Разработка и реализация системы управления ускорительно-накопительным комплексом ВЭПП-4 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ им.Г.И.Будкера СО РАН

Р Г Б ОЯ

1 5 ДЕК 1996

на правах рукописи

КАРНАЕВ Сергей Евгеньевич

РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УСКОРИТЕЛЬНО-НАКОПИТЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ ВЭПП-4

01.04.20 - физика пучков заряженных, частиц и ускорительная техника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОСИБИРСК-1996

Работа выполнена в ГНЦ РФ "Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН"

Научные руководители:

Протопопов Игорь Яковлевич

Эвдельман Юрий Исаакович

- кандидат физ.-мат. наук,

ГНЦ РФ "Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН", г.Новосибирск

- кандидат физ.-мат. наук,

ГНЦ РФ "Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН", г.Новосибирск

Официальные оппоненты:

Нифонтов

Владимир Иванович

Коршевер Игорь Иосифович

- доктор технических наук, профессор, ГНЦ РФ "Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН", г.Новосибирск

- кандидат технических наук, Институт автоматики и электрометрии СО РАН, г.Новосибирск

Ведущая организация: Институт физики высоких энергий, г.Протвино

Защита диссертации состоится " ¿¿¿¿¿¿-¿¿¡^ 1996 г. в " /2."

часов на заседании диссертационного совета Д.002.024.02 при ГНЦ РФ "Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН".

Адрес: 630090, Новосибирск-90,

проспект академика Лаврентьева, 11

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ "Институт ядерной физики им.Г.И.Будкера СО РАН"

Автореферат разослан "

Ученый секретарь

диссертационного совета ,—уу

академик ^

Б.В.Чириков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При управлении сложньгщ ускорительными зтановкамн возникает множество проблем, связанных с '^пользованием иш<ального физического оборудования, высокими точностями, предъяв-яе.мьшн к разлитым параметрам устройств и пучко;; частиц.

Создание системы управления ускорнтельно-накопительньш ком-яексом представляет собой решение ряда сложных задач, начиная от азработкн специализированной электроники и гонкая построением фхнего уровня программного обеспечения. Причем, разработка про-)аммного обеспечения, в силу уникальности экспериментальных устано-эк и решаемых на них задач, зачастую является одной гп главных прочем.

В ИЯФ первый опыт применения ЭВМ для управления ускорителем ал получен в 1972 году в результате использования ЭВМ Одра-13(И для эеспечения процесса перестройки магнитной системы накопителя ЭПП-3 в ходе подъема энергии пучка. Выбор ЭВМ этого типа был де-эм случая. Несмотря на множество недостатков и возникших проблем, элученный опыт дал положительный толчок развитию автоматизации в нституте: специально для управления ускорительными установками ЯФ было приобретено несколько машин серии Одра-1325 н О/Цта-1305.

В течение 1975 - 1980 годов в ИЯФ происходило активное развитие ютем автоматизации ускорительных установок ца базе ЭВМ Одра, реди них самой большой являлась система управления ускорнтельно-жопителъным комплексом ВЭПП-4. В период ее создания в Институте >щ разработан широкий ассортимент специализированной периферий-зй электроники и средств связи для подключения аппаратуры к ЭВМ.

Было создано базовое программное обеспечение, заложены основ! структурного построения систем управления ускорительно-накопитель ными комплексами, разработано большое количество программ при кладного уровня.

Во второй половшее 80х годов была осуществлена модернизация а: стемы управления ВЭПП-4. ЭВМ серии Одра были заменены на разрабс танную в ИЯФ микроЭВМ "Одренок", практически вся управляющая контрольно-измерительная аппаратура была переведена в стандар КАМАК. Значительные изменения были внесены в структурную схем системы управления. Дальнейшее развитие получила операционная С1 стема для "Одренка", созданы новые библиотеки спецпроцедур и прс гр аммы-утилиты.

Новые качества были заложены в прикладное программное обест чаше, которое практически пришлось создавать заново, опираясь и опыт, накопленный за время эксплуатации системы управления ВЭПП-Была разработана единая структура для описания элементов ускорител) но-накопительного комплекса и аппаратуры, усовершенствован подход разработке программ взаимодействия с аппаратурой, в частности, к; сающийся использования микропроцессорной техники. Появившне( возможности электроники и графические средства позволили осущес вить ряд новых идей по отображению информации.

