脉冲功率装置能源计算机控制技术 摘要 介绍一种多分布传式 MARX 发生器能源计算机监控系统.详细叙述了系统的硬件构成,计算机与各能源系统之间的通讯原理和通讯协议,以及系统的软件实现,同时简要说明了系统抗干扰解决办法
关键词 MARX 发生器 程控电源 RS485 总线 Visual Basic1 引言脉冲能源装置在加速器、自由电子激光研究、X 光闪光照相和粒子聚变等脉冲功率技术研究领域广泛使用,通常使用数量较多,分布较广,同时周围电磁干扰较强,控制操作和参数测量都比较复杂,同时也需要较多的人力来维护
随着计算机技术的发展,当今世界上基于 PC 的自动化方案已成为主流,PC 在自动化领域的应用正迅速增长,通过将所有的功能集成于这个统一开放的平台上,通过人机界面 可以使复杂的控制和数据处理变得更加简单化
2 控制系统硬件构成整个系统有多台 Marx 需要控制,每台发生器由充电控制和触发两部分组成,需要控制的量有充电电压的起停控制、电压检测、接地装置的通断控制、触发以及开关上的气压检测等,通过一条总线将将系统中的各个被控量连接在一起,构成一分布式控制系统,这里采用工业上广泛使用的 RS485 总线,RS485 总线是美国电子工业协会(EIA)制定的平衡发送、平衡接收的标准异步串行总线,具有传输距离远、通讯速率高,抗干扰能力强,软硬件支持丰富与现场仪表接口简单,易于实现和扩展等特点,接口总线上可连接 32 个设备,加中继器后最多可达 255 个设备,因此完全满足该能源控制要求
该系统由一台主控上位机 PC 和一系列 MARX 发生器充电电源设备构成,由于环境电磁干扰较为严重,在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式,通讯速率 57
6kB/s,通讯距离可达 1
2km,通过上位机(PC)发送参数及控制命令,给电容器充电到事先设定的电压值(0 到 100kV 之间任意值)