CN110856336A - 回旋加速器磁铁电源实时调整设备与方法 - Google Patents

Abstract

涉及一种回旋加速器磁铁电源实时调整设备与方法，设备包括电源调整装置与多线程电源数据采集装置。采集装置包括多串口控制器、交换机、讯息转换器和计算机，讯息转换器以线对接口一一连接方式连接数字磁铁电源的接口到多串口控制器，多串口控制器和计算机共同连接到交换机。通过计算机同时实现多组电源的数据采集,采用多线程技术实现在多串口上的并行数据采集，减少硬件设备成本以及数据采集时间，本发明具有实时调整多个回旋加速器磁铁电源的效果，能够保证回旋加速器磁铁测量数据的精度以及准确性，从而提高加速器整体的运作可靠性。

Description

回旋加速器磁铁电源实时调整设备与方法

技术领域

本发明是涉及回旋加速器控制的技术领域，尤其是涉及一种回旋加速器磁铁电源实时调整设备与方法。

背景技术

回旋加速器是质子治疗设备、重离子照射设备…等重要关键部件。回旋加速器用来加速引出质子/离子稳定束流，束流需要满足预期所需物理参数。为了保证束流的物理参数，需提供满足其约束的磁铁电源电压电流值。实施上必须根据束流位置等反馈数据进行加速器磁铁电流调整，使束流满足物理要求。

传统上基于串口的多个电源数据采集方法，是基于总线技术实现异步数据传输。这种数据采集方法速度较慢，无法并行采集多个电源的数据。此外，由于加速器束流调试中，也要求束流参数最优化，以符合物理实验要求。故目前需要一种能实时调整磁铁电源的技术方案，以达到即时约束束流行为的目的。

同申请人在中国专利申请公布号CN108811298A公开了一种温度补偿自动调节回旋加速器主磁场的系统和方法，系统包括回旋加速器主磁铁温度数据采集单元、算法处理及控制单元、回旋加速器主磁铁受控电源单元；方法包括以下：温度传感器实时采样加速器主磁铁周围不同点的温度信息上传给智能温度采集模块；智能温度采集模块利用嵌入式串口服务器将其传输到上位机算法处理单元；上位机算法处理单元接收温度数据，转化为主磁铁电源电流变化量指令，并将该指令发送给PLC控制单元，PLC控制单元接收指令并产生相应的控制脉冲发送给回旋加速器主磁铁受控电源单元，回旋加速器主磁铁受控电源单元实时接收脉冲信号，从而自动调节主磁铁的磁场强度，因此，这是针对主磁铁温度补偿的校正调整且偏向前段工艺中利用间接采集磁铁温度数据，转化为主磁铁电源电流变化量，再生成相应的脉冲信号的反馈调节主磁铁的磁场强度，达到温度补偿稳定束流的目的。然而，回旋加速器并非只有一个主磁铁，还细分有扇形磁铁、偏转磁铁、聚焦校准磁铁等等，此外除了回旋加速器本身的磁铁还有束流线等周边设备的各种磁铁，对于基于多个磁铁位置不同的同时段多数据采集方式、同时段多数据采集后的传输与后处理调整若单纯利用总线技术实现异步数据传输的方式已经不敷使用，明显需要投入更多的研究。

发明内容

本发明的其中一个主要目的是提供一种回旋加速器磁铁电源实时调整设备，基于多线程技术的多串口数据采集技术，能够实现软实时的并行电源数据采集，大大提高了多个磁铁电源的电源数据采集的速度，系统运行稳定可靠，能够长时间无故障满足工程实施，用以实现多磁铁电源数据采集即时，防止发生磁铁电源调整时间过迟或偏差过大的问题，适用于回旋加速器本身磁铁或/与周边设备的磁铁。

