BEPCⅡ超导磁铁失超探测器监控系统的研究

作     者：乔显杰 

作者单位：中国科学院研究生院 

学位级别：博士

导师姓名：裴国玺；陈福三

授予年度：2012年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

主      题：超导磁铁 失超探测器 监控系统 前端应用程序开发 监控界面 对撞机 

摘      要：对撞区超导磁铁是北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)的关键设备之一，其运行的稳定性和可靠性关系到整个对撞机的性能。该磁铁包括反螺线管线圈、二极线圈、四极线圈等共7组线圈，是目前世界上结构最复杂的超导磁铁。计算机程序模拟计算以及实际测试的结果都表明，需要一套探测准确、反应快速的主动失超保护系统对磁铁进行保护。现有的BEPCⅡ失超保护系统需要改进。本文立足于工程实际，对失超探测器监控系统进行改造，作者对原有系统的功能和工作原理进行了深入研究，设计了在EPICS软件平台下实现失超探测器监控系统的方案，完成了新监控系统的代码编写，实现了原有系统的所有功能，并在BEPCⅡ现场进行了在线调试运行，系统工作正常。在国内该课题属首次自主完成数字失超探测器监控系统的研究开发。\n 论文在引言部分对论文背景、研究意义以及课题研究内容和创新点做了概述。第二章从加速器控制系统结构入手，引出了EPICS软件平台，并详细分析了EPICS的结构和运行机制。第三章首先介绍了开发EPICS前端驱动需要用到的基础知识：VME总线协议、VxWorks系统概述、EPICS驱动结构，然后详细分析了商业DSP板卡Pentek4284和前端计算机MVME5100间VME总线的地址映射关系，在此基础上，开发了Pentek4284的EPICS前端驱动，并下载到IOC上进行了调试。第四章首先介绍了失超探测器工作原理和BEPCⅡ失超探测系统结构，详细分析了失超探测器的监控系统功能需求、ADO架构机制、DSP程序运行原理，在此基础上提出了在EPICS平台中实现失超探测器监控功能的解决方案，并说明了在实际开发工作中的实现方法。第五章介绍了采用OPI工具CSS开发的监控界面及其实现的功能，并在实际调试工作中对各部分功能进行了验证。第六章介绍了完成博士课题期间参与的其他BEPCⅡ相关工作，用基于EPICS系统的StreamDevice模块实现了BEPCⅡ温度监测系统的改进。最后在论文结尾对课题工作进行了总结和展望。