Цели настоящей работы:

- создание и запуск модернизированной системы управления ВЭПП-4,

- разработка основных компонентов прикладного программного обесп чения системы управления ВЭПП-4.

Научная новизна.

1. Определены требования, предъявляемые к прикладному уровню пр граммного обеспечеш1я для управления ускорительно-накопительнь комплексом. На основе анализа этих требований сформулирова! принципы построения прикладного программного обеспечения.

2. Разработана и реализована база данных размещения аппаратуры физических каналов управления и контроля ускорительи накопительным комплексом ВЭПП-4.

3. Предложена и реализована схема взаимодействия управляющих пр цессов как в различных, так и внутри одной ЭВМ, создана систе;

синхронизации процессов управления подсистемами ускорнтельно-накопительного комплекс;! ВЭПП-4. . Создан необходимы!! набор программ дня управления ВЭПП-4, обеспечивающий функционирование как всего комплекса в целом, так и отдельных его частей. . Разработан набор программ для инженерного обеспечения систем ускорительно-накопительного комплекса ВЭПП-4, позволяющий осуществлять нала/псу, поиск неисправностей и профилактические проверки оборудования, эксплуатирующегося на ВЭПП-4.

Реализация результатов работы, практическая ценность. В итоге ра-оты, проводившейся с 1984 по 1995 гг., была разработана и в полном бъеме запущепа в эксплуатацию система управления ускорителыю-акопительным комплексом ВЭПП-4. Автор принимал активное участие обсуждении концепций построения и их реализации на всех этапах раз-нтня системы управления. При непосредственном участии автора созда-о прикладное программное обеспечение для управления ВЭПП-4. В провесе работы разработана и реализована база данных элементов управ-ення и аппаратуры, написаны управляющие программы, сервисное и нженерное программное обеспечение. Всего для управления комплексом 1ЭПП-4 автором лично или в соавторстве разработано более 60 про-рами, что составляет значительную часть программного обеспечения.

В результате работы сформулированы основные принципы построе-ия программного обеспечения для управления ускорительио-акопнтельиым комплексом. Выработанные концепции могут быть прп-енеиы для разработки систем управления, базирующихся на любых ап-аратных платформах, в любой конфигурации. Анализ систем управле-ня крупных ускорительных комплексов зарубежных физических центров оказывает, что принципы, заложенные в основу построения программой обеспечения этих систем, в значительной мере соответствуют прин-ипам, изложенным в данной работе.

На основе выработанных концепций создано прикладное программ-ое обеспечение таких крупных ускорительных комплексов как ЭПП-2М в ИЯФ, специализированного источника синхротронного злучения "Сибирь-2" в Курчатовском физическом центре. Кроме того, гн принципы применимы и для построения программного обеспечения ля управления сравнительно небольшими экспериментальными уста-

новками, что было продемонстрировано на примере установк: "Мапшкон" в ИЯФ.

На защиту выносятся следующие результаты.

1. Создан и запущен в эксплуатацию модернизированный вариант а стемы управления ВЭПП-4, базирующийся на применении разрабс танной в ИЯФ микроЭВМ "Одренок".

2. Определены задачи по управлению ускорительно-накопительным ко\ плексом ВЭПП-4, предложены и реализованы способы их решения.

3. Сформулированы требования и выработаны принципы построен!! прикладного уровня программного обеспечения для управления уск< рителыю-накопительньшкомплексом.

4. Созданы необходимые программы для управления комплексо ВЭПП-4, обеспечивающие функционирование как всего комплекса целом, так и отдельных его подсистем.

5. Разработан набор программ для инженерного обеспечения комплею ВЭПП-4, позволяющий производить наладку, поиск неисправностей профилактическую проверку различного оборудования.

Апробация работы, публикации. Работы, положенные в основу ди сертации, докладывались и обсуждались на семинарах Института яде ной физики им.Будкера СО РАН, на XI, XII Всесоюзных совещаниях г УЗЧ, на XIII, XIV совещаниях, по УЗЧ, международной конференщ 1САЬЕРС8'95, на Международной научно-технической конференщ "Микропроцессорные системы автоматики" (Новосибирск, 1996). Г теме диссертации в соавторстве опубликовано 7 работ.

