EPICS控制系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究.pdf

1、EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)系統(tǒng)是面向?qū)嶒?yàn)物理裝置和工業(yè)應(yīng)用的控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與運(yùn)行工具集。EPICS采用分布式控制體系結(jié)構(gòu)，在近年來(lái)建設(shè)的大型科學(xué)工程中，EPICS控制系統(tǒng)占據(jù)主導(dǎo)地位。上海同步輻射裝置同樣采用了EPICS開(kāi)發(fā)其控制系統(tǒng)。
　　 網(wǎng)絡(luò)在分布式控制系統(tǒng)中具有重要作用，本論文的工作，專(zhuān)注于對(duì)EPICS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中兩層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用的研

2、究，即連接輸入/輸出控制器(Input/OutputController,IOC)與操作員接口(Operator Interface，OPI)計(jì)算機(jī)的上層控制網(wǎng)絡(luò)，提供IOC與本地設(shè)備控制器之間實(shí)時(shí)通訊的底層通訊網(wǎng)絡(luò)。
　　 論文概述了分布式控制系統(tǒng)與加速器控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程，加速器控制系統(tǒng)中的新技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)EPICS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其特征作了全面介紹，詳細(xì)分析了EPICS通道訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議(Channel Access，CA

3、)的原理與實(shí)現(xiàn)，報(bào)告和分析了CA協(xié)議的性能測(cè)試結(jié)果;討論了客戶(hù)/服務(wù)器編程模型與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，分析與闡述了Ethernet作為通用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在DCS底層通信中應(yīng)用的可行性。
　　 本論文的重點(diǎn)工作之一，是在EPICS系統(tǒng)中引入名字服務(wù)器(Nameserver)。我們?cè)赟UN/Solaris工作站上使用EPICS便攜式CA Server技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了EPICS名字服務(wù)器。使用Nameserver后，CA采用單播方式取代廣播方式進(jìn)行PV

4、搜索，改進(jìn)了CA協(xié)議的執(zhí)行，降低了系統(tǒng)中IOC與網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。Nameserver在IOC層與OPI層之間實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫接入，使得所有EPICS軟件無(wú)需作任何修改即可連接Nameserver運(yùn)行。論文通過(guò)Namesever在我所100MeV LINAC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用與測(cè)試，分析比較了使用NameServer前后CA的PV搜索性能。
　　 本論文的另一重點(diǎn)是對(duì)Ethernet通訊在DCS底層網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的探討，并介紹了所研制的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的

5、EPICS支持程序。該程序基于多線(xiàn)程與EPICS平臺(tái)無(wú)關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)，支持TCP/IP與UDP/IP兩種通訊協(xié)議。論文描述了設(shè)備支持程序的工作原理及關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)該設(shè)備支持程序我們重建了100MeV直線(xiàn)加速器的離子泵電源控制子系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)OMRON PLC的Ethernet通訊協(xié)議-FINS的支持。通過(guò)上述應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)，我們測(cè)試了網(wǎng)絡(luò)通訊的實(shí)時(shí)性能。
　　 論文工作中的主要?jiǎng)?chuàng)新之處包括：
　　 (1)在國(guó)內(nèi)首先在EP