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ddd 电子直线加速器控制系统 911加速器控制系统方案、进度 4MeV电子直线加速器计算机控制系统 吕卫星 中国原子能科学研究院 核技术与计算机应用研究所 加速器计算机控制系统 随着加速器技术的发展，其应用领域拓展到工业探伤、工业CT、集装箱监测、辐照、医疗等领域，对加速器的运行参数及稳定性等的要求越来越高。而传统的加速器控制方式是采用的表盘、开关、继电器的控制模式。它的智能化程度是很低的、维修及升级困难，将计算机技术、网络技术、通讯技术融于加速器控制系统中，提高加速器监控系统的智能化程度 控制方案 加速器的计算机控制系统分为两类： 集中式控制系统 分布式控制 系统(DCS) 集中式控制系统是指在控制系统中具一中心计算机。系统的信息采集处理及控制都是通过此中心计算机以及它下属的各类接口设备来进行的。因为加速器中的各个统都维系于此。此外在这种控制方式中也还有中心计算机负担过重的问题。 分布式控制系统,对于加速器中的每个相对独立的小的子系统，通常由一个小规模的计算机来进行控制。对于加速器的运行中的信息处理以及人机界面等也备有相应的计算机。通过局部网络将系统中的各个计算机（也就是各个子系统）联接起来。 系统硬件 1、加速器设备级 将加速器设备划分为若干个分系统。如调制器系统，制冷系统，真空系统，充气系统、剂量系统、AFC系统等。 2、监测与控制级 本系统采用三个PLC分别用于调制器柜、水冷柜、照射头机箱。通过工业总线连接他们构成本级网络。可编程序控制器接线简单，功能完善，体积小，可靠性高，而且通用性强，容易掌握。抗干扰能力，可编程性，如果工艺过程变化，PLC不必更换，只要将内部程序随工艺要求改动。 可编程控制器可接受多种方式做输出、输入控制的强大功能，且稳定性及寿命皆高，除了单独一台的控制之外，更可进行多台的连接，利用通讯互连组网，形成本级网络确保人身和设备的安全，易于达成整体自动化的目标。 3、用户管理级 分布式控制系统是基于计算机网络进行工作的，本级用多台计算机构成Ethernet网络实现管理功能（分别实现数据显示、控制执行、信息发布、运行管理，通讯管理等功能）。 系统软件 1、网络及通讯协议 TCP/IP网络协议 RS232/485协议 GSM+SMS协议 2、 操作系统：Windows NT。 3、系统开发环境的选择 系统采用C语言，它具有移植性好，以后在扩充系统时可很快移植运行于UNIX操作系统。 4、数据库 采用MS SQL Server 系统功能 控制系统分二种运行模式： 手动控制方式； 计算机自动控制方式 可设置的加速器各系统参数 可显示的加速器各系统参数 可显示加速器各系统的状态 通过网络实现异地远程监控 1、局域网（TCP/IP协议） 2、固定电话网（调制解调+TCP/IP协议） 3、移动通讯网（GSM+SMS协议） 计算机通讯和软件设计 1. 充分利用通讯技术及数据安全算法确保数据的正确性，实现既实现了监测又实现了控制执行，较好地解决了以往计算机只监不控的问题。 2．软件可实现系统的自诊断，自动报出故障，及初步分析故障原因，提示相应的解决办法，并保存下来。 3．操作人员通过人机交互控制加速器正常运行。设备运行的状态、参数、实时过程数据都通过画面显示出来，并作为历史数据保存在数据库中。 4．通过软件将TCP/IP协议、RS232/422/485协议、GSM-SMS协议及采用多线程技术在计算机实现通讯及控制。通过对PLC编程实现设备级的通讯及控制。通过两层通讯确保安全运行。 5. 软件代替部分硬件(如AFC系统 ) 编制软件的分类 系统的特点 1. 三台PLC之间通过RS232/485总线构成网络，每台PLC又通过以太网联到用户管理级的计算机上，实现两级网络互联。 2. 加速器各设备的数据信息在网络及现场总线传递，在每个授权节点计算机上都可以浏览整个加速器运行状况，操作方式较之传统方式更加简单可靠。 3. 信息的交换靠网络通讯完成，这样就大量减少了系统施工时的布线工作量，也为今后系统的维护及故障查找提供了方便。 4. 过程参数的数字化传递，避免了模拟量传输所带来的漂移、抗干扰等问题，大大提高了系统的稳定性。 5. 测试及检修方便，缩短相应的周期。 6. 今后应用工艺、设备发生变更，只需要在总线上增添或摘除相应节点，并对软件作修改即可。所以这种柔性的系统连接方式具有一定的适应性、扩展性，可以最大程度地保护投资。