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分布式控制系统在核聚变实验装置上的应用 罗家融，季振山，熊斌，谭立湘，周志英，王枫 (中国科学院等离子体物理研究所，安徽舍肥230031) 摘要：HT一7是国内第一个超导托卡马克核聚变实验装置，自建成以来，中科院等离子体所已在该装置匕 进行了多次实验，获得了大量宝贵的实验数据和资料以及多项核聚变物理实验领域里的重大成果(1j。HT一7控 制系统以网络通讯为基础，以墩机为基本控制单元，通过有针对性地建立起数据采集与处理系统、数据库管理 与查询系统、各级分控系统和主控系统等各级功能子系统，以网络为高速数据通信通道，为HT一7核聚变实验 装置实验系统建立起一个具备分级分布式控制结构，通用性强的、开放的控制和数据采集系统。本文较为详细 地介绍了该系统的主控系统、网络通讯系统和数据管理系统的主要结构，其余各个子系统将另文介绍。 关键词：分布式控制系统数据采集网络通讯 l前言 HT一7控制系统设计过程中是在吸收了集散控制系统和分级分布式控制的思想的基础上． 以旧的控制系统为基础，通过添加新的硬件设备，编写新的控制软件，将过去分散的控制按照集 中控制、统一管理的思路建立的一个大型分布式实验控制系统。通过实验证明HT一7控制系统 的模型是合理的，控制系统的控制作用和统一管理的效果是显著的，有效地提高了FIT一7超导 托卡马克装置的实验效率。 1．1 HT一7控制系统的设计耳标和特色 HT一7控制和数据采集系统的主要设计目标可以概述如下：(1)对正常实验期间的所有实 验过程进行集中监视和控制。(2)建立一个灵活的、易于操作的自动控制系统，为实验人员提供 安全可靠的实验操作平台。(3)可实时得到部分预先选定观测的实验数据。(4)在每次实验结束 后，可立即将部分重要的实验数据以图形或其它方式显示给实验人员以供参考，根据对本次实验 数据的处理分析，调整控制参数以改善实验效果。(5)各功能子系统具有独立控制能力，各功能 子系统间具有无关性。(6)整个系统为满足将来的实验发展要求和能及时引进新技术。提供可扩 展性能。 为了达到上述设计目标要求，HT一7控制和数据采集系统模型在设计上具有如下特点：(1) 全部的控制、监视、数据采集和存储、数据处理分析等功能由计算机完成，达到控制准确性高、 操作安全可靠。(2)各功能子系统作为各级分控系统具有高度的可调节性和自控能力。(3)部分 数据采集采用CAMAC串行分支系统，性能稳定。(4)主控系统与各子系统间、各功能子系统间 的控制通信和数据传输通过快速以太网进行，速率高，错码率小。(5)实验数据由分布式数据库 管理，方便快捷。(6)系统中采用了多种操作系统，系统的适应能力强，兼容性高。 1．2 HT一7控制系统模型结构L21 HI一7控制系统是按分级分布式集散控制系统模型来设计的。作为一个计算机集散控制系 统，它由一批用于对托卡马克实验过程进行控制、监视、数据采集、数据存储和分析的微型计算 机通过网络连接而成。整个系统的结构图1所示。 2 HT一7控制系统 在HT一7控制系统的模型设计采用了集散控制系统的模式，并将网络通信技术应用于各控 制机问的通信。其主要思想是主控台通过局域网对所有子系统进行通讯联系，分控级中的各分控 工作站和主控级中的各工作站，在局域网中的逻辑地位是平等的。为了完成既定的控制任务，各 一9l一 工作站以协商约定的内容 击所区生日 受主控工作站的松散指 挥，该级是HT一7分布 式控制系统的最高～级， 它主要负责：控制与协调 整个系统，给出实验运行 的控制指令、实验进程和