The application of EPICS in TMSR radiation protection and access control system

To treat technical problems of data acquisition,alarm management, and historical data archiving of radiation protection control system in Thorium Molten Salt Reactor, a network prototype system was designed based on experimental physics and industrial control system.Radiation level of many locations in Jiading campus of Shanghai Institute of Applied Physics is being continuously monitored, and boundaries of accelerator facilities and radiochemical areas are defined by the access control system. In this paper, we introduce the control system design,including human–machine interfaces, alarm system, historical data archiving system, and the software for access control. The software development followed the standard of Capability Maturity Model Integration(CMMIò) Level3, and the software had passed a third-party test, which indicated that the functionality and the reliability could fulfill the requirements of the radiation protection system.

EPICS控制系统软件开发环境

为了有效地管理大型科学装置控制系统的软件系统EPICS(Expefimental Physics and Industrial Control System)的开发过程,保证系统的可靠性及可维护性,本文对EPICS的开发环境进行了分析,并通过对软件管理方法、账号权限管理及开发过程的研究,提出并建立了一个统一、便捷和可靠的EPICS软件开发平台。

基于Win32 EPICS输入输出控制器的设计

本文介绍了基于Win32实验物理和工业控制系统(Expefimental Physics and Industrial Control System,EPICS)输入输出控制器(Input/Output Controller,ioc)的设计和实现,提出了EPICS IOC和微软技术的衔接方案,结合高性能数字示波器,将基于Win32的IOC很好地融入整个EPICS控制系统。

EPICS控制系统中的Oracle数据库采集

介绍EPICS(Experimental physics and industrial control system)控制系统中针对Oracle的数据库采集。深入剖析了EPICS通讯协议、Oracle联网协议,详细介绍了采集软件的体系结构和实现方法,最后对EPICS 稳定性做了测试。本文给出了采集程序对控制系统影响的测试结果和采集程序运行情况。

EPICS IOC与EtherCAT设备通信的一种方法

Ether CAT(Ethernet Control Automation Technology)是一种用于工业自动化的实时以太网现场总线协议。通过使用OPC(Object Linking and Embedding for Process Control)Gateway驱动程序实现了EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)IOC(Input/Output Controller)与Ether CAT设备的通信,从而使Ether CAT成为加速器控制系统中对实时性要求很高的高速控制系统的一种解决方案。在简要介绍EPICS、Ether CAT、OPC及OPC Gateway的基础上,对使用OPC Gateway驱动程序实现EPICS IOC与Ether CAT设备通信进行了测试。结果表明,EPICS IOC可通过OPC Gateway驱动程序与Ether CAT设备正常通信。

基于EPICS的X射线小角散射实验站控制和数据采集系统

上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)X射线小角散射(small angle X-ray scattering,SAXS)光束线站的常规样品台、掠入射样品台、变温热台的控制程序及数据采集程序均是在LabVIEW环境下开发的,而基于步进电机的狭缝控制系统等则是在分布式控制的EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)环境下开发的。由于开发和运行环境不同,这些设备在联动控制时不可避免地存在网络延时的缺陷。本工作在EPICS环境下对运动控制、探测器数据采集和光强检测等控制进行集成,形成了统一的用户操作界面,操作简单,能极大提高实验效率,并在SAXS实验站得到了稳定应用。

EPICS环境下PLC在光束线安全防护控制中的应用

光束线安全防护控制系统是确保储存环正常运行以及线站安全实验不可或缺的部分。论文介绍了合肥光源重大升级改造项目中光束线安全防护控制的方法。在基于EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)软件平台下,以标准化、模块化、高性能的可编程控制器PLC(Programmable Logic Controller)为核心进行光束线联锁控制系统的设计。重大升级改造完成后,各线站的联锁控制在得以统一化和标准化的同时,系统的安全可靠性、稳定性以及抗干扰性等也都得到有效提高。

EPICS IOC冗余技术研究

为了提高反应堆及其他高安全等级控制系统的安全可靠性,设计了一种基于Heartbeat软件和Autosave软件的EPICS IOC冗余测试平台。在此测试平台中,Heartbeat用于心跳监测,实现IOC的冗余切换;Autosave动态保存IOC记录的域到网络文件系统(NFS)服务器中,以实现数据同步。经测试,该系统运行良好,可快速实现IOC的冗余切换和数据信息同步。基于Heartbeat和Autosave的EPICS IOC冗余技术可在高可靠性等级控制系统得到进一步应用。

EPICS在SSRF液氮冷却单色器运动控制中的应用

介绍了上海光源液氮冷却单色器的工作原理,描述了在EPICS环境下实现单色器步进电机控制、能量扫描和探测器信号实时获取、晶体切换和高度补偿以及单色器姿态参数保存等功能。实验结果表明,单色器能够提供满足实验要求的同步辐射光,运动控制系统的各项指标达到或优于设计目标。

基于PRP协议的EPICS冗余技术

冗余技术是提高EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)在核电领域应用可靠性的有效解决方案。不同于当前采用的"热备用"冗余模式,本文借鉴IEC 62439-3标准所发布的并行冗余协议(Parallel Redundancy Protocol,PRP)阐述的"并行"冗余模式,分析了该协议的应用层实现方案用于EPICS系统的可行性,并参照EPICS的通道访问协议(Channel Access,CA),在Linux系统下开发了基于PRP的EPICS CA协议软件。测试表明,基于PRP应用层协议方案的EPICS CA协议,在网络单点故障时可以实现无缝切换的高可靠性要求,为提高核电领域EPICS系统的通信网络可靠性,提供了实现方式。

