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EAST极向场电源控制系统是一个基于QNX操作系统的分布式实时控制系统,电源现场需要采集和控制的信号数量繁多而且分散,必须采用现场总线技术实现电源控制节点与底层设备间信息的交互。为完成对极向场电源工作过程的监控,本文设计了一套完整的监控系统,通过监控节点与监控系统中其余节点的通信实现监控数据的采集、显示、备份和故障报警等功能,有效的保障了电源的可靠运行。
本文的主要研究内容包括:根据极向场电源的特点选择最适合的现场总线技术组建底层控制网络;对现场总线层进行测试、分析与优化,提高通信的实时性、可靠性,保证控制系统通信的高要求:合理规划电源监控系统的软硬件结构,实现对电源有效的实时监控、故障报警、数据备份和远程监测等功能。
经过多方面分析与对比,控制系统选用了以太网现场总线技术,它是以太网技术在现场总线技术领域的全新应用,具有许多传统现场总线技术无可比拟的优点。但是,由于以太网介质访问机制CSMA/CD等因素的影响,以太网现场总线技术应用于实时控制领域又存在一些问题,其中实时性和可靠性问题最为突出。本文通过对现场总线层通信的测试分析,提出了优化网络实时性和可靠性的方法,保证了系统的高效运行,为以太网现场总线技术的工程应用提供了良好的解决方案。
EAST极向场电源监控系统彻底改变了HT-7电源监控系统的结构模式,监控节点直接与现场总线层进行数据交互,减轻了网络负荷,同时也省略了不必要的中间环节,使监控更为可靠、高效。监控节点程序采用组态软件开发,因而电源监控界面更为直观、生动。
现场总线层及监控系统的设计与实现在EAST首次通放电试验中得到了验证,被证明是实时、稳定、可靠的。