EPICS控制系统中网络技术的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 丁建国 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-01-25 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 刘松强 |
| 关键词 | EPICS控制系统 计算机网络 通道访问协议 名字服务器 网络设备支持程序 |
| 其他题名 | Study on Network Techniques Applied in the EPICS Control System |
| 中文摘要 | EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)系统是面向实验物理装置和工业应用的控制系统开发与运行工具集。EPICS采用分布式控制体系结构，在近年来建设的大型科学工程中，EPICS控制系统占据主导地位。上海同步辐射装置同样采用了EPICS开发其控制系统。 网络在分布式控制系统中具有重要作用，本论文的工作，专注于对EPICS系统结构中两层网络技术及其应用的研究，即连接输入/输出控制器（Input/Output Controller, IOC）与操作员接口(Operator Interface, OPI)计算机的上层控制网络，提供IOC与本地设备控制器之间实时通讯的底层通讯网络。 论文概述了分布式控制系统与加速器控制系统的发展历程，加速器控制系统中的新技术应用与发展趋势；对EPICS系统体系结构及其特征作了全面介绍，详细分析了EPICS通道访问协议（Channel Access，CA）的原理与实现，报告和分析了CA协议的性能测试结果；讨论了客户/服务器编程模型与实现技术，分析与阐述了Ethernet作为通用现场总线在DCS底层通信中应用的可行性。 本论文的重点工作之一，是在EPICS系统中引入名字服务器（Nameserver）。我们在SUN/Solaris工作站上使用EPICS便携式CA Server技术设计与实现了EPICS名字服务器。使用Nameserver后，CA采用单播方式取代广播方式进行ＰＶ搜索，改进了CA协议的执行，降低了系统中IOC与网络的负载。Nameserver在IOC层与OPI层之间实现了无缝接入，使得所有EPICS软件无需作任何修改即可连接Nameserver运行。论文通过Namesever在我所100MeV LINAC控制系统中的应用与测试，分析比较了使用NameServer前后CA的PV搜索性能。 本论文的另一重点是对Ethernet通讯在DCS底层网络中应用的探讨，并介绍了所研制的网络设备的EPICS支持程序。该程序基于多线程与EPICS 平台无关技术设计，支持TCP/IP与UDP/IP两种通讯协议。论文描述了设备支持程序的工作原理及关键技术实现。通过该设备支持程序我们重建了100MeV直线加速器的离子泵电源控制子系统，并实现了对OMRON PLC的Ethernet通讯协议—FINS的支持。通过上述应用运行平台，我们测试了网络通讯的实时性能。 论文工作中的主要创新之处包括： （1）在国内首先在EPICS系统中成功引入了名字服务器。名字服务器对OPI和IOC的完全透明，实现了在EPICS系统中的无缝接入。 （2）自主研发了具有通用特性的EPICS网络设备支持程序。程序支持多平台运行，适用多种带有Ethernet接口的网络设备，具有可扩充、可剪裁性、可移植性特性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 155 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7149]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 丁建国. EPICS控制系统中网络技术的研究[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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