SSC-LINAC离子源气阀控制系统设计

常建军，刘小军，顾可伟，岳 敏

（中国科学院 近代物理研究所，甘肃 兰州 730000）

目前，中国科学院近代物理研究所拥有超导离子源（SECRAL）、常规离子源、全永磁ECR 离子源等众多离子源。在这些既有的离子源基础上，该所利用蒸发冷却技术，并结合其他ECR 离子源的最新关键技术，研制成功了世界上第一台利用蒸发冷却技术的常温ECR 离子源LECR4（SSC-LINAC离子源）。

许多元素组成的单质在自然界中以气态形式存在，使用时一般都将其存放在储气瓶中，在调束时经由气阀送入弧腔，在经过微波作用后方可获得这类元素离子，因此离子源的气阀是非常关键的工作气体控制组件。气阀通常被置于离子源高压端，且其开度对离子源真空度、电离效率、离子源稳定性均有影响，其控制精度、可靠性要求必然很高，因此必须为蒸发冷却ECR离子源的气阀设计精度高、可靠性好的伺服控制系统；另外为了与整个SSC-LINAC大控制系统一致以及满足组件调试、运行、维护的需要，该系统是基于EPICS设计的。

1 系统设计

中国科学院近代物理研究所现有的离子源均采用PLC与伺服电机实现离子源气阀开度的控制，但其经济性较差（对于气阀控制这种应用场合电机数量较少），且在实现复杂功能时，需额外加装各种I／O 模块［1］（如通讯模块、编码器模块、I／O 模块等），这又使得系统结构变得过于复杂；PLC 软件开放性较差，在大系统集成时使得系统集成困难（如基于EPICS的加速器控制系统）；PLC 内部系统刷新时间较长使得其响应速度较慢。……