系統(tǒng)介紹 皮秒加速器是一臺滿足電子束脈沖輻解時間分辨實驗要求的電子加速器，電子束能量為6-15Mev，脈寬小于5ps（10-12），整個裝置安裝在地下隧道，防止輻射外漏。控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)加速器各分系統(tǒng)信號的實時監(jiān)控和相應地聯(lián)合設置，保障加速器的正常運行，另外對緊急情況必需快速反應，保護人身安全和設備。 皮秒加速器控制系統(tǒng)主要要求可靠，靈活?？紤]到大部分控制只需毫秒級，我們采用研華分布式5000系列智能模塊及控制器?；谝蕴W(wǎng)的ADAM5000TCP實現(xiàn)大部分控制信號的通信；PC-based 可編程邏輯控制器ADAM5511實現(xiàn)高優(yōu)先級的快速反應和串口通信。由于環(huán)境惡劣，數(shù)據(jù)采集/控制盡量選擇光隔離模塊。 系統(tǒng)需求 皮秒加速器控制中主要設備為： ● 21臺電源的開/關、電流設置/回采，故障和遙控狀態(tài)； ● 組束測靶片的進/退，攝像機開/關，照明燈開關，以及靶片的限位狀態(tài)； ● 2套輻射劑量脈沖監(jiān)測； ● 5臺馬達以及2臺波蕩器串口控制； ● 電子槍高壓輸出/回采，運行模式繼電器選擇； 皮秒加速器控制系統(tǒng)要求： ● 所有現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)都必須快速讀入到上位機加以存儲，以便對實驗進行準確分析； ● 對所有緊急狀況的連鎖反應以及相應的聲光報警，響應時間應小于1mS； ● 部分設備安裝于加速器隧道內(nèi)，為保證控制可靠，1#控制器應位于設備就地，在高能、高壓環(huán)境下，必須保證控制器與上位機之間的通訊安全可靠； ● 系統(tǒng)需要提供多主機瀏覽功能，預留主機熱備能力。 項目執(zhí)行: 根據(jù)系統(tǒng)要求，設備的信號類型和數(shù)量及分布情況選用研華產(chǎn)品如下： 3臺ADAM-5000TCP，2臺ADAM-5511，4塊ADAM-5017，7塊ADAM-5024，5塊ADAM-5051S，5塊ADAM-5056S，2塊ADAM-5060，1塊ADAM-5080，1塊ADAM-5090，2塊ADAM-4541， 系統(tǒng)結(jié)構： 系統(tǒng)描述： 方案設計： 1、 系統(tǒng)通訊方案設計 ①、為保證系統(tǒng)能夠擁有多主機瀏覽能力，系統(tǒng)通訊主干必須選用支持多主站的網(wǎng)絡方案，最通用，最經(jīng)濟的方案是采用以太網(wǎng)通訊。 ②、蕩波器和控制電機都通過RS232方式通訊控制，控制器必須有從以太網(wǎng)接受命令，并轉(zhuǎn)發(fā)到RS232的通訊能力。 ③、在高能、高壓環(huán)境下，采用電信號傳送數(shù)據(jù)是不可靠的，必須使用光纖通訊來保證通訊安全可靠；同時還須考慮光纖通訊能很好的整合到以太網(wǎng)通訊主干中?；谝陨峡紤]選用研華ADAM-4541來實現(xiàn)惡劣環(huán)境的通訊。 2、 控制器方案設計 ①、控制響應時間要求較高，選用ADAM-5511控制器，相比較于ADAM-5510/TCP可以達到更好的響應速度。 ②、控制設備信號數(shù)量多，且局部相對集中；需要以太網(wǎng)通訊，同時還需要作為以太網(wǎng)-RS485數(shù)據(jù)網(wǎng)關；選用擁有8個插槽，并可自動連接485設備的ADAM-5000TCP。 ③、與蕩波器、控制電機通訊選用可插入ADAM-5511槽內(nèi)的ADAM-5090 4口 RS232通訊模塊。 皮秒加速器控制系統(tǒng)以Ethernet為主要通信方式，上層監(jiān)控軟件為與研華產(chǎn)品兼容很好的組態(tài)王，接入HUB解決組態(tài)王與所有Adam5KTCP之間的智能通信，并易于擴充系統(tǒng)。Adam5511通過Adam5KTCP的內(nèi)置Ethernet/R485網(wǎng)關級聯(lián)至相應的Adam5KTCP，對組態(tài)王來講，是一個具有IP地址的以太網(wǎng)的通信設備。利用Adam5090，提供馬達和波蕩器的RS232接口通信。 Adam-5000TCP的使用 3臺Adam-5000TCP通過ADAM-5017、ADAM-5024回讀與設置電源電流；ADAM-5080的頻率計數(shù)特性采集環(huán)境防護劑量脈沖；ADAM-5056S設置電源開關、束測照明燈和攝像機開關以及所有的工作警燈與警鈴；ADAM-5051S回讀電源故障和本/遙狀態(tài)、束測所有靶片位置；ADAM-5060設置靶片進/退位的繼電器操作。Adam-5000TCP直接接入以太網(wǎng)將狀態(tài)信號周期性送至組態(tài)王顯示和處理。 Adam-5511的使用 1# Adam5511負責環(huán)境惡劣的大廳內(nèi)的電子槍高壓控制與繼電器模式選擇。由于距離和環(huán)境，在兩端分別加Adam4541光纖通訊模塊解決RS485通信的距離和質(zhì)量問題。在2# Adam5511中內(nèi)置了由TC3.0編譯的可執(zhí)行程序，實現(xiàn)人身安全和保護設備的聯(lián)鎖以及所有的RS232串口通信， 內(nèi)置的80188CPU、ROM-DOS以及watchdog保障了Adam5511執(zhí)行的效率和質(zhì)量，筆者曾做實驗，每秒鐘程序執(zhí)行3000次，這完全滿足系統(tǒng)的快速反應要求。 [align=center] [/align] 結(jié)論: 工業(yè)控制發(fā)展至今，控制方式上越來越依賴于網(wǎng)絡，結(jié)構靈活以及構建方便是主要原因。皮秒加速器控制系統(tǒng)中，帶有8插槽的Adam-5000TCP具有集中和分散控制的優(yōu)點，為控制系統(tǒng)的搭建以及升級提供了便利。Adam-5000TCP支持絕大多數(shù)的模擬、數(shù)字等ADAM-5000模塊，可以任意組合。另外帶有Ethernet/R485網(wǎng)關的特性擴展了系統(tǒng)的控制層面，為Modbus設備提供了網(wǎng)絡接口。Adam-5511的嵌入解決了系統(tǒng)通訊速度的問題，同時也解決了Adam-5000TCP串口通信的難題。皮秒加速器控制中，研華系列產(chǎn)品的使用，保障了系統(tǒng)的靈活性、可靠性、實時性，且對于中小規(guī)模的控制系統(tǒng)，研華產(chǎn)品有一定的成本優(yōu)勢。