本发明的另一个主要目的是提供一种回旋加速器磁铁电源实时调整方法，用以解决回旋加速器运行因多磁铁调整延迟时差导致引出束流不稳定的问题。

本发明的其中一主要目的是通过以下技术方案得以实现的：

提出一种回旋加速器磁铁电源实时调整设备，包括电源调整装置与多线程电源数据采集装置。所述电源调整装置用于连接至多组回旋加速器磁铁的数字磁铁电源，每一数字磁铁电源设有接口;所述多线程电源数据采集装置用于提供调整指令至所述电源调整装置，以实时自动调节电源;所述多线程电源数据采集装置包括讯号转换器、多串口控制器、交换机和计算机，所述讯号转换器连接至所述数字磁铁电源的所述接口，所述讯号转换器还多串口连接到所述多串口控制器，所述多串口控制器连接到所述交换机的第一端口，所述计算机连接到所述交换机的第二端口。其中，以所述多串口控制器的多串口连接作为电源数据的采集通道,并被配置为具有多线程功能能对多个所述接口进行并行数据采集，所述计算机通过所述交换机与所述多串口控制器同时采集多组所述回旋加速器磁铁的数字磁铁电源的数据，所述计算机提供调整指令至所述电源调整装置，以对多组所述数字磁铁电源进行数据采集时实时调整控制所述数字磁铁电源。

通过采用上述基础技术方案一，利用多线程电源数据采集装置用于提供调整指令至电源调整装置及采集装置的特定构成与连接关系，计算机通过交换机沟通多串口控制器、多串口控制器通过讯号转换器多线程并联多组数字磁铁电源的接口，实现同时段多组电源的数据采集,多串口控制器采用多线程技术实现在多串口上的并行数据采集，减少多计算机硬件设备成本以及减少总线式逐次数据采集时间，并且能够保证回旋加速器磁铁测量数据的偏移精度以及时间准确性，从而提高加速器整体的可靠性。

本发明在第一较佳示例中可以进一步配置为：所述接口为RS232接口，所述讯号转换器为RS232讯号转换器，所述数字磁铁电源与所述讯号转换器之间的通讯协议是基于RS32C。

通过采用上述优选技术方案，利用RS232接口与RS232讯号转换器的连接作为异步传输标准以及RS32C通讯协议，故每一组RS32C通讯协议的连接线皆可连接到一组回旋加速器磁铁的数字磁铁电源，接口与讯号转换器之间的连接线可以模组化快速更换，并能够实现多串口上磁铁电源的并行数据采集与实时通讯。在回旋加速器的检测或运行阶段，多个并行数据采集指令可由多串口控制器以快速且相互不干扰的方式持续地同步传输到多个对应数字磁铁电源，多个个别回旋加速器磁铁的采集数据经由多个数字磁铁电源持续地传输到多串口控制器。

本发明在第二较佳示例中可以进一步配置为：所述多串口控制器的多线程功能中的子线程采集数量与所述数字磁铁电源的数量为正相关，当所述数字磁铁电源的数量为n，n是大于等于4的正整数，多线程采集区分为子线程1至子线程n，每一子线程经过个别的串口连接分别对对应的所述数字磁铁电源采集电源数据。

通过采用上述优选技术方案，利用所述多串口控制器的特定多线程功能，每一子线程对应一组数字磁铁电源，使并行采集的多组数据汇整到所述多串口控制器。

本发明在第二较佳示例的一具体形态中可以进一步配置为：所述多串口控制器被配置用于执行所述多线程功能包括：所述讯号转换器经由多条光纤一一连接到所述数字磁铁电源的所述接口;所述多串口控制器基于多线程分别初始化多串口参数，所述多串口控制器配置其串口与所述数字磁铁电源通讯匹配，包括设置波特率、校验方式；加载所述数字磁铁电源的通讯驱动，并设置采集函数、通讯协议、通讯采集间隔；同时启动多线程的所述子线程1至所述子线程n；实时采集所述数字磁铁电源的数据，并作存储和分析。

通过采用上述优选技术方案，利用所述多串口控制器的特定配置，据以实现所述多串口控制器能符合多组回旋加速器磁铁的并行数据采集的设计。

本发明在第二较佳示例的一具体形态的一种更具体结构中可以进一步配置为：所述计算机被配置为用于执行所述子线程1至所述子线程n的任一子线程功能包括：子线程运行1:通过所述多串口控制器的对应端口驱使采集电源数据；子线程运行2:每隔通讯采集间隔∆t，驱使采集对应数字磁铁电源的电源控制器的电流电压信号，得到对应的回旋加速器磁铁的当前电流值和当前电压值；子线程运行3:基于所述回旋加速器磁铁的束流位置，判断所述当前电压电流是否匹配，若匹配，重复执行所述子线程运行2与3，若没有匹配，所述计算机进行补偿计算并通知对应电源调整装置进行调整，使得所述对应的回旋加速器磁铁的实际磁铁电流电压与其加速器束流位置相匹配。优选地，采集间隔∆t<100ms；优选地，对获得的多组数据进行数字滤波平滑处理。

