对锦屏深地核天体物理实验JUNA(Jinping Underground laboratory for Nuclear Astro-physics)离子源控制系统进行了研究,采用分布式系统模型构建。硬件采用PLC、串口服务器、伺服电机及工控机等部件实现了离子源设备的远程监测及控制。软件通过建立EPICS IOC运行时数据库,实现了对所有被控设备的集成。用户操作界面采用CSS(Control System Studio)开发,实现了操作人员对所有被控设备的透明访问。基于安全连锁规则设计了机器保护系统,实现了运行异常下的连锁保护。该控制系统应用于国内首套深地实验强流ECR离子源,运行稳定可靠,完全满足JUNA运行及物理实验的需求。
束流与真空管壁碰撞后从腔体表面解吸出一定数量的分子和离子,解吸出的粒子使加速器系统的真空度下降,进而会影响束流的寿命。在重离子加速器中,为了降低动态真空对束流的影响,需找出一种低解吸率材料作为准直器镀膜材料。因此,不同材料的解吸率测量已成为重离子加速器真空系统设计的关键所在。本文首先介绍了基于中科院近代物理研究所320 k V高电荷态离子综合研究实验平台设计的解吸率测量装置,并利用Molflow+真空分析软件计算了该测试装置的静态真空分布。其次以无氧铜为测试靶材进行了解吸率实验研究,得出了束流轰击靶材时动态真空变化的趋势,同时计算了无氧铜在不同能量和不同流强Xe^(10+)和O^+束流作用下的解吸率和相对应的电子能损。结果表明粒子解吸引起的动态真空变化较明显,无氧铜解吸率随着入射束流能量的增加而增加,而且在长时间束流作用时会出现束流清洗效应,即解吸出的粒子在束流长时间轰击下逐渐减少。电子能损的平方和解吸率成正比例关系,与相关文献的结论一致,说明实验装置运行稳定,获得的数据具有一定的参考意义。
超导电子回旋共振离子源II(Superconducting Electron Cyclotron Resonance ion source with Advanced design in Lanzhou-II,SECRAL-II)控制系统采用实验物理与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)架构,其中数据归档子系统主要用来存储离子源电源、真空、束诊、水压等数据,便于技术人员进行在线和离线数据分析,是其控制系统的重要组成部分。EPICS自带的Channel Archiver存储格式固定,无法满足用户的实际使用需求。使用C#实现了EPICS架构下变量(Process Variable,PV)历史数据的存储功能,结合Oracle数据库技术,使得在存储PV变量的策略上可以更加灵活控制。同时,实现了基于超文本预处理器(Hypertext Preprocessor,PHP)的文件管理系统,用于历史数据文件的管理。测试及运行结果表明系统可以很好地满足研究人员对于历史数据的归档要求和研究需求。