'Состав и объем работы. Диссертация состоит из введения, четыр глав, заключения, списка литературы и шести приложений. Основн* материал работы, изложенный на 142 страницах машинописного текст включает 43 рисунка, 12 таблиц и список цитируемой литературы из наименований, объем приложений - 26 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и приведены основные результаты работы. Кроме этого, во введении содержится краткий обзор развития систем автоматизации в ИЯФ, а также сформулированы некие критерии для разработки систем управления.

Первая глава посвящена рассмотрению ускорптельно-накопнтелыюго комплекса ВЭПП-4 как объекта управления. В начале главы дается краткое описание подсистем комплекса: коллаидера ВЭПП-4М, бустерного накопителя ВЭПП-3, импульсного инжектора 'Позитрон" и импульсного канала транспортировки ВЭПП-3 -ЗЭПП-4М. Для выявления задач, решаемых при управлении комплексом ЗЭПП-4, делается оценка требовании к точности стабилизации источни-сов питания элементов магнитных систем, а также рассматриваются раз-шчные режимы работы и особенности подсистем комплекса.

Для коллаидера ВЭПП-4М и накопителя ВЭПП-3 главной особеи-юстыо, определяющей требования к управлению, является конструкция лемеитов их магнитных систем: элементы выполнены из нешихтованно-о низкоуглероднетого железа, что вызывает значительное влияние оста-очных полей н скин-эффектов при изменении энергии циркулирующих [учков частиц. Задача усложняется еще тем, что в силу разнородности лементов они работают в существенно различных режимах по на сыщете железа. Эти факторы приводят к изменению соотношений полей азлнчных элементов магнитной системы при изменении энергии пучка, [ля обеспечения приемлемого времени жизни пучков на любой энергии ребуется соблюдение соотношений полей для некоторых элементов с очностыо до 0.01%.

Сложность управления инжектором "Позитрон" и каналом тран-юртировки ВЭПП-3 - ВЭПП-4М связана с наличием большого числа ззнообразных импульсных систем, требующих высокой точности управ-лшя и сложной взаимной синхронизации. Стабилизация полей в от-;льных импульсных магнитах при наличии больших наводок должна -.уществляться с точностью до нескольких единиц на Ю-4.

В заключение первой главы рассматриваются задачи обеспечения ав-шатического функционирования комплекса в режиме проведения раз-1чных экспериментов со встречными е+е и е7 пучками.

Вторая глава включает краткое описание системы управления ВЭПП-4: структуру системы управления, состав аппаратуры, описание системы синхронизации, а также системного программного обеспечения.

Система управления ускорительно-накопительного комплекса ВЭПП-4 реализована на базе разработанной в ИЯФ микроЭВМ "Одренок" и представляет собой однородную распределенную систем}1, построенную по звездообразной схеме. Она включает центральную машину (ЦМ), выполняющую функции файлового сервера, и 12 периферийных машин (ПМ). При построении системы управления использовались два принципа распределения функций между компьютерами: закрепление каждой микроЭВМ за отдельными подсистемами комплекса и разделение функций на управление н измерение (контроль).

ЦМ обеспечивает межпроцессорную связь между ПМ через свой электронный диск. Некоторые ПМ для обеспечения большей скорости передачи данных помимо связи через ЦМ имеют дополнительные каналы связи друг с другом через интерфейсы локальной сети.

В крейтах с микроЭВМ сосредоточены "системные" модули, а также часть аппаратуры нижнего уровня. Основная часть аппаратуры нижнего уровня размещена в периферийных крейтах, подключенных к крейтам с микроЭВМ через специальную систему последовательной связи. Практически вся аппаратура разработана и изготовлена в ИЯФ и представляет полный набор радиоэлектронного оборудования, допускающего объединение в единую информационно-управляющую структуру с возможностью оперативной реконфигурации и дальнейшего развития.

При размещении аппаратуры на комплексе ВЭПП-4 использован принцип минимизации трасс для аналоговых сигналов. ЦАПы, АЦП г другая периферийная электроника располагаются в КАМАК-крейтах к;н можно ближе к контролируемым устройствам (различным генераторам) Это позволяет не только улучшить помехозащищенность в условия? сильных сетевых и импульсных помех, но и уменьшить количество соеди няющих кабелей и проводов, что, в свою очередь, повышает надежноетт и уменьшает стоимость системы управления. В условиях сравнителык больших расстояний и сильных помех в системе управленн; ВЭПП-4 используется только различные варианты последовательно! связи.