通过采用上述优选技术方案，利用所述计算机的特定配置，据以实现所述计算机能符合多组回旋加速器磁铁的并行数据采集与实时调整其电源的设计。

本发明的另一主要目的是通过以下技术方案得以实现的：

提出一种回旋加速器磁铁电源实时调整方法，包括基于一种如上所述任一技术方案的回旋加速器磁铁电源实时调整设备实时调整在运作中多个所述回旋加速器磁铁的多个所述数字磁铁电源。

通过采用上述基础技术方案二，利用多线程电源数据采集装置用于提供调整指令至电源调整装置及多线程电源数据采集装置的特定构成与连接关系，在使用上能实现实时调整在运作中多个回旋加速器磁铁的电源。

本发明在第三较佳示例中可以进一步配置为：所述调整方法还包括：对获得的所述数字磁铁电源的电压电流数据进行匹配;分析所述电压电流数据的精度和误差来源，以提高数据准确性。

通过采用上述优选技术方案，利用调整方法的数据匹配与分析，确定数据不匹配时需要调整值与来源，以供准确的磁铁电源调整。

本发明在第三较佳示例的一具体形态中可以进一步配置为：所述调整方法还包括：基于多线程电源数据采集，当所述数字磁铁电源的第一数字磁铁电源的电压电流数据出现不匹配，所述计算机以最优算法或/和贪心算法计算并提供第一电源调整指令至对应的电源调整装置;当所述数字磁铁电源的第二数字磁铁电源的电压电流数据出现不匹配，所述计算机以最优算法或/和贪心算法计算并提供第二电源调整指令至对应的电源调整装置;其中，所述第一数字磁铁电源与所述第二数字磁铁电源的电压电流数据采集为平行同步，所述第一电源调整指令与所述第二电源调整指令为非同步。

通过采用上述优选技术方案，利用特定方式的电压电流数据采集为平行同步与电源调整指令为非同步，电压电流数据采集不会受到总线连接的讯号延迟，非同时产生的电压电流数据不匹配时能够以非同步电源调整指令实时调整磁铁电源的电压电流。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本发明包括的多线程电源数据采集装置基于多串口和多线程技术机制，实现对磁铁电源的实时并行采集方式，明显提高电源数据采集的精度和准确度；

2.计算机与多串口控制器的连接优化处理磁铁电源数据，对回旋加速器的束流参数实时监控，通过计算机的数据优化计算实时调整磁铁电源参数，使得束流参数满足物理要求，提高加速器整体的可靠性。

附图说明

图1绘示本发明一较佳实施例的回旋加速器磁铁电源实时调整设备的架构示意图;

图2绘示本发明一较佳实施例的回旋加速器磁铁电源实时调整设备的多线程和多串口的数据采集示意图。

附图标记: 10、电源调整装置;20、多线程电源数据采集装置; 21、讯号转换器;22、多串口控制器;23、交换机; 24、计算机;25、光纤; 210、回旋加速器磁铁; 211、数字磁铁电源; 212、接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

为了更方便理解本发明的技术方案,以下将本发明的回旋加速器磁铁电源实时调整设备与方法做进一步详细描述，但不作为本发明限定的保护范围。

图1绘示本发明一较佳实施例的回旋加速器磁铁电源实时调整设备的架构示意图;图2绘示多线程和多串口的数据采集示意图。参照图1与图2，本发明一较佳实施例提出一种回旋加速器磁铁电源实时调整设备，包括电源调整装置10与多线程电源数据采集装置20。所述电源调整装置10用于连接至多组回旋加速器磁铁210的数字磁铁电源211，每一数字磁铁电源211设有接口212;所述多线程电源数据采集装置20用于提供调整指令至所述电源调整装置10，以实时自动调节电源。所述多线程电源数据采集装置20的设置作用在于能够实现回旋加速器磁铁的平行电源数据的采集与计算。所述电源调整装置10的设置作用在于在有效利用平行采集数据后的即时磁铁电源优化调整。所述数字磁铁电源211选自于回旋加速器本身的主磁铁电源、束流线上的四极磁铁电源和XY导向磁铁电源、偏转磁铁电源或任意组合。

