Введение к работе
Актуальность темы. При управлении сложными ускорительными зтановкамн возникает множество проблем, связанных с использованием иш<ального физического оборудования, высокими точностями, предъяв-яемымн к различным параметрам устройств и пучкол частиц.
Создание системы управления ускорительно-накопительным ком-лексом представляет собой решение ряда сложных задач, начиная от азработкп специализированной электроники и копкая построением фхнего уровня программного обеспечения. Причем, разработка про-)аммного обеспечения, в силу уникальности экстгериментальных устано-эк и решаемых на них задач, зачастую является одной гп главных прочем.
В ИЯФ первый опыт применения ЭВМ для управления ускорителем ал получен в 1972 году в результате использования ЭВМ Одра-130-ї- для зеспечешія процесса перестрошаї магнитной системы накопителя ЭПП-3 в ходе подьема энергии пучка. Выбор ЭВМ этого типа был де-эм случая. Несмотря на множество недостатков и возникших проблем, элученный опыт дал положительный толчок развитию автоматизации в нституте: специально для управления ускорительными установками ЯФ было приобретено несколько машин серии Одра-1325 п Одра-1305.
В течение 1975 - 1980 годов в ИЯФ происходило активное развитие істем автоматизации ускорительных установок на базе ЭВМ Одра, реди них самой большой являлась система управления ускорцтельно-нсопительным комплексом ВЭПП-4. В период ее создания в Институте >щ разработан широкий ассортимент специализированной периферий-ш электроники и средств связи для подключения аппаратуры к ЭВМ.
Было создано базовое программное обеспечение, заложены основі структурного построения систем управления ускорительно-накопитель нымн комплексами, разработано большое количество программ при кладного уровня.
Во второй половіше 80х годов была осуществлена модернизация сі: стемы управления ВЭПП-4. ЭВМ серии Одра были заменены на разрабс таннуіо в ИЯФ микроЭВМ "Одренок", практически вся управляющая контрольно-измерительная аппаратура была переведена в стандар КАМАК. Значительные изменения были внесены в структурную схем системы управления. Дальнейшее развитие получила операционная сі стема для "Одренка", созданы новые библиотеки спецпроцедур и прс гр аммы-утшшты.
Новые качества были заложены в прикладное программное обест чеіше, которое практически пришлось создавать заново, опираясь и опыт, накопленный за время эксплуатации системы управления ВЭПП-Была разработана единая структура для описания элементов ускорител) но-накопительного комплекса и аппаратуры, усовершенствован подход разработке программ взаимодействия с аппаратурой, в частности, к; сающийся использования микропроцессорной техники. Появившне< возможности электроники и графические средства позволили осущес вить ряд новых идеи по отображеінпо информации.
Цели настоящей работы:
создание и запуск модернизированной системы управления ВЭПП-4,
разработка основных, компонентов прикладного программного обесп чения системы управления ВЭПП-4.
Научная новизна.
-
Определены требования, предъявляемые к прикладному уровшо пр граммного обеспечешія для управления ускорительно-накопнтельнь комплексом. На основе анализа этих требований сформулироваї принципы построения прикладного программного обеспечешія.
-
Разработана и реализована база данных размещения аппаратуры физических каналов управления и контроля ускорительи накопительным комплексом ВЭПП-4.
-
Предложена и реализована схема взаимодействия управляющих щ цессов как в различных, так и внутри одной ЭВМ, создана систс;
синхронизации процессов управления подсистемами ускорптелыю-накопителыюго комплекс;! ВЭГТП-4.
. Создан необходимый набор программ дій управления ВЭПП-4, обеспечивающий функционирование как всего комплекса в целом, так и отдельных его частей.
. Разработан набор программ для инженерного обеспечения систем ускорительно-накопительного комплекса ВЭПП-4, позволяющий осуществлять нала/псу, поиск неисправностей и профилактические проверки оборудования, эксплуатирующегося на ВЭПП-4.
Реализация результатов работы, практическая ценность. В итоге ра-оты, проводившейся с 1984 по 1995 гг., была разработана и в полном бъеме запущена в эксплуатацию система управления ускорителыю-акопительным комплексом ВЭПП-4. Автор пршшмал активное участие обсуждении концепций построения и их реализации на всех этапах раз-итня системы управления. При непосредственном участии автора созда-о прикладное программное обеспечение для управления ВЭПП-4. В про-ессе работы разработана и реализована база данных элементов управ-епня и аппаратуры, написаны управляющие программы, сервисное и нжеперное программное обеспечение. Всего для управления комплексом 1ЭПП-4 автором лично или в соавторстве разработано более 60 про-рамм, что составляет значительную часть программного обеспечения.
В результате работы сформулированы основные принципы построена программного обеспечения для управления ускорителыю-акопительным комплексом. Выработанные концепции могут быть прн-епены для разработки систем управления, базирующихся на любых ап-аратных платформах, в любой конфигурации. Анализ систем управле-ия крупных ускорительных комплексов зарубежных физических центров оказывает, что принципы, заложенные в основу построения программой обеспечения этих систем, в значительной мере соответствуют припилам, изложенным в данной работе.
На основе выработанных концепций создано прикладное программой обеспечение таких крупных ускорительных комплексов как ЭПП-2М в ИЯФ, специализированного источника синхротронного злучення "Сибирь-2" в Курчатовском физическом центре. Кроме того, гп приищты применимы и для построения программного обеспечения ля управления сравнительно небольшими экспериментальными уста-
новками, что было продемонстрировано на примере установк: "Мапшкон" в ИЯФ.
На защиту выносятся следующие результаты.
-
Создан и запущен в эксплуатацию модернизированный вариант сі стемы управления ВЭПП-4, базирующийся на применении разрабс тайной в ИЯФ микроЭВМ "Одренок".
-
Определены задачи по управлению ускорительно-накопительным kon плексом ВЭПП-4, предложены и реализованы способы их решения.
-
Сформулированы требования и выработаны принципы построен!! прикладного уровня программного обеспечения для управления уск< рителыю-накопительнъш комплексом.
4. Созданы необходимые программы для управления комплексе
ВЭПП-4, обеспечивающие функционирование как всего комплекса
целом, так и отдельных его подсистем.
5. Разработан набор программ для инженерного обеспечения комплею
ВЭПП-4, позволяющий производить наладку, поиск неисправностей
профилактическую проверку различного оборудования.
Апробация работы, публикации. Работы, положеїшьіе в основу ди сертации, докладывались и обсуждались на семинарах Института яде ной физики им.Будкера СО РАН, на XI, XII Всесоюзных совещаниях г УЗЧ, на XIII, XIV совещаниях по УЗЧ, международной конференці ICALEPCS'95, на Международной научно-технической конференці "Микропроцессорные системы автоматики" (Новосибирск, 1996). Г теме диссертации в соавторстве опубликовано 7 работ.
'Состав и объем работы. Диссертация состоит из введения, четыр глав, заключения, списка литературы и шести приложений. Основні материал работы, изложенный на 142 страницах машинописного текст включает 43 рисунка, 12 таблиц и список цитируемой литературы из наименований, объем приложений - 26 страниц.