В системе управления ВЭПП-4 используются несколько типо! КАМАК-модулей со встроенными микропроцессорами, использовани которых позволяет выносить задачи обработки информации и принята

решений на нижний аппаратный уровень. Управляющая ЭВМ в этой ситуации выполняет лишь функции контроля за правильностью процессов управления, а также загрузки (чтения) данных..

Для управления сложными ускорительными комплексами важное значение имеет система синхронизации, поскольку она задает не только синхронизацию срабатывания систем, тактирование процессов, но и определяет взаимодействие программного обеспечения с аппаратурой, работу операторских интерфейсов.

Система синхронизации комплекса ВЭПП-4 подразделяется на 3 уровня: синхронизация пучков, синхронизация импульсных устройств, синхронизация программ.

Система синхронизации пучков обеспечивает согласованное срабатывание устройств ннжекции и выпуска пучков частиц на ускорителях комплекса, а также взаимную привязку импульсных систем и устройств "впуска-выпуска" к ВЧ системам. Система синхронизации импульсных устройств определяет срабатывание импульсных систем для обеспечения ускорения и перепусков пучков. Программный уровень системы синхронизации обеспечивает взаимодействие программ, выполняемых как в одном, так и в различных компьютерах системы управления.

В последней части второй главы coдq)ЖIITcя краткое описание системного программного обеспечения. Системное программное обеспечение ВЭПП-4 представляет собой программную среду, в которой разрабатывается и исполняется прикладное программное обеспечение.

Третья глава содержит общую характеристику прикладного про-раммного обеспечения ускорительно-накопительного комплекса. В ней формулированы принципы, используемые при разработке программ, в эбщем виде представлена структура программного обеспечения пршелад-юго уровня.

Поскольку при построешш системы управления ВЭПП-4 в основном юпользован принцип закрепления управляющих компьютеров за отельными подсистемами комплекса пли крупными частями подсистем, то щя организации описания объектов управления использован принцип 1ерархического ветвления "подсистема - установка - элемент - канал". Саждая установка состоит из нескольких устройств, в системе управле-[ия называемых элементами. Элементы - это обособленные функцио-галъные устройства, обычно имеющие один-два выходных параметра например: ток в нагрузке, поле в магните). С точки зрения управления

каждый элемент состоит из управляющих и измерительных каналов, посредством которых производится управление от ЭВМ.

Каждая подсистема ускорительно-накопигеыюго комплекса имеет большое количество каналов управления и контроля. Совокупность значений управляющих и измерительных каналов, соответствующая какому-либо работоспособному состояншо всех установок подсистемы, называется "режимом подсистемы". Использование режимов позволяет хранить в компактном виде состояние всех устройств подсистем, а также записывать для сохранения текущее состояние и восстанавливать в устройствах рабочие значения при различных перезагрузках и сбоях.

Существует большое количество разнообразных задач, связанных с управлением ускорительно-накопительным комплексом. Очевидно, что программное обеспечение для решения этих задач, работающее в каждой отдельной ЭВМ, не может быть реализовано в виде одной всеобъемлющей программы.

Принцип разделения прикладного обеспечения на программы, пред-назначеншле для решения отдельных задач, позволяет создавать сравнительно небольшие по объему, легко модифицируемые программы. Реализация этого принципа наложила определенные требования и на системное программное обеспечение, прежде всего - на операционную систему.

В системе управления ВЭПП-4 аппаратура, подключенная к управляющим мнкроЭВМ, в основном представляет собой совокупность КАМАК-модулей различной степени сложности. Для правильного взаимодействия с некоторыми типами блоков требуется выполнять серии команд строго определешюй последовательности. Как правило, взаимодействие с аппаратурой должно быть синхронизировано с внешними событиями. Кроме того, отдельные типы модулей требуют дополнительного (кроме чтения/записи) предварительного обслуживания: задания режима работы, калибровки и т.п.

Для упорядочивания работы программ пршеладного уровня, вынесе ния из них фушеций обращения к аппаратуре в каждой управляющеГ микроЭВМ работают одна или две резидентные программы взаимодей ствия с аппаратурой.