所述多线程电源数据采集装置20包括讯号转换器21、多串口控制器22、交换机23和计算机24，所述讯号转换器21连接至所述数字磁铁电源211的所述接口212，所述讯号转换器21还多串口连接到所述多串口控制器22，所述多串口控制器22连接到所述交换机23的第一端口，所述计算机24连接到所述交换机23的第二端口，即是所述多串口控制器22和所述计算机24共同连接到所述交换机23的端口。其中，以所述多串口控制器22的多串口连接作为电源数据的采集通道,并被配置为具有多线程功能能对多个所述接口212进行并行数据采集，所述计算机24通过所述交换机23与所述多串口控制器22同时采集多组所述回旋加速器磁铁210的数字磁铁电源211的数据，所述计算机24提供调整指令至所述电源调整装置10，以对多组所述数字磁铁电源211进行数据采集时实时调整控制所述数字磁铁电源211。

本发明上述基础技术方案一的实施原理为，利用多线程电源数据采集装置20用于提供调整指令至电源调整装置10及达成多线程电源数据采集的特定构成与连接关系，计算机24通过交换机23沟通多串口控制器22、多串口控制器22通过讯号转换器21多线程并联多组数字磁铁电源211的接口212，实现同时段多组电源的数据采集,多串口控制器22采用多线程技术实现在多串口上的并行数据采集，减少多个计算机硬件设备成本以及减少总线式逐次数据采集时间，并且计算机24作为平行采集数据后的分析计算并沟通所述电源调整装置10，能够保证回旋加速器磁铁210测量数据的偏移精度以及时间准确性，从而提高加速器整体的可靠性。

关于接口212与讯号转换器21的一种具体结构，在第一较佳示例中可以配置为：所述接口212为RS232接口212，所述讯号转换器21为RS232讯号转换器21，所述数字磁铁电源211与所述讯号转换器21之间的通讯协议是基于RS32C。因此，利用RS232接口212与RS232讯号转换器21的连接作为异步传输标准以及RS32C通讯协议，故每一组RS32C通讯协议的连接线皆可连接到一组回旋加速器磁铁210的数字磁铁电源211，接口212与讯号转换器21之间的连接线可以模组化快速更换，并能够实现多串口上磁铁电源的并行数据采集与实时通讯。在回旋加速器的检测或运行阶段，多个并行数据采集指令可由多串口控制器22以快速且相互不干扰的方式持续地同步传输到多个对应数字磁铁电源211，多个个别回旋加速器磁铁210的采集数据经由多个数字磁铁电源211持续地传输到多串口控制器22。

关于所述多串口控制器22的多线程功能，在第二较佳示例中，所述多串口控制器22的多线程功能中的子线程采集数量与所述数字磁铁电源211的数量为正相关，当所述数字磁铁电源211的数量为n，n是大于等于4的正整数，多线程采集区分为子线程1至子线程n，每一子线程经过个别的串口连接分别对对应的所述数字磁铁电源211采集电源数据。因此，利用所述多串口控制器22的特定多线程功能，每一子线程对应一组数字磁铁电源211，使并行采集的多组数据汇整到所述多串口控制器22。

关于所述多串口控制器22的配置功能，本发明在第二较佳示例的一具体形态中，所述多串口控制器22被配置用于执行所述多线程功能包括：所述讯号转换器21经由多条光纤25一一连接到所述数字磁铁电源211的所述接口212;所述多串口控制器22基于多线程分别初始化多串口参数，所述多串口控制器22配置其串口与所述数字磁铁电源211通讯匹配，包括设置波特率、校验方式；加载所述数字磁铁电源211的通讯驱动，并设置采集函数、通讯协议、通讯采集间隔；同时启动多线程的所述子线程1至所述子线程n；实时采集所述数字磁铁电源211的数据，并作存储和分析。因此，利用所述多串口控制器22的特定配置，据以实现所述多串口控制器22能符合多组回旋加速器磁铁210的并行数据采集的设计。

