PXI在重离子加速器－冷却存储环控制系统的应用(04-100)

　　在图3中，除了前端控制服务器的其余部分为HIRFL-CSR整体控制。HIRFL-CSR的整体控制包括：网络通讯系统，数据库系统，集群服务器系统。所有HIRFL-CSR控制和束流诊断所需的数据，都存放在整体控制数据库中，HIRFL-CSR装置按照数据库中的命令和数据操作。这个解决方案控制所有的前端服务器，确保HIRFL-CSR装置工作良好。它也为HIRFL-CSR各控制部件之间提供高速数据交换。同时为HIRFL-CSR操作人员提供接口和信息。

　　HIRFL-CSR控制系统需要采集非常之多的I/O点，因此会用到数量非常多的数据采集设备。对于控制系统中的现场的高速信号(如束流诊断、高频系统中的信号)主要用基于PXI数据采集子单元实现。对于加速器控制系统上数量非常多的(数千个点)磁铁、电源、温度等慢速信号点，兰州近代物理所的科学家自己设计了基于RS－485总线数据采集模块。这些数据采集模块的核心是一个相当于Intel Pentium CPU级别的嵌入式CPU，运行嵌入式操作系统。这些模块可以独立的采集A/D，I/O信号，并具有D/A，I/O控制功能。通过先进的分布式控制算法(神经元算法，模糊控制)，可以让整个HIRFL-CSR控制系统中的上千个模块协同工作，保证系统数据获取的实时性。兰州近代物理所的科学家设计了485转以太网的网关模块。每个网关模模块最多可以挂接128个485模块。这样通过网关模块可以将现场的所有的485模块连接到整个HIRFL-CSR控制网。

　　PXI数据采集子单元和基于RS－485的数据采集模块最后都通过千兆以太网将数据汇集给多个高性能服务器。这些高性能服务器通过SCI总线完成高速互联(5Gbps)，形成服务器集群(cluster)，以满足大数据量处理和记录。整个控制系统的拓扑图示于图4。

　　目前世界上现有加速器控制系统中，对于高速信号的数据获取，通常选用的硬件平台为VME总线。为了提高HIRFL-CSR系统的总体性能，他们经过反复论证，决定采用PXI总线做为HIRFL-CSR控制系统中高速信号获取的硬件平台。这在全世界HIRFL-CSR工程中是首次使用。