По функциональному назначению прикладное программное обеспе чение можно разбить на следующие компоненты: а) статические (сохраненные на диске) базы данных, coдq')жaщнe опн

сание аппаратуры, устройств и каналов, режимов работы подсистем 1

установок и различные программы-редакторы для их модификации и обработки;

б) программы взаимодействия с аппаратным уровнем, содержащие динамические базы данных, отображающие состояние устройств;

в) про1раммы управления, с помощью которых осуществляется управ-легше установками со стороны оператора, а также программы, позволяющие записывать режимы па диск и загружать записанные режимы в устройства;

г) программы наблюдения и контроля, обеспечивающие обработку и отображение информации о состоянии элементов и различных физических параметров (токов пучков, бегатронных частот, орбит пучков и т.п.);

д) программы автоматизации процессов управления, обеспечивающие согласованную автоматическую работу подсистем комплекса без вмешательства оператора;

е) программы обеспечения межпроцессорной связи;

ж) программы тестирования и диагностики, позволяющие проверять работоспособность устройств и аппаратуры.

Программы из групп а), в), г), д) относятся к программам оператор-сого интерфейса, т.е. программам, с помощью которых оператор управ-1ет установками, работает с базами данных.

В заключение третьей главы приводится пример типичной конфигу-щни программ в управляющей ЭВМ системы управления ВЭПП-4.

Четвертая глава содержит краткое описание прикладного программно обеспечения системы управления ВЭПП-4.

Программное обеспечение системы управления ВЭПП-4 представляет -бон широкий набор программ и файлов данных для решения различ >1х ускорительных задач, проведения исследовательских работ, обеспе ния эксплуатации сложного оборудования и установок. Всего имеете; »лее 120 программ различной сложности и объема (от I до 50 кбайт) /ммарный объем объектного кода составляет = 3 Мбайт.

Прикладное программное обеспечение комплекса ВЭПП-4 делится на е части: основное н вспомогательное. К основному относится про-аммное обеспечение, необходимое для управления комплексом в про-ссе текущей работы по проведению экспериментов с использованием чков частиц: базы данных и программы для их подаержкп, программы аимодействия с аппаратным уровнем, управляющие и контрольно-мерительные программы. Вспомогательное программное обеспечение

включает программы инженерно-технической поддержки и сервисный программы для проведения различных исследований, измерения параметров установок и т.д.

Информация об аппаратуре, управляющих и измерительных каналах для каждой подсистемы и режимах (совокупностях кодов управляющих и измерительных каналов) храшггся в статической базе данных - отдельной сложном файле, включающем субфайлы, каждый из которых содержш либо описание каналов отдельной установки, входящей в данную под систему, либо описание аппаратуры подсистемы.

Существует два типа структуры статической базы данных: субфайлы содержащие записи о каналах управления (или модулях), где доступ 1 записям осуществляется через каталог, расположенный в начале субфай ла н структуры типа электронных таблиц. Каждый субфайл содержит описание каналов управления н контроля какой-либо установки (ил! системы) или электронных модулей

Для изменения и просмотра содержимого файлов баз данных в си стеме управления ВЭПП-4 используется несколько специализированны: программ, называемых редакторами баз данных.

Программы, осуществляющие взаимодействие с аппаратурой, нося' название #ВАЫК. Это циклические программы с циклом работы о-200 миллисекунд (для управления коллайдером ВЭПП-4М) до 1 секунда (для управления импульсными системами). По своему устройству и фуик цнональньш возможностям они подразделяются на две группы: програм мы, для ЭВМ, управляющих импульсными системами (инжекторо: "Позитрон" и каналом транспортировки пучка ВЭПП-3 - ВЭПП-4М) программы для ЭВМ, управляющих накопителем ВЭПП-3 и коллайдеро: ВЭПП-4М. Внутри каждой из этих программ содержится массив кодо! отображающий состояние каналов управления и контроля соотве! ствующих установок - динамическая база данных.

Программы дш управления импульсными системами выполняю функцию обслуживания запросов от других программ на взаимодейств! с управляющей и измерительной аппаратурой, а также еще ряд функци по поддержке работы различной электроники. Цикл работы программ н раздаче управляющих воздействий и опросу измерительной аппаратур привязан к циклу срабатывания импульсных установок.