基于EPICS的粒子加速器辐射安全联锁PLC系统设计

粒子加速器是一种研究粒子结构的高能物理研究装置,在加速器调试和运行过程中,会形成瞬发辐射,一套稳定可靠的辐射安全联锁系统是粒子加速器保护人员安全的必备设施。本文以高能同步辐射光源为例,介绍了一种基于EPICS的辐射安全联锁系统,该系统以横河PLC作为联锁控制器,可以保证系统的稳定可靠和可扩展性;用加速器控制行业十分流行的EPICS软件开发监控平台,在保证系统Q身安全运行的同时,可以提供必要的共享数据给加速器控制系统,便于开发各类远程显示终端。

EPICS应用于FAST主反射面控制系统的研究

500 m口径射电望远镜FAST主动反射面的控制是望远镜工程建设的重要部分。在介绍了实验物理与工业控制系统(EPICS)架构的相关技术后,提出将EPICS架构应用到FAST主动反射面控制系统中的设计思想和控制方案。并针对FAST密云30 m模型主动反射面控制,进行了基于EPICS架构的系统开发。详细介绍了软硬件的设计结构和内容,为FAST原型主反射面控制以及其它子系统的控制提供了基于EPICS架构的参考依据。

基于EPICS的温度监测报警系统研究

现代大型实验物理和加速器装置中,高精度设备的使用越来越广泛。由于一些高精度设备对工作环境温度要求非常苛刻,在这种情况下,对环境温度的监测就显得十分必要。EPICS(ExperimentalPhysics and Industrial Control System)是应用于大型实验物理和加速器控制系统组态软件工具集,已在多个加速器上得到应用。该文介绍了一种基于EPICS的温度监测报警系统的实现,并在BEPCII电子枪定时插件温度监测中得到应用。

The new control system of HLS linac and transport line

The new linac and transport line control system of Hefei Light Source (HLS) is a distributed control sys- tem based on EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System). Industrial PC (IPC) is widely used as not only Input/Output Controller (IOC) but also device controller. Besides industrial PC, PLC and microcontroller are also used as device controllers. The software for industrial PC based device controller is developed based on VxWorks real-time operating system. The software for PLC and microcontroller are written with ladder software package and assemble language, respectively. PC with Linux and SUN workstation with Solaris are used as operator interfaces (OPI). High level control is made up of some EPICS tools and Tcl/Tk scripts.

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。

以太网技术在SSRF设备控制中的应用

随着工控技术和以太网技术的发展,可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)基本都具备了以太网连接功能。上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF)大量采用了PLC作为设备控制器。应用以太网技术在上海光源设备控制中,通过以太网技术可以使设备控制器直接连接至控制网络。采用以太网技术简化了控制系统结构,同时也便于系统维护和升级。

一种生物X射线小角散射光束线站自动换样溶液蠕动装置

利用同步辐射X射线小角散射技术可以研究溶液中蛋白质的结构信息。但是在实验过程中,高通量的X射线易造成蛋白质的辐射损伤,发生结构变化。本文介绍了一种自动换样溶液样品蠕动装置,在实验过程中利用Hamilton的PSD/4注射泵控制样品上下运动,减小单位体积照射时间以降低X射线对蛋白质的辐射损伤。此外,通过对注射泵、准直调节台和样品/缓冲液支撑台的协调控制实现了自动换样、回样和清洗功能,提高了实验效率。在上海光源生物X射线小角散射实验站进行了实验,通过对静止模式和蠕动模式下溶菌酶的散射曲线及回旋半径的测量,表明该装置可达到很好的防辐射损伤效果,实现了预期的样品蠕动装置功能。

CSNS微小角中子散射谱仪运动控制系统样机

微小角中子散射(Very Small Angle Neutron Scattering,VSANS)谱仪是结构校准的有力工具。为了保证中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)VSANS谱仪的运动部件满足重复定位精度优于±2μm的要求,设计了基于实验物理及工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)软件架构的运动控制系统方案,并搭建了相应的运动控制系统样机。该样机使用步进电机、绝对式光栅和Beckhoff嵌入式控制器,实现了对平移台位置的全闭环控制。测试结果表明:该样机的重复定位精度优于±2μm,且具有稳定可靠性高的特点,很好地满足了CSNS VSANS谱仪的需要。

ADS注入器Ⅱ真空控制系统设计

ADS注入器Ⅱ真空控制系统是基于分布式实时控制软件EPICS架构设计的。采用基于数据流设备的通信驱动模块StreamDevice、CSS和JDBC等技术,实现对现场真空设备的远程网络监控和设备状态历史数据查询。对EPICS设备层控制接口采用IOC驱动模块StreamDevice实现,可满足真空计、离子泵、PLC等加速器装置中常用的串口,及以太网口智能设备的网络监控。整个控制系统实现了对加速器真空设备的远程采集、监测和真空阀门的联锁控制,保证束流的稳定运行。

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。