Разработка и создание базовых компонентов общей таймерной системы ускорительного комплекса ИФВЭ

• Автор: Коковин, Валерий Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 91 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КОМПОНЕНТЫ ОБРАБОТКИ ПОТОКОВ ТАЙМЕРНОЙ

ИНФОРМАЦИИ И СИНХРОНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

1.1 ТАЙМЕРНАЯ ИНФОРМАЦИЯ И ТАЙМЕРНЫЕ СООБЩЕНИЯ.

л 1.1.1 Формат таймерных сообщений

1.1.2 Преобразование таймерных импульсов в таймернме

сообщения

1.2 ОБРАБОТКА ПОТОКОВ ТАЙМЕРНОЙ ИНФОРМАЦИИ

1.2.1 Потоки таймерной информации.

1.2.2 Специализированный Контроллер Таймерной Сети

Общей Таймерной Системы.

1.2.3 Обработка входных потоков.
1.2.4 Формирование выходных потоков.
1.2.5 Пропускная способность Контроллера Таймерной
1.3 СИНХРОНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
1.3.1 Специализированный Контроллер Сннхросерий для
технологического таймера УРАЛ.
1.3.2 Универсальный Генератор Комбинированных Серий
Импульсов
ГЛАВА 2. КОМПОНЕНТЫ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ И ДИАГНОСТИКИ РАБОТЫ ОБЩЕЙ ТАЙМЕРНОЙ СИСТЕМЫ
2.1 МОНИТОРИНГ ПОТОКОВ ТАЙМЕРНЫХ СООБЩЕНИЙ
В ГЛОБАЛЬНОЙ И ЛОКАЛЬНОЙ МАГИСТРАЛЯХ ОТС.
2.1.1 Регистратор таймернмх сообщений.
2.1.2 Формирование аларменгналов в аппаратуре общей
таймерной системы
2.2 ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ СКАНИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ АППАРАТУРЫ
2.2.1 Встроенный диагностический порт.
2.2.2 Метод диагностического сканирования выделенных
объектов.
2.3 АРХИВАЦИЯ ТАЙМЕРНЫХ СООБЩЕНИЙ.
2.3.1 Архиватор таймерных сообщений.
2.3.2 Формат записи таймерных сообщений.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩЕЙ ТАЙМЕРНОЙ СИСТЕМЫ НА
БАЗЕ ЕЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ
3.1 ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ОБЩЕЙ ТАЙМЕРНОЙ
СИСТЕМЫ.
3.1.1 Основные цели создания модели.
3.1.2 Определение входных потоков модельных
л сообщений.
3.1.3 Формализация структурных компонентов
3.2 ЭКСПЕРИМЕНТЫ С МОДЕЛЬЮ ОБЩЕЙ ТАЙМЕРНОЙ
СИСТЕМЫ
3.2.1 Показатели эффективной работы модели.
3.2.2 Исследования на базе имитационной модели.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Таймерные события кодируются восьми битным манчестерским двухфазным кодом (с несущей МГц) и передаются по кольцу с производительностью Mbit/sec []. Коды событий формируются из поступающих синхросигналов и данных о состоянии ускорителя. Для усиления сигнала, через каждые 0 метров по всему ускорительному кольцу размещены повторители, выполненные в конструктиве САМАС [-]. В настоящее время коаксиальный кабель заменен на оптический []. В Приложении 1 представлены различные типы фреймов, передаваемые для технологических систем различных ускорителей (PS, SPS, LEP) [] и кодировка событий, распространяемых на ускорителе в лаборатории FNAL []. Большое влияние на конфигурацию и свойства систем таймирования оказывает предыстория развития ускорителей и систем управления [-]. ИФВЭ создавались для каждой его установки в разное время, по мере развития ускорительного комплекса. В результате получился конгломерат различной аппаратуры с ручным или компьютерным управлением, связанной между собой множеством протяженных кабелей. Организация режима реального времени для вновь создаваемой системы управления потребовала формирования и распространения между потребителями кодированной таймерной информации. Сам процесс кодировки внешних таймерных сигналов осуществлялся следующим образом. Перед сеансом программа с кодами из базы данных СУ загружалась в процессор, после чего он отрабатывал задание автономно, отключившись от связи с системой управления для обеспечения надежной работы. Однако, при этом исключался всякий доступ к процессору, и терялась возможность контролировать процедуры по формированию кодированной таймерной информации. Кроме того, отсутствие прямой связи между кодирующими устройствами, обслуживающими Бустер, У- и Системы вывода, исключала обмен между ними служебной информацией (номер суперцикла, номер режима и т. СУ ускорительного комплекса. Дальнейшее развитие ускорительного комплекса ИФВЭ и его системы управления, возросшие требования по надёжности, точности и функциональности, предъявляемые к современным системам таймирования со стороны пользователей, а также распределённый характер ускорительного комплекса потребовали разработки новой таймерной системы. Результатом решения этих задач явилось создание базовых компонентов, составляющих основу общей таймерной системы (ОТС), которые обеспечили её высокие технические характеристики и надежность функционирования. Вся эта аппаратура выработала свой ресурс за почти сорокалетний период эксплуатации. Разработка и создание компонентов обработки и распределения таймерной информации, обеспечивающих минимальное детерминированное временя ее доставки потребителю. Разработка и создание надежных унифицированных компонентов синхронизации технологических процессов в ускорительных установках. Разработка и создание компонентов мониторинга состояния и диагностики работы ОТС для сокращения времени поиска неисправностей и, соответственно, простоев ускорителей. Разработка метода диагностического сканирования выделенных объектов и диспетчера последовательного порта для диагностики аппаратуры ОТС в реальном времени. Разработка имитационной модели таймерной системы для оценки предельных возможностей ОТС. Исследование работы модели ОТС в разной конфигурации системы при сохранении заданной эффективности работы. Предложен новый подход при разработке компонентов ОТС с использованием элементной базы нового поколения (программируемых логических интегральных схем - ПЛИС) и инструментальных пакетов ведущих производителей ПЛИС. Это позволило минимизировать как число типов модулей, так и их количество, а также повысить надежность работы всей системы. Разработан и реализован набор компонентов для ОТС на базе современной схемотехники. Он включает в себя специальные модули обработки, распределения и диагностики таймерной информации, а также унифицированные модули, позволяющие экономично решать разнообразные задачи синхронизации технологических процессов. Предложен и разработан модуль, архивирующий в автономном режиме все сигналы, циркулирующие в таймерной сети в течение длительного времени.