В отличие от программ взаимодействия с аппаратурой, работаюиц в ЭВМ управления импульсными системами, программы #ВАЫК дг

[акопнтеля ВЭПП-3 и коллацдера ВЭПП-4М взаимодействуют только с иравлягощей аппаратурой. Это определяется следующими причинами.

Отличие в управлении постоянными системами от импульсных со-тоит в том, что импульсные генераторы имеют несколько управляемых и ;оптролпруемых параметров, взаимосвязь между которыми зависит от шогих факторов, и поэтому требуется контроль за всеми этими параметрами. Для постоянных систем все однозначно - задание и измерение вы-1ажаются в одних физических величинах (ток, напряжение) и должны овпадать. Поэтому динамическая база данных для постоянных элемен-ов, каковыми являются все элементы накопителя ВЭПП-3 н коллайдера ¡ЭПП-4М, не включает измеренные значения, а содержит только зада-ия. Кроме того, основной задачей программ взаимодействия с аппара-урон для ВЭПП-3 и ВЭПП-4М, является обеспечение процесса изменения ггерпш пучка. Поэтому структура программ прежде всего нацелена на ыполнение именно этой функции.

Одним из основных факторов, определяющих эффективность си-гемы управления на базе сети ЭВМ, является обеспечение межпроцессных обменов. Применение нескольких ЭВМ требует организации на-гжнои и быстрой связи между компьютерами. Это особенно важно в 1учае использования обратных связей в процессах управления с учас-1ем двух и более процессоров.

В системе управления ВЭПП-4 можно выделить два типа обменов гжду управляющими ЭВМ. Первый тип обменов - синхронные обмены с киданием готовности - включает "быструю" передачу данных непосред-вешю между компьютерами, управляющими одной и той же подсисте->п (например, между 'гремя компьютерами, управляющими накопителем ЭГ1П-3). Второй тип - асинхронные обмены - представляет собой воз-шность передачи информации (путем записи/чтения) через специаль-1Й файл, находящийся на электронном диске центральной ЭВМ почтовый ящик").

Для управления элементами ¡1 установками комплекса ВЭПП-4 ис-льзуются программы, позволяющие оператору с терминалов в диало-вом режиме oпq>aтпвнo воздействовать как на различные отдельные налы управления, так и па их комбинации, объединяемые структурами д названием "ручки". "Ручка" дает возможность посредством измепе-я одного пли двух параметров управлять одновременно многими эле-нтами. Например: "ручка" изменения бетатронных частот накопителя.

Имеется два типа таких управляющих программ: для систем с импульсным питанием (инжектор "Позитрон", канал транспортировка ВЭПП-3 - ВЭПП-4М) и для систем с постоянным питанием (накопитель ВЭПП-3 и коллайдер ВЭПП-4М).

К программам управления также можно отнести программы-загрузчики режимов, позволяющие в соответствии с выбранным режимом заносить коды сразу во все управляющие каналы какой-либо установки Кроме этого, существует большое количество вспомогательных программ для управления различными подстроенными механизмами, для выполне пия операций по включеншо/выкточеншо различных установок и т.п.

Существует также большая группа программ коррекции, с помощьк которых выполняется настройка различных параметров установок, на пример: коррекция орбиты пучка в накопителе ВЭПП-3 и коллайдер! ВЭПП-4М, коррекция градиентов квадрупольных линз ВЭПП-4М. Эг( целое семейство сложных взаимосвязанных программ, описание которы; не входит в задачу данной работы.

Конечным этапом развития системы управления ускорительно накопительным комплексом является создание системы, позволяюще] поддерживать работоспособность, изменять и улучшать различные па раметры пучков и установок без вмешательства оператора, базируясь п; накопленные и заложенные разработчиками и оперативным персоналок данные и опыт, модельные расчеты и мощную систему диагностики. Соз дание такой системы в целом является сложной многоплановой задаче! связанной с адекватностью всех уровней электроники, различных измс рительных и управляющих устройств, компоновкой систем, а также на дежностью оборудования. Отдельные элементы такой автоматизации системе управления ВЭПП-4 реализованы в виде автоматической по; строжи импульсных подсистем к режимным значениям, автоматизирс ванной коррекции орбит пучков в ВЭПП-3 и ВЭПП-4М.

