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面向大型激光装置的分布式控制软件框架设计
电信息技术
面向大型激光装置的分布式控制软件框架设计
曾司凤 刘金 姚导箭 虢仲平 周小伟 倪志高
(中国工程物理研究院计算机应用研究所)
摘要:基于对大型激光装置结构、设备组件及其监控功能的分析和抽象,提取出全装置通用的软件设备及
功能组件,设计了面向大型激光装置的分布式控制软件框架。作为集中控制系统软件构建的基础,该软件框架己
应用于神光III主机的集中控制系统,在提高软件复用度、减少软件集成调试时间、提高系统设计开发集成效率和
总体性能方面起到了较好的作用。
关键词:大型激光装置;控制软件框架;复用
式控制软件框架,作为集中控制系统软件研制的基础
O 概述
和标准,以减少研制周期,同时提高集中控制软件的
大型激光装置是用于惯性约束聚变研究的大规 灵活性、健壮性、可扩展性和可维护性等各项性能l4]。
模高功率固体激光装置ll】。装置主要由前端、预放大
1 控制软件框架设计
级、主放大级、倍频器、自动准直、靶场等数十个分
系统组成。前端负责产生低功率激光源,经预放大级、 大型激光装置以光路作为控制的基本单元,每条
主放大级和倍频器等分系统进行分路、整形和功率放 光路的物理设备、控制系统结构和控制模式基本一
大,得到多路高能量激光;自动准直分系统负责将多 致。通过对所有光路的结构、物理设备组件及监控功
路高能量激光同步引导到靶场,为惯性约束聚变提供 能进行分析和抽象,本文设计了面向大型激光装置的
极端物理条件。目前国内最大的激光装置为在建的神 控制软件框架。框架主要由2部分组成:软件设备框
光III主机激光装置,输出48束激光l2]。大型激光装置 架和通用组件。软件设备框架提供针对所有设备的归
集 中控制系统软件 由前置控制软件、分系统控制软 一 化访问接 口和运行平台 (设备服务器);通用组件
件、束组 (8个光路为一个束组)控制软件和总控控 包括设备开发工具、设备管理器等各控制软件中通用
制软件组成。其中前置控制软件实现对硬件设备的访 的功能组件。控制软件框架结构如图l所示。
问,同时作为设备访 问服务器,为其它控制软件提供
框架.通用组件
对硬件设备的访问接 口;分系统控制软件实现对本分 设备开发工具 设备管理器 归档管理器 用户界面包
系统所有物理设备的控制和监视功能;束组控制软件
事件管理器 日志管理器 用户认证 控制预约
实现对本束组所有设备的控制和监视,并协调本束组
各分系统完成单束组打靶;总控控制软件实现对全装 状态控制器 状态管理器 I 流程控制器 流程管理器
置所有物理设备的监视和控制,同时协调全系统所有
± L
束组进行打靶。 ; CORBA
框架.软件设备框架
大型激光装置设计寿命一般为 30年,总体设计
设备服务器
要求满足精密装置、用户装置、经济装置的原则[3],
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