关于所述计算机24的配置功能，在第二较佳示例的一具体形态的一种更具体结构中，所述计算机24被配置为用于执行所述子线程1至所述子线程n的任一子线程功能包括：子线程运行1:通过所述多串口控制器22的对应端口驱使采集电源数据；子线程运行2:每隔通讯采集间隔，驱使采集对应数字磁铁电源211的电源控制器的电流电压信号，得到对应的回旋加速器磁铁210的当前电流值和当前电压值；子线程运行3:基于所述回旋加速器磁铁210的束流位置，判断所述当前电压电流是否匹配，若匹配，重复执行所述子线程运行2与3，若没有匹配，所述计算机24进行补偿计算并通知对应电源调整装置10进行调整，使得所述对应的回旋加速器磁铁210的实际磁铁电流电压与其加速器束流位置相匹配。因此，利用所述计算机24的特定配置，据以实现所述计算机24能符合多组回旋加速器磁铁210的并行数据采集与实时调整其电源的设计。

进一步地，子线程具体过程如下：

（1）通过所述多串口控制器22的对应端口，经由RS232，与所述数字磁铁电源211进行实时通讯；

（2）每隔时间∆t，采集所述数字磁铁电源211的电压电流值，存入数据库；

（3）判断当前束流位置是否超出物理要求范围，若没有超出，重复步骤（2），否则，根据优化算法对磁铁电源的电流进行实时调节，直至束流参数满足要求。进一步地，子线程的步骤（2）中，时间间隔∆t决定了电源数据的疏密程度，对优化算法插值精度有影响，要求时间间隔∆t<100ms。进一步地，对获得的多组数据进行数字滤波平滑处理，提高数据的准确性。

关于所述电源调整装置10的一种电源调整方式，在一示例中，所述电源调整装置10通过pid等算法，根据所述计算机24的调整指令实时自动调节电源。所述电源调整装置10可以利用个别连接线连接至所述数字磁铁电源211; 在另一示例中，也可以连接到所述多串口控制器22，共用所述光纤25或其他讯号传输线连接至所述数字磁铁电源211的所述接口212，即数据采集传输线与电源调整线可以共享线路，也可以不共享线路。

此外，本发明第二实施例提出一种回旋加速器磁铁电源实时调整方法，包括基于一种如上所述任一技术方案的回旋加速器磁铁电源实时调整设备实时调整在运作中多个所述回旋加速器磁铁210的多个所述数字磁铁电源211。

本发明上述基础技术方案二的实施原理为，利用多线程电源数据采集装置20用于提供调整指令至电源调整装置10及多线程电源数据采集装置20的特定构成与连接关系，在使用上能实现实时调整在运作中多个回旋加速器磁铁210的电源。

在第三较佳示例中，所述调整方法还可以包括：对获得的所述数字磁铁电源211的电压电流数据进行匹配;分析所述电压电流数据的精度和误差来源，以提高数据准确性。因此，利用调整方法的数据匹配与分析，确定数据不匹配时需要调整值与来源，以供准确的磁铁电源调整。

在第三较佳示例的一具体形态中，所述调整方法还可以包括：基于多线程电源数据采集，当所述数字磁铁电源211的第一数字磁铁电源211的电压电流数据出现不匹配，所述计算机24以最优算法或/和贪心算法计算并提供第一电源调整指令至对应的电源调整装置10;当所述数字磁铁电源211的第二数字磁铁电源211的电压电流数据出现不匹配，所述计算机24以最优算法或/和贪心算法计算并提供第二电源调整指令至对应的电源调整装置10;其中，所述第一数字磁铁电源211与所述第二数字磁铁电源211的电压电流数据采集为平行同步，所述第一电源调整指令与所述第二电源调整指令为非同步。

利用特定方式的电压电流数据采集为平行同步与电源调整指令为非同步，电压电流数据采集不会受到总线连接的讯号延迟，非同时产生的电压电流数据不匹配时能够以非同步电源调整指令实时调整磁铁电源的电压电流。其中，最优算法是制定在电源调整的过程的最优策略，无论其初始状态及初始决策，其后决策对以第一个决策所形成的状态作为初始状态的过程而言，构成最优策略;其迭代公式可选自于随机梯度下降算法、Momentum算法、RMSProp算法、Adam算法或其组合。贪心算法是在作出电源调整选择时，每次都要选择对回旋加速器最为有利的结果，保证调整效率的最大化;例如制定的贪心策略可以为：在允许的条件下选择不匹配程度最大的数据。当同时有多个回旋加速器磁铁需要调整电源电压电流时，先选择调整效果最大的制定调整方案。而调整效果较小即不匹配程度轻微者的调整优先顺序往后排列，可以节省计算机的算力。此外，制定的贪心策略也可以为：在允许的条件下选择调整改善效果最大的磁铁电源。

