【技术实现步骤摘要】
本申请涉及加速器控制，尤其涉及一种用于直线加速器运行的分布式控制系统和方法。
技术介绍
1、高功率超导直线加速器是当前国际上公认的能够提高束流能量最有效工具，是国际加速器技术发展的前沿和热点，世界上很多实验室均投入了相当大的人力和物力发展这方面的技术。随着超导直线加速器技术的发展，束流功率随着超导腔数量的增加而增加。超导腔数量的增加和束流功率的提高，对控制系统的总体结构设计和控制功能分工提出新的要求。如随着超导腔数量的在线增加或减少，腔体本地控制功能需要集成化和模块化，以满足可快速调度或更换的要求；复杂、可靠的束流控制需求对各控制功能模块之间的动作响应时间和数据传输路径也有新的要求，亟待解决这些技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于直线加速器运行的分布式控制系统和方法。所述技术方案如下：
2、第一方面，提供了一种用于直线加速器运行的分布式控制系统，所述分布式控制系统包括上层的综合控制管理层和下层的本地控制层；
3、所述综合控制管理层包括用户操作综合控制节点、计算服务综合控制节点和存储服务综合控制节点；
4、所述本地控制层包括一个或多个本地控制节点，各个本地控制节点具备定时触发、安全攸关、设备联锁、设备监控中的一项或多项的控制功能；
5、所述综合控制管理层和所述本地控制层通过设备监测网络进行通信，和/或通过实时光纤网络进行通信；
6、所述综合控制管理层
7、在一种可能的实现方式中，所述用户操作综合控制节点接收用户的命令，并将用户的命令转化为直线加速器的被控设备能够识别的目标指令，将目标指令发送给所述本地控制层，由所述本地控制层的本地控制节点根据目标指令对被控设备进行控制；
8、所述本地控制层的本地控制节点对被控设备进行监控，获取被控设备的状态信息，并发送给所述综合控制管理层的所述用户操作综合控制节点，所述用户操作综合控制节点向用户提供被控设备的状态信息。
9、在一种可能的实现方式中，所述计算服务综合控制节点基于多台cpu和gpu搭建，用于查询处理、事务处理、并发控制以及查询优化的计算工作。
10、在一种可能的实现方式中，所述存储服务综合控制节点针对块存储、对象存储和文件存储中一种或多种的存储模式，用于数据存储、处理日志存储、存储管理、备份以及数据恢复的存储密集型工作。
11、在一种可能的实现方式中，所述本地控制层的各个本地控制节点之间通过设备监测网络进行通信，和/或通过实时光纤网络进行通信；
12、对于安全攸关和定时触发的控制功能，各个本地控制节点之间通过实时光纤网络进行通信；
13、对于设备联锁和设备监控的控制功能，各个本地控制节点之间通过设备监测网络进行通信。
14、在一种可能的实现方式中，对于本地控制节点中的定时触发的控制功能，为直线加速器的设备的运行提供同步触发信号和参考时钟信号；同步触发信号可以实现多个设备在确定的时间开始动作；参考时钟信号可以为各设备提供统一的动作时间参考基准。
15、在一种可能的实现方式中，对于本地控制节点中的安全攸关的控制功能，针对会导致人员受伤、设备损坏和环境污染的事故发生时，需要快速启动保护动作的场景。
16、在一种可能的实现方式中，对于本地控制节点中的设备联锁的控制功能，针对直线加速器运行过程中的设备故障信号，提供控制动作响应时间在预设时长的联锁保护动作。
17、在一种可能的实现方式中，对于本地控制节点中的设备监控的控制功能，对直线加速器运行过程中，所有现场设备的运行参数设定数据、运行状态数据，束流参数测量数据实现远程监测和控制。
18、第二方面，提供了一种用于直线加速器运行的分布式控制方法，包括：
19、根据直线加速器的被控制需求，构建上层的综合控制管理层和下层的本地控制层；
20、所述综合控制管理层包括用户操作综合控制节点、计算服务综合控制节点和存储服务综合控制节点；
21、所述本地控制层包括一个或多个本地控制节点，各个本地控制节点具备定时触发、安全攸关、设备联锁、设备监控中的一项或多项的控制功能；
22、所述综合控制管理层和所述本地控制层通过设备监测网络进行通信，和/或通过实时光纤网络进行通信；
23、所述综合控制管理层利用所述存储服务综合控制节点存储服务中的数据和所述用户操作综合控制节点人工指令输入，通过所述计算服务综合控制节点算力计算和仿真处理后，预定义在一个规划控制周期内直线加速器的各个设备的行为序列，将行为序列提前发送给所述本地控制层，由所述本地控制层的各个本地控制节点按照行为序列对直线加速器的各个设备进行控制。
24、借由上述技术方案，本申请实施例提供的用于直线加速器运行的分布式控制系统和方法，该分布式控制系统可以包括上层的综合控制管理层和下层的本地控制层，综合控制管理层可以包括用户操作综合控制节点、计算服务综合控制节点和存储服务综合控制节点；本地控制层可以包括一个或多个本地控制节点，各个本地控制节点具备定时触发、安全攸关、设备联锁、设备监控中的一项或多项的控制功能；综合控制管理层和本地控制层通过设备监测网络进行通信，和/或通过实时光纤网络进行通信。可以看到，本实施例提供了一种任务划分清晰、本地控制功能模块化，部分控制决策能力下沉，局部控制功能自治，全局功能调度灵活的分布式直线加速器控制系统，可以实现直线加速器各加速单元的自主可靠运行和全局灵活调度，本系统结构和方法可以提高高功率超导直线加速器的大规模稳定运行，功能分工清晰和可实施性好，可以广泛应用于直线加速器控制