Состояшю подсистем комплекса ВЭПП-4 контролируется при поме щи специальных программ, выполняющих сравнение заданных и изм1 ренных значений различных параметров устройств и установок. С} ществует два типа программ: для оперативного контроля, работающих резидентной'моде, и программ специального контроля элементов, загр? жаемыхпо желанию оператора.

Важная для управления задача визуализации информации о по; системах, данных о различных параметрах установок и пучков выпо: няется несколькими программами, функционирующими в различнь

)ВМ. Программы работают в резидентной моде и осуществляют вывод шформащш на графические дисплеи, размещенные в главной пультовой сомплекса.

Кроме контроля правильности отработки режимов и состояния пуч-сов существуют различные задачи технологического контроля. Наиболее '.ажными из них являются измерение вакуума на установках комплекса и тблгодепие за температурой наиболее критических мест различных элементов, конструкций и узлов.

Для обеспечения работоспособности комплекса разработано больное количество различных сервисных и инженерных программ. Сервис-юе и инженерное программное обеспечение является вспомогательным ю отношению к упомянутым выше компонентам основного программного обеспечения. Вспомогательные программы не используются в процессе >ператнвного управлешы установками комплекса, но играют важную юль при различных настро!псах режимов, техшгческих проверках, при юнске и устранении неисправностей.

Программы инженерной поддержки позволяют разработчикам и нн-•сенерно-техническому персоналу производить детальную проверку и кладку аппаратуры и оборудования, задействованых в системе управления и питания различных установок и элементов комплекса. Проверка [роизводится в реальных условиях наводок от работающих систем непо-редственно в местах, предназначенных дтя постояшюго размещения ,аннон аппаратуры и оборудования.

К сервисным относятся программы, позволяющие оптимизировать астройку параметров различных устройств, контролировать и изучать оведение различных установок и пучков. Большая часть этих программ е предназначена для оперативного управления и работает только в ре-;име контроля.

В заключении диссертации приводятся основные результаты работы.

В шести приложениях содержится различная справочная информация контрольно-измерительной аппаратуре комплекса, структуре файлов аз данных, межпрограммных и межпроцессорных обменах в системе правления ВЭПП-4, полный перетень программ прикладного уровня для правления ускорительно-накопительным комплексом ВЭПП-4.

Основные результаты работы.

. При непосредственном участии автора создан и запущен в эксплуатацию модернизированный вариант системы управления ВЭПП-4: раз-

работана структура построения, произведен подбор электроники, соз дано о отлажено программное обеспечение. •

2. Определены задачи по управлению ускорительно -накопительным ком плексом ВЭГ1П- 4, предложены и реагапованы способы их решения.

3. Сформулированы требования н выработаны принципы построенп прикладного уровни программного обеспечения для управления уско рительно-накопительным комплексом.

4. Созданы необходимые программы для управления комплексо: ВЭПГ1-4, обеспечивающие функщюннрование как всего комплекса целом, так и отдельных его подсистем.

5. Разработан набор программ для инженерного обеспечения комплекс ВЭПП-4, позволяющий производить наладку, поиск неисправностей : профилактическую проверку различного оборудования.

Публикации но теме диссертации.

1. А.Н.Алешаев и др., Система управления комплексом ВЭПП-(программное обеспечение), Труды XI Всесоюзного совещания по УЗ1 Дубна, 1988, т.], с. 142-145.

2. С.А.Беломестных, и др., Новые возможности установки ВЭПП-3, Труд XI Всесоюзного совещания по УЗЧ, Дубна, 1988, т. 1, с. 410.

3. В.В.Анашин и др., Состояние работ на комплексе ВЭПП-4М, Труды X Всесоюзного совещания по УЗЧ, Москва, 1990, т. 1, с. 295.

4. Ю.В.Заруднев и др., Управление магнитной системой накопите, ВЭПП-4М, Доклад на XIV Совещании по УЗЧ, Протвино, 1994.

5. S.Karnaev et al., Control of VEPP-4M Magnetic System, Talk t ICALEPCS'95, Chicago, USA.

6. A.Aleshaev et al., VEPP-4 Control System, Talk on ICALEPCS'9 Chicago, USA.

7. Ю.В.Заруднев и др., Управление коллайдером ВЭПП-4М, Материалы ) международной научно-технической конференции, D-17, Новое бирск, 1996.