Labview在HT-7极向场电源监控系统中的应用

　　1、引言

　　国家大科学工程HT-7是我国第一个超导托卡马克热核聚变装置 。极向场电源控制系统是托卡马克主要子系统之一，它为等离子体的产生、约束、维持、加热，以及等离子体的电流、位置、形状、分布和破裂的控制，提供必要的工程基础和控制手段。对装置运行的性能与安全，物理实验的成败与效率，有着至关重要的作用。其实时性、可靠性、可扩充性要求甚高。

　　电源工作过程中，电源系统的控制信号和过程数据需要实时、有效地存储到数据库节点;同时数据库节点通过UDP协议，实时、同步地转发当前的电源状态、电压和电流等数据给状态监控节点。监控界面利用Labview编程实现，实验时实时接收数据库节点转发的监控数据并加以同步显示;在需要查询某炮号放电情况时，通过ODBC接口从数据库查询数据，按时间顺序和设定的回放速度加以回放。本文介绍了如何利用Labview实验平台，编程实现在线实时监控和离线动态回放。

　　2、电源控制系统简介

　　极向场电源控制系统由三层网络组成：Windows 监测层、QNX实时控制层、现场总线执行层。Windows 监测层选用Windows 2000平台作为操作工作站，进行测量、监控、故障分析和波形显示。而QNX实时控制层选用QNX6.20实时操作系统(一个符合POSIX 1003标准、支持内核抢占、真正微内核、基于消息传递的实时操作系统)，担负着电源系统多变量电流反馈控制、系统连锁控制、保护及各种运行方式的调配。现场总线层由大量现场总线控制器及模块组成，对大量现场设备发送控制量并读取其状态传递给实时控制层和监测层。

　　状态监控节点工作在Windows监控层，用于对系统的晶闸管、隔离开关、直流快速开关等的状态，水路、温度报警信号及电压预设、实际电流值等模拟量信号的监控，是系统状态的“晴雨表”。实验人员通过状态监控节点实时监控电源当时的工作状况。

　　数据库节点工作在QNX监控层，采用Empress RDBMS(一个快速、可靠、嵌入式的实时数据库管理系统)。数据库节点作为数据流转换的枢纽，其主要作用为：1、在等离子体放电每炮实验期间，负责实时地存储电源控制系统的几百路控制信号和反馈控制数据;2、实验期间实时的、同步的转发电源状态、电压和电流等数据以供状态监控节点显示当前电源的工作状况;3、管理各类历史实验数据，提供数据源，接受对数据的查询和订阅，提供统一和有效的数据库支持。

　　3、实时状态监控部分设计

　　状态监控节点监控程序采用美国国家仪器公司(NI)的Labview开发工具编写。 Labview是一种基于G语言的革命化的图形开发平台，主要用于数据的采集、分析、处理和显示。它与基于文本的传统编程语言不同，是一种基于图形编程的开放式软件开发平台，其可视化图形编程环境直观易用，可以极大地提高开发效率缩短设计周期。