6篇关于EPICS的计算机毕业论文

今天分享的是关于EPICS的6篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到EPICS等主题,本文能够帮助到你

合肥光源质谱光束线控制系统设计与开发

这是一篇关于合肥光源,光束线,联锁保护,运动控制,EPICS的论文, 主要内容为合肥光源质谱光束线升级改造后,由原来的一线一站改变为一线两站,在真空安全联锁逻辑和数据分析等方面对控制系统提出了新的要求。因此,对合肥光源质谱光束线控制系统进行了重新设计和开发。在调研国内外同步辐射光源光束线控制系统研发情况的基础上,结合合肥光源质谱光束线的实际需求,设计了以EPICS为基础的控制系统技术方案,按照功能主要分为真空安全联锁系统和运动控制系统两部分。真空安全联锁系统在真空度出现异常时按照联锁逻辑及时关闭阀门和光闸,隔离前端区和储存环,实现对储存环和光束线设备的保护。真空安全联锁系统涉及的真空设备主要是水冷光屏、真空阀门、真空计及快阀控制器。以横河FA-M3系列PLC搭建了真空安全联锁系统的硬件结构,设计了 PLC联锁保护程序,基于netDev驱动程序开发了 IOC应用程序,采用Phoebus开发了用户界面,并将真空安全联锁系统在运行过程中产生的状态数据和报警信息存入数据存档系统和报警系统。运动控制系统对质谱光束线的光学元件进行控制,为光束线的调节提供技术手段。质谱光束线上的光学元件不多,只配备了 3台步进电机。以正运动技术有限公司的ZMC464运动控制器、鸣志公司的SSDC06-ECX-H步进伺服驱动器为基础设计了运动控制系统的硬件结构,运动控制器和驱动器之间采用实时以太网EtherCAT进行通信。基于ZDEVELOP集成开发环境设计了运动控制程序,采用StreamDevice作为驱动程序开发了 IOC应用程序,采用Phoebus开发了用户界面,并将运动控制系统的运行数据存入数据存档系统和报警系统。目前,新的控制系统已经在合肥光源质谱光束线上进行了测试和部署。测试中,真空安全联锁系统的联锁逻辑与设计一致;快阀控制器的联锁响应时间约为8.4ms,好于设计指标10ms;运动控制系统的双向重复定位精度为0.70μm,好于设计指标1μm。以上测试表明,控制系统达到了设计目标。

合肥先进光源定时系统设计

这是一篇关于定时系统,储存环注入,MTCA.4,事件定时,EPICS的论文, 主要内容为合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,HALF)是一台基于衍射极限储存环的第四代同步辐射光源,为量子科学、电子信息、生物技术等尖端科学领域提供强大的实验平台。HALF主要由注入器、储存环、光束线和实验站等组成,其中注入器的满能量为2.2GeV,储存环的周长为480m,储存环电子束能量为2.2 GeV。定时系统作为HALF装置最重要的系统之一,需要完成以下任务:按照一定顺序触发HALF各个相关系统的设备,使它们相互配合完成储存环注入的工作;降低由于环境温度变化或者光纤老化导致的信号漂移,保证系统长期运行的稳定性;为其它系统提供时间戳,保证系统中数据采集时间的一致性。在充分调研国内外加速器装置定时系统的基础上,结合HALF装置中电子枪、聚束器和直线加速器、储存环的注入系统、束流测量系统等对定时系统的要求,设计并开发了基于MTCA.4总线的事件定时系统。HALF储存环的高频频率为499.8MHz,谐波数为800,储存环内相稳定区(Bucket)的时间间隔为2ns。为了保证电子枪发射的电子束能填充到储存环的任一 Bucket,必须实现定时系统主时钟与储存环高频信号间的锁相同步。定时系统的事件时钟频率设计为166.6MHz,对应最小的调节步长为6ns,相当于储存环相邻Bucket之间距离的3倍,各系统通过选择合适的延时值,就能遍历储存环内全部的Bucket。定时系统通过将触发信号的传输延迟补偿到可编程的目标延迟值,可以降低由光纤长度变化引起的信号漂移。利用定时系统传递从NTP或GPS得到的整秒数据,与利用计数器得到的秒以下数据进行组合,从而获得完整的全局时间戳。根据各个系统的实际位置以及它们需要的触发信号类型和路数,设计了 HALF定时系统的布局方案。HALF控制系统是基于EPICS的分布式控制系统,为此基于EPICS开发了定时系统的软件,包括输入输出控制器(Input Output Controller,IOC)驱动程序、IOC数据库以及操作界面(Operator Interface,OPI)。为了验证定时系统设计方案的合理性,利用开发的定时原型系统对设计指标进行了测试,测量结果如下:触发信号的抖动为19.74ps,触发脉冲信号的延迟和脉宽的调节步长均为6 ns,延迟补偿功能将触发信号漂移控制在3 ps左右,全局时间戳的精度可以达到ns量级。测量结果表明,HALF定时原型系统的性能达到了设计指标。

