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CSNS加速器真空控制系统的设计与实现

康明涛 黄涛 张玉亮 何泳成 王金灿 金大鹏 吴煊 郭凤琴 朱鹏 王林 薛康佳

康明涛, 黄涛, 张玉亮, 等. CSNS加速器真空控制系统的设计与实现[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 084001. doi: 10.11884/HPLPB202032.200042
引用本文: 康明涛, 黄涛, 张玉亮, 等. CSNS加速器真空控制系统的设计与实现[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 084001. doi: 10.11884/HPLPB202032.200042
Kang Mingtao, Huang Tao, Zhang Yuliang, et al. Design and implementation of vacuum control system of China Spallation Neutron Source[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 084001. doi: 10.11884/HPLPB202032.200042
Citation: Kang Mingtao, Huang Tao, Zhang Yuliang, et al. Design and implementation of vacuum control system of China Spallation Neutron Source[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 084001. doi: 10.11884/HPLPB202032.200042

CSNS加速器真空控制系统的设计与实现

doi: 10.11884/HPLPB202032.200042
基金项目: 国家“十一五”重大科技基础设施建设项目((2008)2578)
详细信息
    作者简介:

    康明涛(1977—),男,硕士,工程师,从事加速器控制系统研究;kangmt@ihep.ac.cn

  • 中图分类号: TP273

Design and implementation of vacuum control system of China Spallation Neutron Source

  • 摘要: 中国散裂中子源(CSNS)加速器真空控制系统负责真空数据采集、设备监控和闸板阀控制与联锁,是设备运行和故障诊断以及超高真空保持的重要保障。本文介绍了加速器真空需求,基于实验物理及工业控制系统EPICS软件框架的真空控制系统设计与实现,使用横河可编程逻辑控制器PLC控制与联锁设备,摩莎MOXA工控机监测真空状态,EPICS PV数据直接进入声音报警系统和历史数据库系统,为工作人员及时发现和处理问题、进行后续数据分析和机器研究等提供了便捷途径和可靠保障。目前,该系统已完成现场安装和调试,并已正式投入运行。运行结果表明,该系统具有稳定性好、可靠性高、人机交互友好的特点,很好地满足了加速器真空控制系统运行的需要。
  • 图  1  真空控制系统结构图

    Figure  1.  Diagram of the vacuum control system

    图  2  真空控制系统站点分布图

    Figure  2.  Local control station diagram of vacuum control system

    图  3  控制梯形图流程示意

    Figure  3.  Ladder flow chart of vacuum control system

    图  4  离子源厅触摸屏界面

    Figure  4.  Touch screen interface of ion source hall

    图  5  真空控制系统用户界面主页OPI

    Figure  5.  Main operator interface(OPI)of vacuum control system

    图  6  RFQ区间真空规、离子泵电源电流和闸板阀状态历史曲线

    Figure  6.  Curve of history inquiries for vacuum gauge, ion pump power and valve status of RFQ

    表  1  加速器真空环境需求表

    Table  1.   Requirements of vacuum system

    acceleratorvacuum degree/ Pa
    ion source(IS)low energy beam transport line(LEBT)2.0×10−3
    radio frequency quadrupole(RFQ)1.0×10−5
    medium energy beam transport line(MEBT)1.0×10−5
    drift tube linac(DTL)1.0×10−5
    linac to ring beam transport line(LRBT)1.0×10−5
    rapid cycling synchrotron(RCS)5.0×10−6
    ring to target beam transport line(RTBT)1.0×10−5
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    表  2  真空系统主要设备统计

    Table  2.   The vacuum system devices

    devicemolecular pumpion pumpgaugevalve
    quantity71473034
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    表  3  真空数据电气接口表

    Table  3.   Serial ports of vacuum system

    device modelquantityanalog interfaceCOM
    TPG-300 54 not used RS-422
    MKS 937B 9 used not used
    ion pump power supply 147 none RS-485
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    表  4  其他系统设备真空压力联锁信号

    Table  4.   Interlock signals of other systems

    systemion sourcepower supplylinac RFDTL
    quantity21049
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-24
  • 修回日期:  2020-04-22
  • 刊出日期:  2020-08-13

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