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SUNIST 控制和诊断系统 - PowerPoint PPT Presentation


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SUNIST 控制和诊断系统. SUNIST 放电控制系统. 控制系统的主要控制对象 —— 环向场、欧姆场、垂直场的充放电回路 控制系统的主要工作,就是控制这些回路的泄放提起、充电启动和停止、泄放,以及产生符合时间要求的放电控制信号等。 其他:诊断系统以及数据采集系统的投入、充气系统投入、辅助波系统的高压投入等. 磁体系统和电源系统. 电容器组供电. 充放电过程. 放电波形(左是电压波形,右为主回路电流波形) 从 0 到“ t 循环”是一次放电的循环过程。包括了: 0 到 0’ : 系统的初始化过程,启动有关定时器及电源的充电过程

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Presentation Transcript

SUNIST控制和诊断系统


SUNIST放电控制系统

控制系统的主要控制对象

——环向场、欧姆场、垂直场的充放电回路

控制系统的主要工作,就是控制这些回路的泄放提起、充电启动和停止、泄放,以及产生符合时间要求的放电控制信号等。

其他:诊断系统以及数据采集系统的投入、充气系统投入、辅助波系统的高压投入等


磁体系统和电源系统

电容器组供电


充放电过程

放电波形(左是电压波形,右为主回路电流波形)

从0到“t循环”是一次放电的循环过程。包括了:

0到0’: 系统的初始化过程,启动有关定时器及电源的充电过程

t0’: 环向场开始充电,充到予设值自动停止等待。

t0’’: 欧姆场开始充电,充到予设值自动停止等待。

t0’’’: 垂直场开始充电,充到予设值自动停止等待。

0’: 启动放电控制用定时器,环向场开始放电

GP: 向真空室充入工作气体的波形

ECRF: 向真空室注入微波的波形

0’’: 欧姆场开始放电

0’’’: 垂直场开始放电

放电结束: 泄放,至“t循环”,开始下一次放电。



放电过程的控制

在放电零时刻(0’)首先启动环向场放电,产生环场电流Ibt,经过一段时间,当Ibt变的比较平缓的时候,启动欧姆场放电(0’’),产生欧姆场电流Ibohm,在等离子体中很快感应出等离子体电流Ip,稍后启动垂直场放电,产生垂直场电流Ibv,垂直场启动时间与欧姆场启动时间的时间差精度约为10微秒量级。


控制流程:包含主控流程,初始化,故障和报警处理流程等

初始化流程

系统变量初始化 硬件初始化

软件时钟初始化 窗口初始化

主控流程

单次循环 多次循环 紧急退出

循环中的故障

泄放提起失败(信号失败或者本地失败)

充电启动失败 泄放放下失败

充电故障( 充电软超时 , 充电电压超出设定值)


两类定时器

软件定时,其精度在毫秒量级或更差

硬件定时,定时器板IPC5387,相对精度可保证在百微秒以下

同一时序有可能要触发不同现场的不同系统,有必要对这样的信号分类进行电隔离扩展

信号以TTL电平输出


系统硬件框架

为了降低成本,整个系统围绕一台工业PC来搭建,用于控制的ISA接口卡(包括数字I/O卡、A/D转换卡和定时器卡等)一端通过ISA总线与工业PC相连,另一端则接端子箱。端子箱提供计算机系统与现场的光隔离以及信号的驱动等能力。这样的结构具有紧凑和可靠性高的优点,同时系统成本也很低。


系统软件和板卡驱动

MCGS组态软件为主,外挂VB驱动程序

1. 组态驱动

IPC5374、IPC5375、IPC5442——

在MCGS中通过设备组态完成

2. 外挂驱动

IPC5387——

由于操作系统和组态环境本身固有的时间精度限制,组态内的驱动不能满足要求,选择用VB编制外接驱动程序。使用外接程序启动放电时序,相当于不让MCGS知道定时器卡IPC5387的存在


编制MCGS程序




SUNIST诊断系统

电磁探针:2组罗科夫斯基线圈、9个磁通环(4个装在真空室内)、15个两维小探针(13个位于同一极向截面)

静电探针:3组可移动探针

14通道软X线面垒二极管阵列


电磁探针

原理:利用安培定律和法拉第定律,绕制各种各样的磁线圈

对等离子体电流,环电压,磁场变化进行测量

罗柯夫斯基线圈

(Rogowski coils)


静电探针

研究边界等离子体的参数分布和边缘区等离子体静电涨落


SUNIST数据采集

SUNIST的数据采集系统有32个模数转换通道,最高采样时间 0.2微秒。CT-6B的32通道采集系统也可供SUNIST使用。