EAST低杂波监控系统面向对象的设计与实现

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低杂波电流驱动(LHCD)是托卡马克装置上重要的非感应电流驱动手段,它能够有效地控制托卡马克中等离子体的分布和维持长脉冲等离子体电流。EAST装置上目前有两套低杂波系统,分别是在运行的4MW/2.45GHz LHCD和在建的6MW/4.6GHz LHCD,每套系统均有各自的监控系统,它们对外负责接受EAST总控的控制信号,对内监控和协调各个控制与保护子系统的运行。  本文根据EAST低杂波系统的实验物理目标和技术参数要求,完成了6MW/4.6GHz低杂波监控系统的架构设计并取得了初步的测试结果。  论文在调研了国内外几个典型托卡马克装置上监控系统的基础上,结合EAST物理实验的要求,给出了6MW/4.6GHz低杂波监控系统的整体设计方案。该系统由数据采集、数据存储和软件监控这三大功能模块组成,采用面向对象的软件工程方法,详细设计了这三个功能模块,并探讨解决了每个模块中的关键技术难点。从可靠性和安全性的角度考虑,最终确定数据采集选用NI6259采集卡,使用事件-回调采集方式实现1000秒长脉冲放电数据采集;数据存储使用MySQL关系数据库代替MDSplus,并将数据库配置为一台Web服务器;软件监控设计为三层监控模式,层与层之间用到了进程间通信和网络通信两种不同的通信方式,监控的响应时间最小可至200毫秒。上述的解决方案都给出了必要的示意图和相关的测试数据,最后使用Qt开发框架具体实现了上述设计。  本论文的创新主要有三点:  (1)对监控系统进行了合理的划分,整体上分为数据采集,数据存储和软件监控这三大模块,这三个模块既相互独立又通过以太网松散地耦合在一起,最终降低了实现的难度并提高了灵活性。  (2)根据监控系统的功能需求和新的软硬件技术,设计了具有高实时性的数据采集和并发传输工作方式,并用面向对象的技术加以实现。  (3)提出了一种新的基于分层的软件监控技术,具有很好的可扩展性。
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