满足物理性能的需求.

西安200MeV质子应用装置脉冲电源控制系统

西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)控制系统是采用实验物理与工业控制系统(EPICS)架构设计开发研制的分布式控制系统,包含了设备安全联锁网络、同步定时网络和数据与控制网络。XiPAF脉冲电源控制系统是其中一个子系统,集成在3个网络当中,该系统通过EPICS输入输出控制程序(IOC)和实时数据记录器(RTDL)网络客户端程序,采用多种通信协议与电源通信并进行控制,实现了XiPAF脉冲电源监测、控制、触发和安全联锁功能,适当简化了脉冲电源的操作流程,并对多台脉冲电源实现了集约化管理。经整机实验表明,该系统满足装置稳定运行和物理调束需求,目前已正式投入运行。

BEPCⅡ磁铁电源控制系统(英文)

BEPCⅡ约有460台磁铁电源分布在储存环和输运线上．绝大部分电源要求万分之一的控制精度和稳定度,只有二极磁铁电源要求十万分之五的控制精度和稳定度．所有电源均采用SNS电源控制器PSC/PSI进行控制．在将PSC/PSI用于BEPCⅡ磁铁电源的控制之前,搭建了PSC/PSI控制样机,对电源工程样机进行了开关机、升降电流的控制,并对PSI的DAC/ADC控制精度和稳定度进行测量,结果证明其控制精度和稳定度均满足要求．采用PSC/PSI的优点是控制硬件相同,软件相同,系统集成简单,便于安装．从而缩短控制系统研发周期,节约人力资源．介绍了BEPCⅡ储存环和输运线磁铁电源PSC/PSI控制系统体系结构和功能、电源控制软件的开发以及所取得的阶段性进展．

4W1磁铁电源控制系统的改造

在北京正负电子对撞机(BEPC)中用于同步辐射X光研究的插入件4W1磁铁由主线圈绕组和补偿线圈绕组组成,由两台高精度直流电源(主电源和辅助电源)供电.2004年11月,BEPC开机使用的两台主电源和辅助电源是重新设计制造的,采用新的控制接口PSI和控制器PSC进行控制.这套系统是在BEPCⅡ磁铁电源控制样机PSC/PSI完成的基础上仅用1个月的时间完成的.在运行初期经过多次调试和修改后,安全无故障运行历时4个月,为同步辐射提供两条X光束线,保证了用户顺利地进行实验.它是第一个投入运行的BEPCⅡ储存环控制系统的一个新系统.介绍了基于EPICS平台开发的4W1磁铁电源新的控制系统和4W1磁铁升降流的特点以及控制升降流应用程序的研制.