EPICS在加速器控制系统中的应用

摘要

加速器控制系统是加速器的大脑和神经，带电粒子在加速器中产生、传输、加速到引出束流，整个过程都是在计算机控制系统的控制下进行的。加速器运行状况的优劣与控制系统的实时性、稳定性、可靠性和控制精度密切相关，因此，控制系统的开发和建设是一项十分重要的工作。
　　实验物理和工业控制系统EPICS是由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)和阿贡实验室(ANL)联合开发的控制系统集成工具，广泛地应用于高能加速器控制系统中，随着EPICS的不断发展，它还广泛应用于天文学、工业应用以及工业研究等领域。使用EPICS开发的控制系统具有标准模型、可移植性、可互操作性、可裁减性以及可重用性等特点。
　　本论文基于中国工程物理研究院应用电子学研究所的30MeV直线加速器硬件平台，开展了以下研究:
　　1、对系统集成工具EPICS的功能模块和结构，以及软件组成进行了比较详细的调研。根据30MeV直线加速器的组成，对各子系统的组成以及分别需要控制的参量进行了分析，并完成了加速器控制系统的整体设计。
　　2、对EPICS在磁铁电源控制系统中的应用进行了研究。系统主要从硬件和软件两方面进行了分析和设计，采用GPIB总线实现前端机与可编程电源的通信，在Linux操作系统中应用Asyn和StreamDevice软件包完成了可编程电源应用程序的建立，应用VDCT完成了控制系统的数据库设计，应用MEDM完成了操作员控制界面的开发，完成了磁铁电源控制系统的联机调试。
　　3、对EPICS在束流截面监测装置中的应用进行了研究。系统从硬件和软件两方面进行了分析和设计，采用RS—232串口线实现前端机与装置的通信，应用Asyn软件包完成了设备支持模块和应用程序的建立，应用VDCT完成了系统的数据库设计，应用MEDM完成了操作员控制界面的开发，完成了控制系统的联机调试。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 加速器控制技术的发展

1．2 EPICS国内外发展状况

1．3 选题背景

1．4 论文主要内容

第二章 加速器控制系统概述

2．1 加速器控制系统的基本概念

2．1．1 自动控制系统

2．1．2 实时操作系统

2．1．3 网络通信技术

2．1．4 现场总线技术

2．2 加速器控制系统的任务和功能

第三章 30MeV直线加速器的控制系统

3．1 系统集成工具EPICS

3．1．1 EPICS功能模块和结构概述

3．1．2 OPI软件

3．1．3 IOC软件

3．1．4 实时数据库

3．2 30MeV直线加速器的控制系统

3．2．1 微波系统

3．2．2 束流诊断系统

3．2．3 磁铁电源系统

3．2．4 其他辅助系统

3．2．5 安全连锁保护系统

3．3 30MeV加速器的EPICS控制系统设计

3．3．1 硬件系统

3．3．2 软件系统

3．4 小结

第四章 EPICS的应用研究

4．1 磁铁电源控制系统

4．1．1 硬件系统

4．1．2 软件系统

4．2 束流诊断系统

4．2．1 硬件系统

4．2．2 软件系统

4．3 小结

第五章 结论

致谢

参考文献

发表论文情况

参加学术活动

附录