J-TEXT托卡马克远程参与实验系统的设计与实现

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托卡马克是目前最有可能生产受控热核聚变能的磁约束装置。国际热核聚变实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)托卡马克是目前世界上在建造中的最大型的托卡马克,由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国七方合作在法国建造。为了方便合作方研究人员和科学家可以在世界各地远程参与ITER的实验,ITER在其控制数据访问和通讯(Control,Data Access and Communication,CODAC)的框架下,开发了远程参与实验系统。我国作为ITER合作方,消化和吸收ITER的关键技术,是我国当前聚变研究的重要任务。我校的J-TEXT装置在消化和吸收ITER CODAC系统关键技术的基础上,根据J-TEXT装置的特点和需求,开发了J-TEXT CODAC系统。作为J-TEXT CODAC系统的一部分,本文在消化ITER CODAC技术的基础上,开发了J-TEXT远程参与实验系统。J-TEXT托卡马克远程参与实验系统是是基于J-TEXT实验物理和工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)的应用系统。本文结合J-TEXT和其它大型物理实验装置控制系统的特点,设计出系统的总体架构。系统应用表术性状态转换(Representational state transfer,REST)软件架构风格设计远程控制实验接口,重点设计了远程控制实验接口系统的三层结构(核心业务层、数据模型层、安全保障层)以及复用了J-TEXT EPICS系统的电源模型。本文基于远程控制实验接口设计了远程参与实验Web应用。该应用的基本需求是查询状态、配置参数、执行命令。这部分包含了服务器端、客户端、实时更新实验状态功能的设计和实现。最后本文对该Web应用进行了测试,能够通过该应用实时监测J-TEXT实验状态、配置实验参数、执行相关的命令。J-TEXT托卡马克远程参与实验系统已经完成了设计和测试,并在J-TEXT上进行了部署使用,系统能够连续稳定运行,具有良好的用户体验,达到了设计目标。
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