CN105867291A - 一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法 - Google Patents

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朱则英
刘永
胡立群
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Abstract

本发明公开了一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，主控制设备PLC通过通讯接口PPI电缆连接工控机，工控机与组态软件人机界面连接，所述的压力传感器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI2连接，液氮液位计与液氮液位计控制器连接，液氮液位计控制器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI1连接，露点仪和露点仪控制器连接，露点仪控制器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI3连接。本发明实现了系统压缩空气的压力和湿度（含水量）的实时监控，为系统连锁保护提供了参数，并设定了所测状态参数实时上下限值声光报警提示，方便工作人员及时了解问题，解决问题，维护系统稳定运行。

Description

一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法
技术领域
本发明涉及多个状态参数在线自动监控技术领域，尤其涉及一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法。
背景技术
迈克尔逊干涉仪是测量磁约束聚变等离子体电子回旋辐射的常规诊断系统。迈克尔逊干涉仪的基本原理是：入射光经过两路不同光程的光路(一路固定光程，另一路光程周期变化)后再合束并被探测器探测，探测器输出强度随光程差周期变化；利用傅立叶变换可以得到入射光的频谱信息。周期性变化的光程频率为30赫兹左右，行程约4厘米；由空气轴承驱动。驱动空气轴承的压缩空气的压力约0.8 MPa，洁净度要求是三级。此外，迈克尔逊干涉仪核心部件的探测器工作温度是4.2k超低温，需要液氮、液氦维持其低温工作环境。为了保证系统的安全运行，并尽可能减少人力资源；需要建立一套系统状态参数监控系统，用于在线监测高压空气的压力、湿度(含水量)、液氮液位以及实现自动加注液氮。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，包括有主控制设备PLC、工控机、组态软件人机界面、压力传感器、液氮液位计、液氮液位计控制器、露点仪和露点仪控制器，所述主控制设备PLC通过通讯接口PPI电缆连接工控机，工控机与组态软件人机界面连接，所述的压力传感器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI2连接，液氮液位计与液氮液位计控制器连接，液氮液位计控制器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI1连接，露点仪和露点仪控制器连接，露点仪控制器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI3连接；所述的压力传感器将传感器毫伏信号转换成电流信号输入主控制设备PLC模拟输入端AI2，同时将已经编写好的梯形图下载到主控制设备PLC后，主控制设备 PLC循环扫描、采集数据、组态软件人机界面实时显示、保存数据，根据设定的上下限值发出报警；露点仪将采集到的信号传递给露点仪控制器，露点仪控制器将含水量信号实时显示在露点仪控制器的显示屏上，同时将电流信号输入主控制设备PLC模拟量输入端AI3, 主控制设备 PLC循环扫描、采集数据、组态软件人机界面实时显示、保存数据，根据设定的上下限值发出报警；液氮液位计将所测得液氮液面值实时的反馈给液氮液位计控制器，液氮液位计控制器根据设定好的上下限值，控制电磁阀开闭，实现自动填充液氮，同时，液氮液位计控制器提供电流信号输出接口给用户，主控制设备PLC通过数据采集及组态软件人机界面的显示，根据设定的上下限值发出报警。本发明界面友好，操作简单，能随时监控、保存、查询数据并实现实时报警功能，以便及时分析、解决问题，实现系统的稳定运行。所述主控制设备PLC采用采用STEP 7 MicroWIN作为编程语言，所述上位机监控显示界面采用力控Forcecontrol组态软件编程。
将所述的压力传感器安装在气源管道中，给压力传感器直流供电24V，同时，用二线制方法将输入信号接入主控制设备PLC的模拟量输入端AI2,压力传感器内部专用电路将传感器毫伏信号转换成标准4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI2,4-20mA对应0-1.6MPa的压力值；将已经编写好的梯形图下载到PLC后，主控制设备PLC根据程序设定的上下限值发出声光报警，方便工作人员发现问题，解决问题。
将所述的露点仪安装在气源管道中，给露点仪控制器交流供电220V，露点仪将现场采集到的信号传递给露点仪控制器，露点仪控制器根据内部接线法的不同将含水量信号实时显示在控制器的液晶显示屏，同时提供4-20mA电流信号输出，将4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI3, 方便用户作系统集成，4-20mA对应0-100%RH的湿度值，主控制设备PLC根据程序设定的上下限值发出声光报警。
