[发明专利]基于PXI的EAST中央定时系统

说明书

技术领域

本发明涉及EAST托卡马克可控核聚变装置领域，具体为一种基于PXI的EAST中央定时系统。

背景技术

随着经济社会的快速发展，煤炭、石油、天然气等化石能源的过度开发利用，人类在不久的未来除了面临燃料短缺、资源枯竭等能源危机外，还要治理空气污染、生态破坏等环境问题。协调能源和环境的可持续发展是我国当前面临的一个重大课题。

世界各国对清洁新能源的开发与利用，呈现出方兴未艾的局面。清洁、安全而且原料取之不尽的可控热核聚变，受到人们的广泛关注，并有可能在本世纪中叶成为人类的替代能源。目前可行性较大的可控核聚变反应装置就是托卡马克装置，它包括真空、低温、电源、诊断等多个复杂子系统，这些子系统只有按照定时系统设置的时序工作，才能实现托卡马克聚变装置的精确运行及正常放电。例如，英国的MAST托卡马克通过VME和CAMAC开发的分布式触发和时序系统，实现了精确同步的触发输出。采用树形拓扑结构的触发和时序系统由中央单元向所有卫星节点提供时间同步信号。中央单元包含至少一个反射单元以及多个事件与同步反射模件，而事件与同步反射模件通过光纤将触发信号传至事件与脉冲模件，从而启动其内部的时间计数器，同时也启动预先定义的静态时序序列。我国的HT-7托卡马克装置则基于VXI建立了分布式定时和触发系统，采用了类似的拓扑结构实现了定时和同步功能。

随着近年PXI逐步成为模块化仪器的主流标准，一些世界领先的测试系统供应商纷纷开发出各种PXI外围模块，同时PXI的工业标准特性能够降低系统的总成本和开发时间，增强系统性能和带宽，所以受到业界的广泛青睐并且作为虚拟仪器测试测量的理想平台，实现了各种案例的需求开发，具有广阔的应用前景。

通过对专利数据库的检索，发现没有研究机构应用PXI技术开发定时触发系统并将其应用于托卡马克核聚变实验中，来精确定时各子系统的投入时序。因此，基于PXI的（EAST）中央定时系统的研制开发，对托卡马克实验的顺利进行具有重要的研究意义，同时也为该系统在其他领域的应用提供了重要的参考价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PXI的EAST中央定时系统，在托卡马克物理实验中，为分布在不同地理位置的多个子系统提供精确的时钟信号，确保各子系统以相同的时钟基准工作；控制子系统按照预设的时序精准的投入托卡马克实验中，实现托卡马克装置的稳态运行；提供事件触发功能，若检测到特定信号，实时触发相应处理机制；采集本系统的输出信号，检测本系统运行是否正常。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

基于PXI的EAST中央定时系统，其特征在于：包括分别接入EAST局域网的主控计算机、数据库服务器、PXI主节点、PXI分节点，所述主控计算机分别与所述数据库服务器、PXI主节点、PXI分节点双向通讯连接以双向传输数据，所述PXI主节点包括PXI机箱，以及集成于PXI主节点的PXI机箱中的PXI控制器、两个PXI计数定时模块、PXI多功能RIO模块，所述PXI分节点包括PXI机箱，以及分别集成于PXI分节点的PXI机箱中的PXI控制器、PXI计数定时模块、多功能RIO模块，所述PXI主节点、PXI分节点分别通过等长的信号光纤与EAST中央控制系统连接以同步接收EAST中央控制系统的触发信号，所述PXI主节点中其中一个PXI计数定时模块通过等长的光纤分别接入所述PXI主节点的 PXI机箱背板、PXI分节点的PXI机箱背板，通过时钟锁相技术，令PXI分节点的PXI机箱时钟与PXI主节点的PXI机箱时钟同步，所述PXI主节点的另一个计数定时模块、PXI多功能RIO模块，以及PXI分节点的计数定时模块、PXI多功能RIO模块分别各自接有隔离驱动设备，所述PXI主节点、PXI分节点分别通过各自的隔离驱动设备向EAST子系统输出时钟信号、触发信号，以及接收采集到的所述EAST中央定时系统输出信号。

所述的基于PXI的EAST中央定时系统，其特征在于：所述PXI分节点可扩展为多个，PXI主节点、多个PXI分节点通过等长的光纤与EAST中央控制系统连接，以同步接收EAST中央控制系统的触发信号，所述PXI主节点中相应的PXI计数定时模块通过等长的光纤分别接入所述PXI主节点的 PXI机箱背板、多个PXI分节点的PXI机箱背板，通过时钟锁相技术令多个PXI分节点的 PXI机箱时钟与PXI主节点的 PXI机箱时钟同步。