中性束注入（NBI）是加熱核聚變裝置等離子體的一種輔助方法。由于其具有加熱原理簡單、技術(shù)理論成熟、注入功率高等優(yōu)點，是世界各大聚變裝置廣泛采用的加熱手段。NBI 綜合測試平臺輔助抽氣系統(tǒng)擔負著為離子源起弧調(diào)試提供基本的真空環(huán)境的任務(wù)，此外還須為離子源提供獨立的真空抽氣支路以滿足對離子源進行維護作業(yè)的需要和進行內(nèi)部殘余氣體分析的需要。本文介紹輔助抽氣系統(tǒng)的真空測量與控制系統(tǒng)的設(shè)計。

1、NBI 綜合測試平臺輔助抽氣系統(tǒng)的組成及功能

　　NBI 綜合測試平臺輔助抽氣系統(tǒng)如圖1 所示，它由三個功能獨立的抽氣支路和一個高純氮氣充氣支路組成。三個功能獨立的抽氣支路分別是：主真空室抽氣支路，離子源抽氣支路，離子源與主真空室殘余氣體成分分析抽氣支路。主真空室抽氣支路由1800 L/s 的渦輪分子泵、300 L/s 的羅茨泵、70 L/s 的旋片式機械泵及相應(yīng)的管道、閥門、真空測量儀器等組成。離子源抽氣支路和殘余氣體成分分析抽氣支路均選用600 L/s 的渦輪分子泵、8 L/s 的旋片式機械泵構(gòu)成泵抽系統(tǒng)。高純氮氣充氣支路用于離子源的檢修及必要時開展的低溫抽氣性能測試。

　　NBI 綜合測試平臺輔助抽氣系統(tǒng)的模擬框圖如圖2 所示。采用SIEMENS WinCC 組態(tài)設(shè)計了上位機監(jiān)控系統(tǒng)，它模擬NBI 綜合測試平臺輔助抽氣系統(tǒng)。

5、結(jié)束語

　　本文所介紹的真空測量與控制系統(tǒng)充分利用智能儀表、智能控制器、高端PLC 通訊協(xié)議的開放性及其與第三方組態(tài)軟件的兼容性，對抽氣系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)了NBI 綜合測試平臺的各項功能。建成的NBI 綜合測試平臺輔助抽氣系統(tǒng)既可為測試平臺提供離子源初期調(diào)試所需要的真空環(huán)境，還可為后期低溫抽氣系統(tǒng)的調(diào)試提供預(yù)真空并排出低溫泵再生期間所釋放的氣體；此外，它還直接為EAST- NBI 輔助抽氣系統(tǒng)的建立提供了驗證數(shù)據(jù)和經(jīng)驗借鑒，為進一步優(yōu)化EAST- NBI 輔助抽氣系統(tǒng)的功能提供依據(jù)。

　　【作者】 曾梅花；朱武；宋士花；胡純棟；劉智民；

　　【Author】 ZENG Mei-hua1,ZHU Wu1,SONG Shi-hua2,HU Chun-dong2,LIU Zhi-min2 (1.School of Mechanical and Automobile Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China; 2.Institute of Plasma Physics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China)

　　【機構(gòu)】 合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院；中國科學院等離子體物理研究所；

　　【摘要】 針對擬建的NBI綜合測試平臺,設(shè)計了真空測量與控制系統(tǒng),介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能。根據(jù)系統(tǒng)要求及操作規(guī)范,以PLC作為控制核心,梯形圖作為編程語言,觸摸屏作為人機界面,組建了完整的控制系統(tǒng),以實現(xiàn)自動運行。上位機的組態(tài)軟件通過RS485總線通訊實現(xiàn)真空系統(tǒng)的自動控制以及真空度的在線實時監(jiān)測與顯示。該控制方案具有硬件簡單可靠、組態(tài)靈活、軟件運行穩(wěn)定的特點,能夠滿足NBI對輔助抽氣系統(tǒng)的真空測量與控制的要求。

　　【Abstract】 A vacuum measurement and control system was designed for the integrated testing platform of the neutral beam injection(NBI) system.The structure and function of the system were introduced.According to the requirements and operational procedures,a complet control system was established with PLC as controlling core,touch screen as man-machine interface and ladder diagram as programming language to realize automatic operation.The PC configuration software WinCC uses RS485 bus communication to achieve online real-time monitor of vacuum degree and automatic control of vacuum system.This control system has simple and reliable hardware,flexible configuration and stable operating software so as to meet the vacuum measurement and control requirements of the auxiliary pumping systems.

　　【關(guān)鍵詞】 NBI綜合測試平臺；監(jiān)控系統(tǒng)；可編程控制器；現(xiàn)場總線；觸摸屏；

　　【Key words】 NBI integrated test platform； monitoring system； PLC； field bus； touch screen；