蘭州重離子加速器研究裝置（HIRFL）產(chǎn)生的重離子束流對聚變堆原料的抗輻射特性、半導體的單粒子效應和癌癥的臨床試驗治療等方面的研究起著重要支撐作用。由于實際工作環(huán)境中各種干擾的存在,加速器管道中的重離子束流在運行過程中存在束流束損現(xiàn)象,因而需通過同步精確控制加速器管道中的各種探測器來對束流的相關數(shù)據(jù)進行采集和前端處理分析,以便加速器控制人員更好的掌握束流的運行情況。然而,傳統(tǒng)現(xiàn)場總線在從站的控制數(shù)量、兼容性、同步精確性和前端處理功能上存在一定的限制。因此本文在引入EtherCAT總線技術的基礎上,采用分布式束損探測器前端控制的模式,對探測器的數(shù)據(jù)采集使用FPGA作前端采集處理,以緩解主站集中處理數(shù)據(jù)的壓力。本文首先介紹了HIRFL以及束損探測器的背景知識和工作原理,總結了實際應用需求。其次,在EtherCAT原理分析的基礎上對整個系統(tǒng)實現(xiàn)了軟、硬件的設計和搭建。硬件方面主要是根據(jù)實際需求選型和設計采集卡、控制器、驅動設備,構建控制系統(tǒng)以及完整的硬件開發(fā)環(huán)境。軟件方面主要是設計各從站的數(shù)據(jù)采集、探測器的控制和XML文件,以及最終控制界面和數(shù)據(jù)庫管理。最后利用上述設計的系統(tǒng)在實驗室中按照多... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

HIRFL-CSR主環(huán)

蘭州大學碩士研究生學位論文 基于 EtherCAT 的分布式束損探測器前端控制系統(tǒng)的實HIRFL 和 CSR 結合構成 HIRFL-CSR 加速器系統(tǒng)，圖 1-2 為整體示意圖HIRFL 由離子源 ECR、扇聚焦回旋加速器 SFC、分離扇回旋加速器 SSC、實環(huán) CSRe 和冷卻存儲環(huán)主環(huán) CSRm 等主要設施構成[4][5][6][7]。

網(wǎng)絡系統(tǒng)結構，其中主站可以通過交換機、網(wǎng)關與工廠等場所進行通信，也遠程操作和監(jiān)控電機、打印機等設備。每個 EtherCAT 網(wǎng)段可容納多達 6節(jié)點，網(wǎng)絡規(guī)模巨大，同時其又可以支持各種拓撲結構：線型、星型、菊花及樹型等，而且這些拓撲結構又可以自由組合，圖 2-1 就包含星型、樹型結構。


本文編號：3138294