将所述的液氮液位计安装在装有迈克尔逊干涉仪系统主探测器的真空杜瓦内，液氮液位计将杜瓦内所测得液氮液面值通过其专用电缆线实时的反馈给液氮液位计控制器，液氮液位计控制器根据早前设定好的上下限值，控制安装在另外一个100L容量的液氮杜瓦输入口的电磁阀开闭，实现自动填充液氮，同时，控制器提供4-20mA电流信号输出接口给用户，方便用户作系统集成，将4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI1, 4-20mA对应0-100%液氮液位，PLC数据采集及上位机组态显示，根据程序设定的上下限值发出声光报警。特别有益的是工作人员会根据保存的液氮液位的数据曲线，综合分析液氮消耗情况，节约人力和资源的浪费。
所述的主控制设备PLC的型号为S7-200。
所述的压力传感器的型号为MIK-P300.
所述的露点仪的型号为LP60SP。
所述的液氮液位计的型号为AMI Mode1286。
所述的工控机的型号为RACK PC 547ECO。
本发明的优点是：1、本发明实现了系统压缩空气的压力和湿度（含水量）的实时监控，为系统连锁保护提供了参数，并设定了所测状态参数实时上下限值声光报警提示，方便工作人员及时了解问题，解决问题，维护系统稳定运行。
2、本发明实现了系统主探测器杜瓦内液氮液位的实时监控，设定上下限报警，保存液氮消耗曲线，实时分析液氮消耗情况，减少人力和资源的浪费。
3、本发明实现了系统多个状态参数的集成，为系统实现自动化智能化提供思路。
4、本发明上位机界面友好，操作简单，能随时保存、查询数据。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，包括有主控制设备PLC1、工控机2、组态软件人机界面3、压力传感器4、液氮液位计5、液氮液位计控制器6、露点仪7和露点仪控制器8，所述主控制设备PLC1通过通讯接口PPI电缆连接工控机2，工控机2与组态软件人机界面3连接，所述的压力传感器4与主控制设备PLC1的模拟量输入端AI2连接，液氮液位计5与液氮液位计控制器6连接，液氮液位计控制器6与主控制设备PLC1的模拟量输入端AI1连接，露点仪7和露点仪控制器8连接，露点仪控制器8与主控制设备PLC1的模拟量输入端AI3连接；所述的压力传感器4将传感器毫伏信号转换成电流信号输入主控制设备PLC1模拟输入端AI2，同时将已经编写好的梯形图下载到主控制设备PLC1后，主控制设备 PLC循环扫描、采集数据、组态软件人机界面3实时显示、保存数据，根据设定的上下限值发出报警；露点仪7将采集到的信号传递给露点仪控制器8，露点仪控制器8将含水量信号实时显示在露点仪控制器8的显示屏上，同时将电流信号输入主控制设备PLC1模拟量输入端AI3, 主控制设备 PLC1循环扫描、采集数据、组态软件人机界面3实时显示、保存数据，根据设定的上下限值发出报警；液氮液位计5将所测得液氮液面值实时的反馈给液氮液位计控制器6，液氮液位计控制器6根据设定好的上下限值，控制电磁阀开闭，实现自动填充液氮，同时，液氮液位计控制器6提供电流信号输出接口给用户，主控制设备PLC1通过数据采集及组态软件人机界面3的显示，根据设定的上下限值发出报警。本发明界面友好，操作简单，能随时监控、保存、查询数据并实现实时报警功能，以便及时分析、解决问题，实现系统的稳定运行。所述主控制设备PLC1采用采用STEP 7 MicroWIN作为编程语言，所述上位机监控显示界面采用力控Forcecontrol组态软件编程。
将所述的压力传感器4安装在气源管道中，给压力传感器4直流供电24V，同时，用二线制方法将输入信号接入主控制设备PLC1的模拟量输入端AI2,压力传感器内部专用电路将传感器毫伏信号转换成标准4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI2,4-20mA对应0-1.6MPa的压力值；将已经编写好的梯形图下载到PLC后，主控制设备PLC1根据程序设定的上下限值发出声光报警，方便工作人员发现问题，解决问题。
将所述的露点仪7安装在气源管道中，给露点仪控制器8交流供电220V，露点仪7将现场采集到的信号传递给露点仪控制器，露点仪控制器8根据内部接线法的不同将含水量信号实时显示在控制器的液晶显示屏，同时提供4-20mA电流信号输出，将4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI3, 方便用户作系统集成，4-20mA对应0-100%RH的湿度值，主控制设备PLC1根据程序设定的上下限值发出声光报警。
将所述的液氮液位计5安装在装有迈克尔逊干涉仪系统主探测器的真空杜瓦内，液氮液位计5将杜瓦内所测得液氮液面值通过其专用电缆线实时的反馈给液氮液位计控制器6，液氮液位计控制器6根据早前设定好的上下限值，控制安装在另外一个100L容量的液氮杜瓦输入口的电磁阀开闭，实现自动填充液氮，同时，控制器提供4-20mA电流信号输出接口给用户，方便用户作系统集成，将4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI1, 4-20mA对应0-100%液氮液位，PLC数据采集及上位机组态显示，根据程序设定的上下限值发出声光报警。特别有益的是工作人员会根据保存的液氮液位的数据曲线，综合分析液氮消耗情况，节约人力和资源的浪费。
所述的主控制设备PLC1的型号为S7-200。
所述的压力传感器4的型号为MIK-P300。
所述的露点仪7的型号为LP60SP。
所述的液氮液位计5的型号为AMI Mode1286。
所述的工控机2的型号为RACK PC 547ECO。