中。
【技术保护点】
1.一种用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述分布式控制系统包括上层的综合控制管理层和下层的本地控制层；
2.根据权利要求1所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述用户操作综合控制节点接收用户的命令，并将用户的命令转化为直线加速器的被控设备能够识别的目标指令，将目标指令发送给所述本地控制层，由所述本地控制层的本地控制节点根据目标指令对被控设备进行控制；
3.根据权利要求1或2所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述计算服务综合控制节点基于多台CPU和GPU搭建，用于查询处理、事务处理、并发控制以及查询优化的计算工作。
4.根据权利要求1或2所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述存储服务综合控制节点针对块存储、对象存储和文件存储中一种或多种的存储模式，用于数据存储、处理日志存储、存储管理、备份以及数据恢复的存储密集型工作。
5.根据权利要求1所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述本地控制层的各个本地控制节点之间通过设备监测网络进行通信，和/或通过
6.根据权利要求5所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，对于本地控制节点中的定时触发的控制功能，为直线加速器的设备的运行提供同步触发信号和参考时钟信号；同步触发信号可以实现多个设备在确定的时间开始动作；参考时钟信号可以为各设备提供统一的动作时间参考基准。
7.根据权利要求5所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，对于本地控制节点中的安全攸关的控制功能，针对会导致人员受伤、设备损坏和环境污染的事故发生时，需要快速启动保护动作的场景。
8.根据权利要求5所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，对于本地控制节点中的设备联锁的控制功能，针对直线加速器运行过程中的设备故障信号，提供控制动作响应时间在预设时长的联锁保护动作。
9.根据权利要求5所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，对于本地控制节点中的设备监控的控制功能，对直线加速器运行过程中，所有现场设备的运行参数设定数据、运行状态数据，束流参数测量数据实现远程监测和控制。
10.一种用于直线加速器运行的分布式控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述分布式控制系统包括上层的综合控制管理层和下层的本地控制层；
2.根据权利要求1所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述用户操作综合控制节点接收用户的命令，并将用户的命令转化为直线加速器的被控设备能够识别的目标指令，将目标指令发送给所述本地控制层，由所述本地控制层的本地控制节点根据目标指令对被控设备进行控制；
3.根据权利要求1或2所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述计算服务综合控制节点基于多台cpu和gpu搭建，用于查询处理、事务处理、并发控制以及查询优化的计算工作。
4.根据权利要求1或2所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述存储服务综合控制节点针对块存储、对象存储和文件存储中一种或多种的存储模式，用于数据存储、处理日志存储、存储管理、备份以及数据恢复的存储密集型工作。
5.根据权利要求1所述的用于直线加速器运行的分布式控制系统，其特征在于，所述本地控制层的各个本地控制节点之间通过设备监测网络进行通信，和/或通过实时光纤网络进行通信...
【专利技术属性】
技术研发人员：何源，郭玉辉，周德泰，杨锋，陈又新，崔文娟，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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