基于PLC現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的中性束監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、中性束注入加熱(NBI)作為大型核聚變裝置的主要加熱手段之一,因其加熱原理簡(jiǎn)單、技術(shù)理論成熟、注入功率高等優(yōu)點(diǎn)在國(guó)際聚變界被廣泛認(rèn)可。它主要通過(guò)強(qiáng)流中性束注入到托卡馬克等離子體中,并通過(guò)電荷交換和粒子間的碰撞來(lái)加熱和驅(qū)動(dòng)等離子體。為了實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程,NBI系統(tǒng)要求具備良好的可操控性和安全性。
　　 監(jiān)控系統(tǒng)作為NBI系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)之一,主要用于監(jiān)測(cè)和控制各子系統(tǒng),是NBI裝置正常運(yùn)行的重要保障。本論文基于PLC總線形式的遠(yuǎn)程監(jiān)

2、控系統(tǒng),開(kāi)發(fā)了上位機(jī)監(jiān)控程序及PLC程序,組建了相關(guān)的硬件接口電路以及現(xiàn)場(chǎng)模糊控制系統(tǒng),經(jīng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果表明,監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝置的遠(yuǎn)程控制、離子源測(cè)試數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集,以及在此基礎(chǔ)上的真空、水冷等實(shí)驗(yàn)條件的監(jiān)控、報(bào)警、連鎖保護(hù)等功能。
　　 基于中性束注入裝置運(yùn)行在高電壓、高磁場(chǎng)的特殊環(huán)境下,論文在通信和抗干擾方面做了分析研究。設(shè)計(jì)了光電耦合隔離、光纖隔離和電磁繼電器隔離等方法,對(duì)高低壓電路進(jìn)行數(shù)據(jù)隔離通訊。結(jié)合VFC110和DS

3、75451等模塊,制作了V/F和F/V轉(zhuǎn)換器,有效地提高了抗干擾能力和模擬量傳輸能力。此外系統(tǒng)設(shè)計(jì)了觸摸屏控制程序,為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試提供了方便?，F(xiàn)場(chǎng)真空規(guī)管及測(cè)量站點(diǎn)之間運(yùn)用了PROFIBUS-DP總線協(xié)議,在保證數(shù)據(jù)傳輸速率的同時(shí)有效地節(jié)約了成本。
　　 基于PLC現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的NBI監(jiān)控系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)運(yùn)行用戶提供了良好的人機(jī)操作界面,并已經(jīng)成功運(yùn)用于離子源放電實(shí)驗(yàn)和源頭電源的調(diào)試實(shí)驗(yàn)中,有效地提高了NBI的運(yùn)行效率,取得了較好的效果。