基于Phoebus/Alarms的加速器报警技术研究

这是一篇关于报警系统,EPICS,粒子加速器,Phoebus,Kafka,ElasticSearch的论文, 主要内容为报警系统作为控制系统的重要组成部分,用于实时监测过程变量的报警状态并发布报警信息,以便于工作人员及时进行故障维修或隐患排除。EPICS(Ex-perimental Physics and Industrial Control System)是应用最广泛的粒子加速器控制系统开发工具。随着EPICS技术的发展,EPICS社区先后发布了多款用于报警系统的开源软件,如 ALH(Alarm Handler)、BEAST(Best Ever Alarm System Toolkit)和Phoebus/Alarms等,本论文是在EPICS社区最新发布的Phoebus/Alarms基础上进行报警技术的研究与应用。本论文描述了 Phoebus/Alarms报警系统的开发环境,如Phoebus、Kafka、Elas-ticSearch、Kibana、Anaconda和前后端分离网页架构等技术。对Phoebus/Alarms报警系统的系统架构和设计理念进行了研究,并在其原型系统上进行了二次开发,增加了报警信息网页查询、微信推送和短信发送等3种报警信息的发布方式,并实现了报警参数的自动配置功能。报警系统的总体架构分为服务端、Kafka、上层应用端等3层。服务端的组件Alarm Server和AutoConfigurator分别用于监测过程变量的报警状态变化和实现报警参数的自动配置。Kafka将过程变量的实时报警信息和报警系统的相关配置等信息存储在4个主题中,从而实现了应用解耦。上层应用端主要由3类模块组成,分别是Alarms中的客户端组件、报警信息查询网页、微信和短信发布程序。Alarms中的客户端组件可以实现声音报警播放、报警状态展示和报警状态确认等功能。为了方便工作人员远程查询各过程变量的实时报警信息,我们开发了基于B/S(Browser/Server)架构的报警信息查询网页,该网页通过WebSocket通信协议缩短了前后端的同步时间,所展示的报警信息将根据报警严重程度的不同显示对应的颜色,并可通过报警严重程度、所属组别等条件进行过滤和排序。另外,我们还开发了微信和短信发布程序,该程序拥有跟模块Alarms不同的报警策略,不仅可以发送报警信息和恢复信息,还可以基于装置的运行模式、报警信息等内容采取抑制措施,从而将有效的报警信息发送给工作人员。本论文研究的报警技术在合肥光源、红外自由电子激光装置上得到了应用。报警系统目前运行稳定,为工作人员及时掌握装置的报警信息提供了重要的技术支持。

