西安200 MeV质子应用装置控制系统的设计与实现
2021-11-10王茂成魏崇阳朱益江付振秋胡卫杰王敏文刘卧龙赵铭彤王忠明王学武
王茂成, 程 诚, 邹 运, 胡 闯, 王 强, 魏崇阳, 赵 晨, 朱益江, 杨 扬, 付振秋, 胡卫杰, 王敏文, 刘卧龙, 赵铭彤, 王忠明, 王学武
(1. 西北核技术研究所, 西安 710024; 2. 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024; 3. 清华大学 工程物理系, 北京 100084)
西安200 MeV质子应用装置(Xi’an 200 MeV Proton Application Facility, XiPAF)是为宇航用核心电子器件的空间辐射效应研究与考核评估而建设的辐射模拟装置。XiPAF由1台7 MeV的直线加速器、中能输运线、1台最高输出能量为200 MeV的同步加速器和高能输运线组成[1],包含直流电源、脉冲电源、高压电源、剥离膜设备、插板阀、真空计、机械泵、分子泵、离子泵、温度计和流量计等300多台/套各类型设备。为实现对这些设备及其参数的远程监控,协调同步加速器注入、加速及引出等各阶段不同设备按照特定时序工作,保障各类设备安全运行,本文基于实验物理与工业控制系统(experimental physics and industrial control system, EPICS[2]),设计开发了XiPAF控制系统,为XiPAF安全稳定运行和顺利出束提供了有力保障。
1 总体设计
XiPAF被控设备多、分布广,为方便设备调试、系统管理和后期运行维护,控制系统设计采用基于EPICS的分布式控制系统架构。
EPICS是由美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室(LANL)和阿贡国家实验室(ANL)联合开发的一套软件工具集,是目前粒子加速器和天文望远镜等大科学装置领域主流的控制系统开发软件[3-6]。EPICS可以分为操作员界面(operator interface, OPI)、输入输出控制器(input/output controller, IOC)和通道访问(channel access, CA)3部分,其中OPI是客户端,基于TCP/IP网络协议,通过CA对服务端IOC进行访问[2,7]。
XiPAF控制系统根据不同设备和分系统的控制需求,把控制系统划分为系统应用级、前端控制级和设备控制级3级。……
