east中性束注入器电源故障实时监测系统设计 design of fault signal real-time monitoring system of nbi power system.pdfVIP

第36卷第5期 核电子学与探测技术 V01．36No．5 2016年5月 NuclearElect啪icsDetection May．2016 Technolog)， EAST中性束注入器电源故障实时 监测系统设计 仇茹嘉1，刘智民1’2，潘军军1，蒋才超1，崔庆龙1，刘胜1 (1．中国科学院等离子体物理研究所，合肥230031； 2．中国科学技术大学研究生院科学岛分院，合肥230026) 摘要：为实现对EA盯中性束注入(№utr8l Be锄hjec石∞，NBI)器电源系统在线运行状态进行实时 监测，论文提出了一个基于FPGA、百兆以太网和C}}用户终端的全光纤组网实时故障态监测系统解决方 案。系统对中性束注入装置各电源的故障态以及输出波形进行实时采集和组网传输，并拥有用户终端 进行监测和控制操作，在中性束装置实验运行测试中获得了较好的结果。系统对于大量分散信号的分 布采集和远程监测系统设计具有一定参考价值。 关键词：分布数据采集；远程传输；实时；现场可编程逻辑门阵列 中图分类号： TL629．1 文献标志码： A 文章编号：0258JD934(2016)5鹏6J叩 中性束注人(NBI)加热即是托卡马克辅助辅助电源系统和离子源负载等设备距离较远， 加热手段中加热效率最高、物理机制最清楚的 给电源系统实时状态的监测和高效处理带来了 一种方式¨1。东方超环(EAST)装置是我国自 难题。同时目前的电源系统采用放电后调出参 行设计研制的国际首个全超导托卡马克受控磁 数波形的显示方式，在EAsT长脉冲放电的运 约束核聚变实验装置，分别安装有NBI—l和行中，运行人员对于电源系统一些重要指针的 NBI一2两条束线旧J。每条束线的两台兆瓦级动态变化难以迅速掌握从而做出判断调整。另 离子源配备相同的两套电源系统，主要包括灯 外，电源系统区域的复杂电磁干扰环境也为信 丝电源、弧电源、缓冲器电源、等离子体电极高 号的可靠采集和传输带来了困难。 压电源、抑制极负高压电源、偏转磁体电源以及 本课题基于FPGA设计一套实时故障态监 静电探针电源等多套HJ。NBI电源系统的安全测系统。针对NBI电源系统存在的电源装置 可靠稳定运行与整个NBI系统的运行密切相 分散、故障状态信号数量多以及长时间模拟信 关。NBI电源系统存在电源数量多，故障态种 号的实时监测问题，该系统由基于FPGA的故 类繁多等问题，且束线控制室、高压电源系统、 障信号采集电路和模拟信号采集电路为下位机 进行采集，全光纤组网，并通过以太网与上位机 收稿日期：2016一02—26 进行通讯，以实现对电源系统故障状态和参数 基金项目：国家磁约束核聚变发展研究 的实时采集和远程监测。 (2013GBl01003)、国家自然科学基金 11505225)资助。 1 系统总体设计方案 作者简介：仇茹嘉(199l一)，女，安徽合肥人，在读硕