系統(tǒng)介紹 皮秒加速器是一臺滿足電子束脈沖輻解時(shí)間分辨實(shí)驗(yàn)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(gè)裝置安裝在地下隧道，防止輻射外漏?？刂葡到y(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)加速器各分系統(tǒng)信號的實(shí)時(shí)監(jiān)控和相應(yīng)地聯(lián)合設(shè)置，保障加速器的正常運(yùn)行，另外對緊急情況必需快速反應(yīng)，保護(hù)人身安全和設(shè)備。 皮秒加速器控制系統(tǒng)主要要求可靠，靈活。考慮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(shí)現(xiàn)大部分控制信號的通信；PC-based 可編程邏輯控制器ADAM5511實(shí)現(xiàn)高優(yōu)先級的快速反應(yīng)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(shè)備為： ● 21臺電源的開/關(guān)、電流設(shè)置/回采，故障和遙控狀態(tài)； ● 組束測靶片的進(jìn)/退，攝像機(jī)開/關(guān)，照明燈開關(guān)，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(dá)以及2臺波蕩器串口控制； ● 電子槍高壓輸出/回采，運(yùn)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(shè)備的數(shù)據(jù)都必須快速讀入到上位機(jī)加以存儲，以便對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確分析； ● 對所有緊急狀況的連鎖反應(yīng)以及相應(yīng)的聲光報(bào)警，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于1mS； ● 部分設(shè)備安裝于加速器隧道內(nèi)，為保證控制可靠，1#控制器應(yīng)位于設(shè)備就地，在高能、高壓環(huán)境下，必須保證控制器與上位機(jī)之間的通訊安全可靠； ● 系統(tǒng)需要提供多主機(jī)瀏覽功能，預(yù)留主機(jī)熱備能力。 項(xiàng)目執(zhí)行: 根據(jù)系統(tǒng)要求，設(shè)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(gòu)： 系統(tǒng)描述： 方案設(shè)計(jì)： 1、 系統(tǒng)通訊方案設(shè)計(jì) ①、為保證系統(tǒng)能夠擁有多主機(jī)瀏覽能力，系統(tǒng)通訊主干必須選用支持多主站的網(wǎng)絡(luò)方案，最通用，最經(jīng)濟(jì)的方案是采用以太網(wǎng)通訊。 ②、蕩波器和控制電機(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境的通訊。 2、 控制器方案設(shè)計(jì) ①、控制響應(yīng)時(shí)間要求較高，選用ADAM-5511控制器，相比較于ADAM-5510/TCP可以達(dá)到更好的響應(yīng)速度。 ②、控制設(shè)備信號數(shù)量多，且局部相對集中；需要以太網(wǎng)通訊，同時(shí)還需要作為以太網(wǎng)-RS485數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)；選用擁有8個(gè)插槽，并可自動(dòng)連接485設(shè)備的ADAM-5000TCP。 ③、與蕩波器、控制電機(jī)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(kuò)充系統(tǒng)。Adam5511通過Adam5KTCP的內(nèi)置Ethernet/R485網(wǎng)關(guān)級聯(lián)至相應(yīng)的Adam5KTCP，對組態(tài)王來講，是一個(gè)具有IP地址的以太網(wǎng)的通信設(shè)備。利用Adam5090，提供馬達(dá)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(shè)置電源電流；ADAM-5080的頻率計(jì)數(shù)特性采集環(huán)境防護(hù)劑量脈沖；ADAM-5056S設(shè)置電源開關(guān)、束測照明燈和攝像機(jī)開關(guān)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(shè)置靶片進(jìn)/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(fù)責(zé)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(shí)現(xiàn)人身安全和保護(hù)設(shè)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(shí)驗(yàn)，每秒鐘程序執(zhí)行3000次，這完全滿足系統(tǒng)的快速反應(yīng)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(luò)，結(jié)構(gòu)靈活以及構(gòu)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(diǎn)，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(guān)的特性擴(kuò)展了系統(tǒng)的控制層面，為Modbus設(shè)備提供了網(wǎng)絡(luò)接口。Adam-5511的嵌入解決了系統(tǒng)通訊速度的問題，同時(shí)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(shí)時(shí)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。