CC BY
35
И.Д. Багбая, Ю.С. Гваладзе, Е.А. Отливанчик, М.А. Отливанчик, Б.Р. Саная, И.Н. Сисакян, Т.Г. Чантурия
ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР В ЭКСПЕРИМЕНТЕ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ЗАКОРАЧИВАЮЩЕГО РАЗРЯДНИКА
При исследовании закорачивающего разрядника, используемого в мощных плазменных установках для увеличения длительности существояз"ия
магнитного поля, необходимо провести более 500 разрядов по стандартной программе с контролем параметров импульса тока в разряднике для опре-
деления начала и степени его деградации. Автоматизация этого процесса не представляет большой сложности, так как форму тока достаточно определить в 10—20 точках с шагом 10—20 мкс, но позволяет ускорить процесс проведения испытаний и главное — освободить экспериментатора от утомительной рутинной работы. Кроме того, автоматизация процесса испытаний позволяет накопить опыт для последующей автоматизации всей системы управления установкой "Амцабз".
В процессе одного разряда необходимо продуть разрядник, заполнить его воздухом под давлением около двух атмосфер, зарядить накопительные конденсаторы генератора импульсов поджига и основного модуля. По достижении напряжения на конденсаторах заданной величины порядка 30— 50 кВ произвести разряд и измерить ток в закорачивающем разряднике. Цикл измерения составляет 120 с, и средний поток данных измерения и команд управления не превышает 10 байт/с. Применение для измерения тока в разряднике АЦП типа 9094 фирмы NUCLEAR ENTERPRISES с буферной памятью на 16 точек и шагом измерения 10 мкс дает возможность вводить данные в компьютер после разряда с необходимой скоростью. Таким образом, небольшие скорости поступления и объемы собираемых данных позволяют использовать для автоматизации установки простой и дешевый персональный ИВК [1] и выполнить программу на языке BASIC.
Схема системы автоматизации приведена на рис. 1. Она построена на ПИВК, включающем ПК типа "Правец-8" производства НРБ, оснащенный оперативной памятью объемом 64 кбайт и одним приводом гибкого диска объемом 143 кбайт. Для связи с
КАМАК использован крейт-контроллер, описанны в [2] в минимальной конфигурации, обеспечив! ющей передачу данных по программному каналу Для измерения напряжения на конденсатора поджига и модуля, а также для измерения напряж) ния с тензодатчика измерителя давления в разря] нике используется 14-разрядный АЦП типа АЦП-1 со временем преобразования 2 мс и максимальны! входным напряжением 7 В. Измеряемые напряж! ния подаются на АЦП с помощью релейного мульп плексора типа 750 (POLON). Напряжения на мул! типлексор с конденсаторов подаются с помощью д( лителей с коэффициентом деления 1:7,2-102, обе< печивающем при напряжении на конденсатора 50 к В напряжение на входе АЦП - 7 В. Тензода] чик включен в плечо моста, питаемого стабилизв рованным напряжением 10 В.
Для управления зарядом конденсаторов, бло кировкой и разрядом используется выходной р< гистр для управления реле типа 360 В (POLON) К выходу регистра подключены реле, управляют» магнитными пускателями, которые включают источ ники питания генератора импульсов поджига и ос новного модуля и обеспечивают блокировку поме щения с разрядником. Реле управления разрядои выдает импульс амплитудой 100 В на вход генера тора импульсов поджига. Для контроля включен« источников и положения двери в помещении (за> крыта/открыта) используется входной регистр тищ 305 (POLON), на который подаются напряженш уровня TTL с соответствующих контрольных точек, Как уже отмечалось выше, ток в закорачивающем разряднике измеряется с помощью АЦП тип! 9094 с диапазоном входных напряжений 0... 10В и точностью 12 разрядов. Напряжение на АЦП пода
©
От пояса Роговского
Рис. 1 -42-
ется с нояса Рогове к ого через делители 1:10с тем, чтобы при максимальном токе в разряднике напряжение на входе АЦП не превысило 10 В. ALtfT-WM имеет 16 дифференциальных входов, входной мультиплексор, одну схему выборки/иранения и один АЦП последовательного приближения. Время выборки составляет 0,2 мке, полное время измерения одного канала составляет 10 мкс. При подаче на все входы параллельно одного н того же сигнала получается AUII, измеряю [дин входное напряжение последовательно в 16 точках с шагом 10 мкс. АЦП был доработан с тем, ^тобы обеспечить возможность внешнего запуска. Сигнал запуска подается на А1Щ с регулируемой относительно запуска генератора поджигающих импульсов задержкой с тем, чтобы максимум тока в разряднике совпал с одним из моментов выборки для точного измерения максимального тока в разряднике - одного из важнейших параметров эксперимента. Программа управления экспериментом написана на языке APPLESOFT, записанном в ПЗУ компьютера. Подпрограммы для обращения к модулям КАМАК записаны в ПЗУ, установленном на вставной плате к рейт-контри лле-ра.