Claims (9)

1.一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：包括有主控制设备PLC、工控机、组态软件人机界面、压力传感器、液氮液位计、液氮液位计控制器、露点仪和露点仪控制器，所述主控制设备PLC通过通讯接口PPI电缆连接工控机，工控机与组态软件人机界面连接，所述的压力传感器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI2连接，液氮液位计与液氮液位计控制器连接，液氮液位计控制器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI1连接，露点仪和露点仪控制器连接，露点仪控制器与主控制设备PLC的模拟量输入端AI3连接；所述的压力传感器将传感器毫伏信号转换成电流信号输入主控制设备PLC模拟输入端AI2，同时将已经编写好的梯形图下载到主控制设备PLC后，主控制设备 PLC循环扫描、采集数据、组态软件人机界面实时显示、保存数据，根据设定的上下限值发出报警；露点仪将采集到的信号传递给露点仪控制器，露点仪控制器将含水量信号实时显示在露点仪控制器的显示屏上，同时将电流信号输入主控制设备PLC模拟量输入端AI3, 主控制设备 PLC循环扫描、采集数据、组态软件人机界面实时显示、保存数据，根据设定的上下限值发出报警；液氮液位计将所测得液氮液面值实时的反馈给液氮液位计控制器，液氮液位计控制器根据设定好的上下限值，控制电磁阀开闭，实现自动填充液氮，同时，液氮液位计控制器提供电流信号输出接口给用户，主控制设备PLC通过数据采集及组态软件人机界面的显示，根据设定的上下限值发出报警。
2.根据权利要求1所述的一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：将所述的压力传感器安装在气源管道中，给压力传感器直流供电24V，同时，用二线制方法将输入信号接入主控制设备PLC的模拟量输入端AI2,压力传感器内部专用电路将传感器毫伏信号转换成标准4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI2,4-20mA对应0-1.6MPa的压力值；将已经编写好的梯形图下载到PLC后，主控制设备PLC根据程序设定的上下限值发出声光报警。
3.根据权利要求1所述的一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：将所述的露点仪安装在气源管道中，给露点仪控制器交流供电220V，露点仪将现场采集到的信号传递给露点仪控制器，露点仪控制器根据内部接线法的不同将含水量信号实时显示在控制器的液晶显示屏，同时提供4-20mA电流信号输出，将4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI3, 4-20mA对应0-100%RH的湿度值，主控制设备PLC根据程序设定的上下限值发出声光报警。
4.根据权利要求1所述的一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：将所述的液氮液位计安装在装有迈克尔逊干涉仪系统主探测器的真空杜瓦内，液氮液位计将杜瓦内所测得液氮液面值通过其专用电缆线实时的反馈给液氮液位计控制器，液氮液位计控制器根据早前设定好的上下限值，控制安装在另外一个100L容量的液氮杜瓦输入口的电磁阀开闭，实现自动填充液氮，同时，控制器提供4-20mA电流信号输出接口给用户，方便用户作系统集成，将4-20mA电流信号输入PLC模拟输入端AI1, 4-20mA对应0-100%液氮液位，PLC数据采集及上位机组态显示，根据程序设定的上下限值发出声光报警。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：所述的主控制设备PLC的型号为S7-200。
6.根据权利要求5所述的一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：所述的压力传感器的型号为MIK-P300。
7.根据权利要求5所述的一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：所述的露点仪的型号为LP60SP。
8.根据权利要求5所述的一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：所述的液氮液位计的型号为AMI Mode1286。
9.根据权利要求5所述的一种聚变装置迈克尔逊干涉仪系统状态监控方法，其特征在于：所述的工控机的型号为RACK PC 547ECO。
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