在第三具体实施例中，本发明还提出一种回旋加速器磁铁电源实时调整设备，包括多线程电源数据采集装置。再如图2所示，所述多线程电源数据采集装置具有多个用于平行采集电源数据的子线程1至子线程n，其中n是大于等于4的正整数，所述子线程1至所述子线程n汇合于主线程，所述主线程的初始化同步使所述子线程1至所述子线程n的初始化，使多串口连接的所有端口初始化，并为每一子线程配置端口参数；因此，每个子线程能够调用采集函数F、以及对应电源的协议文件，以采集间隔为∆t开始采集电源数据;同时，根据加速器束流反馈参数，调用相应的数据算法，实时动态调整磁铁电源参数，使得束流参数满足物理要求。另外，可以对采集到的数据进行存储和分析。

通过采用上述技术方案，采用多线程技术，实现基于多串口的软实时并行数据采集，大大提高了系统响应，保证回旋加速器束流参数的精度和准确度，提高加速器整体的可靠性。在一具体示例中，前述的多串口连接是连接于多串口控制器，多串口控制器连接多组回旋加速器的磁铁电源，以便于达成零时差的多个子线程初始化。

在一具体操作中，选用一台100MeV回旋加速器，主磁铁电源电流为72.6A。束流线上有多个四极电源和XY导向电源以及偏转电源。如图2所示的采集步骤，具体说明如下：

（1）位于多串口控制器的主线程初始化所有端口，并配置端口波特率以及校验参数；

（2）针对每台磁铁电源的相应端口，启动相应数据采集子线程；

（3）每个子线程调用采集函数F，以及对应电源的协议文件，以采集间隔为∆t开始采集电源数据；

（4）同时，根据加速器束流反馈参数，调用相应的数据算法，实时动态调整磁铁电源参数，使得束流参数满足物理要求；

（5）采集到的数据进行存储和分析。

经过实验证实，上述通过多线程技术，实现基于多串口的软实时并行数据采集，大大提高了系统响应，保证回旋加速器束流参数的精度和准确度，提高加速器整体的可靠性。与同类技术相比采集方式上有所不同，测量方式上采用多串口多线程同步并行测量，性能上具有采集精度高、采集时间短的优越性，且全程无需人员干预，实现完全自动化，能够广泛应用于其他电源调整领域。

本具体实施方式的实施例均作为方便理解或实施本发明技术方案的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应被涵盖于本发明的请求保护范围内。

Claims (10)

1.一种回旋加速器磁铁电源实时调整设备，其特征在于，包括:

电源调整装置(10)，用于连接至多组回旋加速器磁铁(210)的数字磁铁电源(211)，每一数字磁铁电源(211)设有接口(212);及，

多线程电源数据采集装置(20)，用于提供调整指令至所述电源调整装置(10)，以实时自动调节电源;所述多线程电源数据采集装置(20)包括讯号转换器(21)、多串口控制器(22)、交换机(23)和计算机(24)，所述讯号转换器(21)连接至所述数字磁铁电源(211)的所述接口(212)，所述讯号转换器(21)还多串口连接到所述多串口控制器(22)，所述多串口控制器(22)连接到所述交换机(23)的第一端口，所述计算机(24)连接到所述交换机(23)的第二端口;

其中，以所述多串口控制器(22)的多串口连接作为电源数据的采集通道,并被配置为具有多线程功能能对多个所述接口(212)进行并行数据采集，所述计算机(24)通过所述交换机(23)与所述多串口控制器(22)同时采集多组所述回旋加速器磁铁(210)的数字磁铁电源(211)的数据，所述计算机(24)提供调整指令至所述电源调整装置(10)，以对多组所述数字磁铁电源(211)进行数据采集时实时调整控制所述数字磁铁电源(211)。

