Введение к работе
Актуальность проблемы. Для исследований в области физики элементарных частиц выведенные га ускорителя пучки транспортируются к экспериментальным установкам специальными каналами транспортировки. С развитием программы физических исследований появилась необходимость в создании каналов с многоцелевым назначением, способных формировать пучки частиц разных сортов в широком интервале энергий и интенсивностей с жесткими требованиями к разбросу их параметров. Повышаются требования к точности режимов элементов оборудования и диагностической аппаратуре. Возрастает количество обрабатываемой информации для настройки и сопровождения пучка. Следует отметить, что на созданном ИФВЭ ускорительном комплексе с самого начала проектирования не предполагалось включения автоматизированной системы управления (СУ) каналами пучков. Поэтому при создании СУ пришлось решать как задачи разработки и конструирования общей ее структуры, так и задачи автоматизированного контроля и управления оборудованием. При этом необходимо было учесть сложившуюся инфраструктуру и территориальное расположение систем ускорителя, а также имеющееся в наличии оборудование. Актуальность проблемы разработки СУ заключалась в создании универсальной автономной системы с гибкой и открытой структурой, позволяющей оперативно вносить измененения в состав обслуживаемого оборудования, включать в ее состав новые каналы и потребителей, а также расширять функции самой системы.
Цель работ, вошедших в диссертацию: -проектирование общей структуры программно-аппаратной системы контроля и управления каналами пучков; -исследование объектов управления;
- разработка программного обеспечения (ПО) распределенной многопользовательской системы контроля и управления комплексом каналов; -организация взаимодействия подсистем через локальную сеть ЭВМ; -разработка ПО пульта интерактивного взаимодействия оператора с ЭВМ.
Научная новизна
-
На основе методов иерархического проектирования разработана и создана распределенная система управления комплексом каналов пучков частиц с двухуровневой организацией вычислительных средств.
-
Для организации взаимодействия ЭВМ создана специализированная локальная сеть микро и мини-ЭВМ с малыми объемами памяти.
-
Для организации многопользовательского режима доступа к системе управления и ее оборудованию разработано и создано системное ПО, исключающее конфликтные ситуации, а также библиотеки программ для взаимодействия с аппаратурой, банком данных и оборудованием системы управления.
-
Разработано и создано прикладное ПО подсистем, входящих в СУ: подсистемы управления источниками питания магнитооптических элементов и подсистемы управления технолоіическим оборудованием.
-
Проведены методические исследования характеристик магнитооптических элементов и их источников, а также технологического оборудования, на основе которых выработаны алгоритмы управления.
-
На основе системных средств разработано и создано ПО многофункционального пульта оператора, а также прикладное ПО управляющей мини-ЭВМ, представляющее собой древовидную структуру взаимодействующих между собой задач.
Практическая ценность. На основе проведенных автором разработок создана система контроля и управления каналами пучков частиц NN 8, 21, 22, 23, которая позволяет: осуществлять контроль и управление оборудованием и источниками питания магнитооптических элементов четырех каналов; расширять количество обслуживаемых каналов.
Способ проектирования, примененный в разработке системы управления каналами пучков частиц, может быть использован в создании распределенных систем управления различными технологическими процессами. Разработанная локальная сеть ЭВМ является прообразом сети технологических подсистем УНК, где могут быть применены апробированные технические и программные решения. Использование СУ позволило сократить время ввода в эксплуатацию каналов в десятки раз.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 88 наименований. Объем диссертации 100 страниц, включая 27 рисунков и 5 таблиц.
Апробация диссертации. Основные результаты диссертации докладывались на IV Всесоюзном семинаре по автоматизации научных исследований в ядерной физике и смежных областях (Протвино, 1986), IV Всесоюзном семинаре по обработке физической информации (Нор-Амберд, 1988), VI Всесоюзном семинаре по автоматизации научных исследований в ядерной физике и смежных областях (Томск, 1991) и опубликованы в работах/1-12/.
