J-TEXT托卡马克电源监控系统界面开发

论文摘要

现代社会能源问题日益紧张,聚变能的应用是解决人类能源问题的最有效的手段,磁约束核聚变是最有可能实现的聚变能应用的途径。托卡马克装置目前引领了磁约束聚变研究的潮流,电源系统是托卡马克装置的核心组成部分之一,它给装置的磁体线圈提供合适的电流,用以产生等离子体,并完成等离子体的约束、加热、维持等任务,是托卡马克装置顺利运行的基础保障。J-TEXT装置是华中科技大学建造完成的中型托卡马克装置,自2007年获得第一等离子体以来,运行状态良好,正在开展相关的等离子体物理实验研究。J-TEXT装置目前拥有四套电源系统,包括纵场电源系统、欧姆场电源系统、垂直场电源系统和水平场电源系统,其电源控制系统基于QNX实时操作系统,采用分布式单电源控制运行模式,系统简单稳定,为J-TEXT电源系统可靠运行提供了保障。建立之初的电源控制系统,尚无友好的人机操作界面,采用命令行字符型的控制运行方式,操作不够灵活方便,不利于对电源系统的运行状态的监控。本课题根据控制系统操控方面存在的不足,以及电源系统的运行需求,在QNX实时操作系统平台下,开发电源系统的人机交互界面,旨在为用户提供一个操作方便、人机交互友好、性能稳定的电源控制系统监控界面。该控制系统监控界面可以大大降低操作人员的工作量,并实时显示电源运行状态参数,对电源系统的可靠运行具有比较重要的现实意义。本文在满足电源控制系统稳定性和实时性的前提下,进行了电源监控系统界面的需求分析、总体设计与实现、优化设计等方面的研究工作。基于QNX实时操作系统,使用Photon工具开发了J-TEXT电源监控系统界面,具有良好的实时性、可靠性。在为用户提供方便、稳定的电源系统操作方式和监测方式的同时,节约了用户的时间,提高了工作效率。采用EPICS系统开发J-TEXT电源系统运行状态监控界面,实现电源系统运行状态的远程监控和实时显示。EPICS系统首次应用于J-TEXT的电源监控系统中,为EPICS平台下J-TEXT中央控制系统的开发奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 受控热核聚变的研究现状与前景
• 1.2 J-TEXT 装置及电源系统简介
• 1.3 本文所做的主要工作
• 2 QNX 系统与Photon 工具简介
• 2.1 QNX 操作系统简介
• 2.2 Photon 简介
• 2.3 本章小结
• 3 J-TEXT 托卡马克电源监控系统界面的总体设计
• 3.1 J-TEXT 托卡马克电源监控系统界面的设计原则
• 3.2 J-TEXT 托卡马克电源监控系统界面的主体结构
• 3.3 J-TEXT 托卡马克电源监控系统界面的实现及功能
• 3.4 本章小结
• 4 基于EPICS 的J-TEXT 电源系统运行状态监控界面开发
• 4.1 EPICS 简介
• 4.2 J-TEXT 电源系统运行状态监控界面的设计
• 4.3 J-TEXT 电源系统运行状态监控界面的实现及功能
• 4.4 本章小结
• 5 界面的实现及性能优化
• 5.1 引言
• 5.2 J-TEXT 托卡马克电源监控系统界面的实现与优化设计
• 5.3 J-TEXT 电源系统运行状态监控界面的实现与设计优化
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献