论文摘要
20世纪以来，随着能源消耗量的不断增长，热核聚变逐步成为人们解决能源危机的最佳途径之一。目前，托卡马克装置引领着热核聚变领域的研究潮流。随着国际热核反应实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor，简称ITER）计划实施的进展，ITER制定了符合聚变实验环境专用的控制系统标准，CODAC（Control OfData Access and Communication，简称CODAC）标准。J-TEXT装置是华中科技大学建立的中型托卡马克装置。为了规范聚变实验的控制管理，改进现有的控制系统性能，更好的完成实验项目，需要构建完善的基于CODAC标准的J-TEXT CODAC控制系统平台，而联锁安全系统即是系统中一个重要的组成部分。联锁安全系统的开发设计，针对实验人员职业安全及仪器设备财产安全而展开，是一个以保护概念为核心的专用系统。本文根据CODAC标准，从设计原则，总体结构，器件标准，运行机制等方面介绍了基于中央联锁安全系统（CISS）及分控联锁安全系统（PISS）的两层结构系统体系，完成了J-TEXT联锁安全系统的总体方案和实现的初步设计。本文采用了以FPGA为内核的NI Compact RIO新型PAC硬件平台以及LabVIEW图形化编程语言软件平台，初步完成了电源联锁安全系统的设计与实现，这一组合形式符合CODAC设计标准中快控制器的选型标准，在控制响应速度方面优势显著。本文以J-TEXT电源系统为例，开发了电源联锁安全系统，完成了联锁安全系统开发的整个流程，而且为后续系统的开发和完善提供了参考依据。电源联锁安全系统采用共享变量，实现了基于EPICS的CA通信方式，使其能更好的与EPICS系统相兼容，保持良好的数据通信性能。联锁安全系统的信号采用光纤传输方式，保证了系统信号的可靠性，目前已制作完成的光纤传输驱动设备通过测试，可在1MHz以上的高频信号源下，保持良好的工作性能。