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10MeV辐照电子直线加速器控制系统的研制

作　者: 曾自强
导　师: 周文振
学　校: 中国原子能科学研究院
专　业: 核技术及应用
关键词: 电子直线加速器分布式控制 PLC 辐照
分类号: TL53
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

加速器自从20世纪30年代诞生以来，随着其理论和相关技术的发展，已不仅仅是应用于粒子物理实验研究，同时对国民经济发展的很多方面起到越来越重要的作用。我们研制的10MeV辐照电子直线加速器是应用于辐照加工领域的，具体可以用在食品防腐保鲜、辐照电线和电缆以及医疗用品消毒灭菌。系统分为三级架构：加速器设备级、监测与控制级、用户管理级。加速器设备级按功能划分为若干个分系统，如调制器系统、速调管系统、恒温系统、水冷系统、磁场系统、真空系统、传送系统、安全连锁、配送电系统等。采用工业以太网及工控总线技术将各设备连接起来，构成了一个稳定，易于扩充升级的硬件环境。软件系统实现了对各种输入输出量的监视控制功能，按照成熟的控制逻辑来控制加速器，保证加速器能安全稳定的运行；提供多种控制方式或模式，以满足调机、运行各个阶段对控制的要求；通过与数据库的连接，实现对数据的读取、回放等；还提供远程访问端口，实现了远程监视、会诊功能。本控制系统采用分布式网络控制，由多个子系统构成。硬件采用SIEMENS PLC和监控计算机。由于采用的PLC和以往开发使用的PLC完全不同，所以在PLC的硬件、和软件编制上都有很大的不同。PLC间采用PROFIBUS、MPI等高速总线进行连接，与监控计算机采用TCP／IP协议．能在互联网上远程监视和维护，进行网络控制。软件采用STEP 7和C语言等编写。部分硬件功能由软件来实现，使得整个系统更易于测试、制造和维护升级。本系统比较复杂，监控的量多，且逻辑关系复杂。为保证系统安全稳定性，要在保证各子系统相对独立的同时实现各种连锁关系，在软件设计中采用了从上而下的设计方法，各个子系统使用独立的数据块和功能函数块，各子系统间连锁量由专门的功能函数块来传递。本加速器仍在调试过程中，但控制系统已基本调试通过，各分系统的调试，速调管、调制器、水冷系统、加速管的联调已经顺利完成。实验表明，该控制系统运行稳定、抗干扰性强，满足调机的要求。中国原子能科学研究院硕士学位论文本文分为五个部分，第一部分简要的介绍了本加速器及控制系统，第二部分主要介绍了控制流程及方案选择，第三部分介绍了使用的基本平台，第四部分介绍了控制系统功能及其实现，第五部分简要的介绍了本项目的意义及前景。本加速器属于核能开发项目。关键词:电子直线加速器分布式控制PLC辐照

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-7
第一章：概述  7-9
  1．1 课题研究背景  7
  1．2 加速器简介  7-8
  1．3 控制系统要求  8-9
第二章：控制流程及方案选择  9-13
  2．1 控制流程  9-10
  2．2 方案选择  10-12
  2．3 难点与特色  12-13
第三章：基本平台  13-16
  3．1 计算机平台  13
  3．2 PLC平台  13-16
第四章：控制系统功能及实现  16-42
  4．1 控制系统综述  16
  4．2 控制系统硬件构成  16-28
    4．2．1 加速器设备级  16-21
      4．2．1．1 调制器系统  17-18
      4．2．1．2 速调管系统  18-19
      4．2．1．3 恒温系统  19-20
      4．2．1．4 水冷系统  20
      4．2．1．5 磁场系统  20-21
      4．2．1．6 真空系统  21
      4．2．1．7 传送系统  21
      4．2．1．8 安全连锁系统  21
      4．2．1．9 配送电系统  21
    4．2．2 监测与控制级  21-28
    4．2．3 用户管理级  28
  4．3 控制系统软件构成  28-41
    4．3．1 软件分类  28-29
    4．3．2 本地监控软件  29-41
  4．4 实现的功能  41-42
第五章：意义及发展前景  42-43
结束语  43-44
参考文献  44

10MeV辐照电子直线加速器控制系统的研制

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