基于EPICS的核燃料芯块检测装置控制系统设计与开发

这是一篇关于核燃料芯块,控制系统,EPICS,图像采集的论文, 主要内容为核能是经济、清洁、高效的战略能源,是现代能源体系的重要组成部分。核燃料芯块是核燃料组件的核心部分,芯块表面有缺陷或者外形尺寸不达标都会降低核反应堆的运行效率,甚至会导致核泄漏。因此,需要对核燃料芯块外观进行严格的质量检测。本项目将自动传送装置和机器视觉技术结合起来,设计了一套核燃料芯块检测装置,实现了在无人干预的情况下对核燃料芯块外观的自动检测。控制系统是自动检测装置的大脑和神经。为保障装置能够安全稳定运行,且能够高效采集芯块的各种外观图像、自动判别外观质量有问题的芯块并将其分拣出来,最终实现核燃料芯块外观自动检测的目的,本文通过对装置控制需求的分析以及对国内外控制系统研究现状的调研,创新性地将广泛应用于粒子加速器等大科学装置中的控制系统软件开发架构EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)应用在核燃料芯块检测装置上,为核燃料芯块检测装置设计并开发了一套基于EPICS的控制系统。本文主要完成工作如下:(1)控制系统设计。根据装置控制需求以及EPICS标准模型设计了控制系统的总体架构,该控制系统从低到高分为三层:硬件系统、IOC(Input Output Controller)和OPI(Operator Interface)。设计了硬件系统结构,并确定了硬件系统中主要设备的选型。(2)控制系统IOC开发。根据硬件系统的设备选型和通讯方式,在芯块传送控制系统IOC中选择并配置了驱动支持模块AsynDriver、配置并开发了设备支持模块Stream Device、开发了实时数据库、启动脚本和SNL(State Notation Language)程序,实现了IOC对芯块传送装置的逻辑控制和状态监测;在图像采集控制系统IOC中选择并配置了设备支持模块S7nodave,开发了实时数据库、启动脚本和图像数据传输接口,实现了IOC对图像采集装置的监控和数据交换。(3)控制系统OPI开发。使用Phoebus开发了控制系统的远程操控界面,该界面能够对硬件系统进行统一的开关操作,且具有设备运行状态监测、芯块外观图像实时显示、数据查询和参数配置等功能。使用Archiver Appliance开发了数据归档系统,实现了图像数据的存储、迁移、检索和管理。最后,对控制系统进行了现场测试,控制系统完全能够满足装置的控制需求,该装置及其控制系统未来将应用在核燃料芯块生产线上。

HUST射频负离子源上位机控制软件及数据归档

这是一篇关于NBI射频负离子源,控制系统,EPICS,数据归档系统,数据查询的论文, 主要内容为中性束注入(NBI)是受控核聚变装置中等离子体辅助加热的重要手段之一。大功率射频负离子源由于其具有运行可靠性高、结构简单、维护方便等优点,被国际热核聚变实验堆(ITER,International Thermonuclear Experimental Reactor)选为参考离子源。2017年起,华中科技大学获得科技部的支持,继续开展NBI射频负离子源关键技术的研究。控制系统是负离子源的重要组成部分,是实验人员能够有效掌握射频负离子源实验平台运行状态与参数,完成束流引出任务的保证。本文针对HUST小型试验负离子源硬件结构和运行特性,分析了控制系统的控制需求,提出了分布式控制系统的架构。控制系统软件基于EPICS框架开发,系统由子系统调试模块、运行监测模块、流程控制模块、配置管理模块组成。由于负离子源在运行过程中将产生大批运行数据,为方便实验人员对运行数据进行分析,控制系统的数据归档部分也是研究内容之一。本文详细介绍了基于EPICS的离子源控制系统和数据归档系统的具体实现方法。在Linux操作系统中,采用分布式控制系统集成软件EPICS实现控制系统软件开发,现场设备与控制系统通信由EPICS的设备支持与设备驱动模块完成,采用VDCT完成实时数据库的开发,以实现控制系统对各子系统的灵活调试,实时监测系统运行参数变化,可靠的参数配置方式,可扩展的流程控制程序。应用CSS完成人机交互界面的开发,同时开发虚拟设备程序,完成控制系统的功能测试。数据归档系统采用Java web技术开发,以Spring Boot、Spring MVC以及Mybatis为基础框架搭建系统,系统分为数据获取、数据存储和数据查询三部分。数据获取部分通过EPICS的JCA接口获取数据并存入My SQL数据库中。数据查询部分可以按照给定的时间范围、选择的控制变量名以及实验批次号三种方式进行查询。为了便于实验人员对查询结果的分析,开发了友好的交互界面并可以将查询结果导出,采用测试软件对系统进行页面并发压力和稳定性的测试。基于EPICS的HUST小型试验负离子源控制系统具有可靠性、开放性和灵活性等优点,满足负离子源实验需求以及多用户通过局域网获取实验数据的需求。