EPICS控制系統(tǒng)中網絡技術的研究.pdf

1、EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)系統(tǒng)是面向實驗物理裝置和工業(yè)應用的控制系統(tǒng)開發(fā)與運行工具集。EPICS采用分布式控制體系結構，在近年來建設的大型科學工程中，EPICS控制系統(tǒng)占據主導地位。上海同步輻射裝置同樣采用了EPICS開發(fā)其控制系統(tǒng)。
　　 網絡在分布式控制系統(tǒng)中具有重要作用，本論文的工作，專注于對EPICS系統(tǒng)結構中兩層網絡技術及其應用的研

2、究，即連接輸入/輸出控制器(Input/OutputController,IOC)與操作員接口(Operator Interface，OPI)計算機的上層控制網絡，提供IOC與本地設備控制器之間實時通訊的底層通訊網絡。
　　 論文概述了分布式控制系統(tǒng)與加速器控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程，加速器控制系統(tǒng)中的新技術應用與發(fā)展趨勢；對EPICS系統(tǒng)體系結構及其特征作了全面介紹，詳細分析了EPICS通道訪問協(xié)議(Channel Access，CA

3、)的原理與實現，報告和分析了CA協(xié)議的性能測試結果;討論了客戶/服務器編程模型與實現技術，分析與闡述了Ethernet作為通用現場總線在DCS底層通信中應用的可行性。
　　 本論文的重點工作之一，是在EPICS系統(tǒng)中引入名字服務器(Nameserver)。我們在SUN/Solaris工作站上使用EPICS便攜式CA Server技術設計與實現了EPICS名字服務器。使用Nameserver后，CA采用單播方式取代廣播方式進行PV

4、搜索，改進了CA協(xié)議的執(zhí)行，降低了系統(tǒng)中IOC與網絡的負載。Nameserver在IOC層與OPI層之間實現了無縫接入，使得所有EPICS軟件無需作任何修改即可連接Nameserver運行。論文通過Namesever在我所100MeV LINAC控制系統(tǒng)中的應用與測試，分析比較了使用NameServer前后CA的PV搜索性能。
　　 本論文的另一重點是對Ethernet通訊在DCS底層網絡中應用的探討，并介紹了所研制的網絡設備的

5、EPICS支持程序。該程序基于多線程與EPICS平臺無關技術設計，支持TCP/IP與UDP/IP兩種通訊協(xié)議。論文描述了設備支持程序的工作原理及關鍵技術實現。通過該設備支持程序我們重建了100MeV直線加速器的離子泵電源控制子系統(tǒng)，并實現了對OMRON PLC的Ethernet通訊協(xié)議-FINS的支持。通過上述應用運行平臺，我們測試了網絡通訊的實時性能。
　　 論文工作中的主要創(chuàng)新之處包括：
　　 (1)在國內首先在EP