2.根据权利要求1所述的回旋加速器磁铁电源实时调整设备，其特征在于，所述接口(212)为RS232接口，所述讯号转换器(21)为RS232讯号转换器，所述数字磁铁电源(211)与所述讯号转换器(21)之间的通讯协议是基于RS32C。

3.根据权利要求1或2所述的回旋加速器磁铁电源实时调整设备，其特征在于，所述多串口控制器(22)的多线程功能中的子线程采集数量与所述数字磁铁电源(211)的数量为正相关，当所述数字磁铁电源(211)的数量为n，n是大于等于4的正整数，多线程采集区分为子线程1至子线程n，每一子线程经过个别的串口连接分别对对应的所述数字磁铁电源(211)采集电源数据。

4.根据权利要求3所述的回旋加速器磁铁电源实时调整设备，其特征在于，所述多串口控制器(22)被配置用于执行所述多线程功能包括：

所述讯号转换器(21)经由多条光纤(25)一一连接到所述数字磁铁电源(211)的所述接口(212);

所述多串口控制器(22)基于多线程分别初始化多串口参数，所述多串口控制器(22)配置其串口与所述数字磁铁电源(211)通讯匹配，包括设置波特率、校验方式；

加载所述数字磁铁电源(211)的通讯驱动，并设置采集函数、通讯协议、通讯采集间隔；

同时启动多线程的所述子线程1至所述子线程n；

实时采集所述数字磁铁电源(211)的数据，并作存储和分析。

5.根据权利要求4所述的回旋加速器磁铁电源实时调整设备，其特征在于，所述计算机(24)被配置为用于执行所述子线程1至所述子线程n的任一子线程功能包括：

子线程运行1:通过所述多串口控制器(22)的对应端口驱使采集电源数据；

子线程运行2:每隔通讯采集间隔∆t，驱使采集对应数字磁铁电源(211)的电源控制器的电流电压信号，得到对应的所述回旋加速器磁铁(210)的当前电流值和当前电压值；

子线程运行3:基于所述回旋加速器磁铁(210)的束流位置，判断所述当前电压电流是否匹配，若匹配，重复执行所述子线程运行2与3，若没有匹配，所述计算机(24)进行补偿计算并通知对应电源调整装置(10)进行调整，使得对应的所述回旋加速器磁铁(210)的实际磁铁电流电压与其加速器束流位置相匹配；优选地，采集间隔∆t<100ms；优选地，对获得的多组数据进行数字滤波平滑处理。

6.一种回旋加速器磁铁电源实时调整方法，其特征在于，包括基于一种如权利要求1-5中任一项所述的回旋加速器磁铁电源实时调整设备实时调整在运作中回旋加速器磁铁(210)的多个所述数字磁铁电源(211)。

7.根据权利要求6所述的回旋加速器磁铁电源实时调整方法，其特征在于，还包括：对获得的所述数字磁铁电源(211)的电压电流数据进行匹配;分析所述电压电流数据的精度和误差来源，以提高数据准确性。

8.根据权利要求7所述的回旋加速器磁铁电源实时调整方法，其特征在于，还包括：基于多线程电源数据采集，当所述数字磁铁电源(211)的第一数字磁铁电源的电压电流数据出现不匹配，所述计算机(24)以最优算法或/和贪心算法计算并提供第一电源调整指令至对应的电源调整装置(10);当所述数字磁铁电源(211)的第二数字磁铁电源的电压电流数据出现不匹配，所述计算机(24)以最优算法或/和贪心算法计算并提供第二电源调整指令至对应的电源调整装置(10);其中，所述第一数字磁铁电源与所述第二数字磁铁电源的电压电流数据采集为平行同步，所述第一电源调整指令与所述第二电源调整指令为非同步。

9.一种回旋加速器磁铁电源实时调整设备，包括多线程电源数据采集装置，所述多线程电源数据采集装置具有多个用于平行采集电源数据的子线程1至子线程n，其中n是大于等于4的正整数，所述子线程1至所述子线程n汇合于主线程，所述主线程的初始化同步使所述子线程1至所述子线程n的初始化，使多串口连接的所有端口初始化，并为每一子线程配置端口参数。

10.根据权利要求9所述的回旋加速器磁铁电源实时调整设备，其特征在于，所述多串口连接是连接于多串口控制器。

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