Общение экспериментатора с программой происходит в режиме диалога. Вначале эксперимекта-тор задает параметры эксперимента - напряжение на разрядниках, давление в разряднике, имя файла для вывода результатов, количество циклов повторения, тип вывода результатов на экран монитора (выводить,'не выводить, графнк/цифра) . Затем выдается сообщение для подтверждения готовности установки к работе. Когда установка готова, экспериментатор подтверждает готовность и программа начинает проведение эксперимента. При этом автоматически производится продув разрядника воздухом, заполнение разрядника, заряд накопительных конденсаторов, разряд л измерение тока в разряднике. Программа непрерывно контролирует состояние источников питания к состояние двери в помещении. При возникновении особой ситуаиии (отключение источников, открывание двери, самопроизвольный
разряд накопительных конденсаторов, отсутствие давления в разряднике) программа отключает источники и выдает на экран сообщение экспериментатору, Для того чтобы привлечь внимание, сообщение выдается мигающим и одновременно подается звуковой сигнал.
По окончании цикла измерений программа также требует вмешательства оператора. Повторить цикл можно без изменения или с изменением параметров эксперимента. В последнем случае на экран выводятся уже эаланные параметры и для их изменения необходимо ввести новые, а существующие сохраняются нажатием на клавишу RETURN.
В конце каждого эксперимента производится вывод результатов на диск. В файл выводятся дата, имя экспериментатора, заданные напряжении и давление в разряднике (один раз вначале), действительные значении напряжений на накопительных конденсаторах, давление и ток в разряднике в каждом эксперименте. Программа может работать как в автоматическом режиме, так и с подтверждением экспериментатором. В этом случае запись информации на диск и запуск нового измерения производится по подтверждению с клавиатуры.
В процессе послеэкспериментальной обработки возможен быстрый просмотр полученных данных, их сравнение и отбраковка ненужной информации. Затем возможна выдача отчета на принтер. При этом выдаются дата, напряжения на накопительных конденсаторах, давление н тип особой ситуации, если она была. Если принтер обладает графическими возможностями, то может выводиться и график формы тока в разряднике,
Примеры графика формы тока в разряднике приведены на рнс. 2,
С помотаю автоматизированной системы проведения испытаний проведены испытания на ресурс одного разрядника. При этом время проведения испытаний сократилось с 35 рабочих дней до пяти. Кроме того, произведены измерения проводимости разрядника к ее изменения от количества проведенных разрядов.
Рис. 2 - 43 -
ЛИТЕРАТУРА
]. Булят он Е.Д„ Даниленко д,а.( Отливакчнк Е.А., Отпнвдйчик М.А., Сисакян ИН.Суворов S.A. Персональные компьютеры в автоматизации лсспериментальных исследований н технологических процессов: Материалы 18-й Всесоюзной школы по АНИ-Алма-Атв. 1985, с. 99-102.
Булатов Е.Д., Даниленко A.A., Отлнванчик Е.А., Отли&анчик М.А,, Снсак ян И.Н., Суворов В. А- Комплекс аппаратно-программных средств для персональных компьютеров: Материалы 18-й Всесоюзной школы по АНИ, Алма-Ата, 1985, с. 102-105.
