基于PLC现场总线通讯的NBI真空测量与控制系统的研究

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中性束注入加热是核聚变装置中对于等离子体的重要辅助加热方法之一。中性束注入装置(Neutral Beam Iniector,NBI)综合测试平台辅助抽气系统由三个功能独立的抽气支路和一个高纯氮气充气支路组成,它既可为NBI测试平台建立离子源调试期间所需要的真空环境,还可为离子源的维护和开展低温抽气性能的测试提供保障服务。   本文简要介绍了中国科学院等离子体物理研究所超导托卡马克核聚变装置(EAST)中NBI的主要工作原理和各重要部件结构。针对拟建的NBI综合测试平台设计了NBI辅助抽气系统的真空测量与控制系统,详细介绍了该课题的研制目标、测试方案选择、结构及功能、硬件回路组成、软件开发设计等。根据NBI综合测试平台要求及实验运行规范,采用PLC作为控制核心,选取梯形图及Visual Basic作为编程语言,工业触摸屏作为人机界面,研制了一套完整的以实现NBI综合测试平台辅助抽气系统运行的监测控制系统。该系统的上位机监控组态软件(WinCC)基于PROFIBUS-DP现场总线,通过RS-485通讯实现真空度在线实时监测、真空回路的自动控制、测量图形显示与数据储存。并且基于该套真空测量与控制系统在NBI综合测试平台开展了一系列相关测试实验,完成了对NBI综合测试平台辅助抽气系统中各套真空规管的在线实时监测及远程数据传输,对真空回路的各套阀门及泵等设备进行了远程控制运行,实验结果表明该套测控系统能够满足NBI综合测试平台对辅助抽气系统的真空测量与控制的要求。
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