光束准直和能量测量远程测控装置

摘要

一种用于高功率激光装置的光束准直控制和能量测量模块的远程集成测控装置，其装置由基于EPICS的软件部分和硬件测控设备部分组成。EPICS的分布式软件部分主要由IOC和OPI两部分组成，硬件测控设备由计算机监控平台、服务器、核心交换机、主干交换机、光纤光缆、以太网连接线、步进电机、步进电机控制器、网络CCD、能量计、网口转串口协议转换器组成。本装置采用基于EPICS的分布式控制方式，在统一的软件架构下，能够实现光束准直控制和能量测量模块的远程测量和控制，集成化和自动化程度高。具有运行稳定、系统结构灵活、很好的可扩展性和数据共享等优点。

主权项

一种用于高功率激光装置的光束准直和能量测量的远程测控装置，由EPICS软件和测控设备两部分组成，其特征在于：所述的EPICS的软件包含计算机的EPICS主程序和监控软件，所述的EPICS主程序是运行于服务器（22）的核心程序，包括实现与测控设备的通讯控制，负责所有的数据管理、数据处理和数据连接的文件；包括IOC的启动脚本文件（.cmd文件），载入数据库文件.dbd文件（14）、载入数据记录文件.db文件（15）、载入数据协议文件.protocol文件（16）、配置参数（17）、初始化IOC（18）、运行IOC（19），所述.db文件（15）是所需要的所有数据变量：包括能量计的显示值、能量计开关状态；步进电机的正反运动状态、运动步数、速度、限位开关状态；网络CCD的采集状态、采集模式、图像数据，数据变量的名称；所述protocol文件（16）是所述IOC和硬件设备通信的协议文件，所述的步进电机、网络CCD和能量计均有各自的.db文件、.protocol文件和.cmd文件；监控软件主要是OPI，由报警程序、数据处理程序和界面监控程序组成：所述的报警程序包括对能量计（2）的能量计示数报警（3）和步进电机（6）的步进电机限位状态报警（7）；所述的数据处理程序，EPICS提供了Matlab的数据访问接口，图像数据的处理和保存都在Matlab中进行，图像处理过程包括对网络CCD图像数据（9）进行阈值处理（11）得到图像中心位置，再计算偏移量（12）得到步进电机的运动步数和方向，最后驱动步进电机运动（13）；所述的界面监控程序包括对能量计（2）的示数监控（4）、对能量计（2）的开关状态监控（5）、对步进电机（6）的正反运动状态，运动步数和速度监控（8）、对网络CCD图像数据（9）的监控（10）；所述的测控设备由能量计监控计算机（20）、步进电机和网络CCD监控计算机（21）、服务器（22）、核心交换机（23）、光纤光缆（24）、2个以上主干交换机（25、26）、2个以上步进电机和网络CCD组（29、30）、2个以上能量计组（27、28）组成，所述的2个以上主干交换机分别与步进电机和网络CCD组（29、30）和所述的能量计组（27、28）相连，所述的能量计监控计算机（20）、步进电机和网络CCD监控计算机（21）与所述的服务器（22）之间通过千兆以太网连接，所述的核心交换机（23）和所述的2个以上主干交换机（25、26）之间通过万兆的光纤光缆（24）连接，第一主干交换机（25）与所述的2个以上能量计组（27、28）之间和第二主干交换机（26）与所述的2个以上步进电机和网络CCD组（29、30）之间均通过千 兆的以太网连接；所述的步进电机和网络CCD组（29、30）执行光束准直任务，所述多个能量计组（27、28），执行光束能量测量任务。