上海光源是一臺高性能第三代同步輻射光源,它的英文全名為Shanghai Synchrotron Radiation facility,簡稱SSRF。它是大科學裝置和大科學平臺,在科學界和工業界有著廣泛的應用價值,每天能容納數百名來自全國或全世界不同學科、不同領域的科學家和工程師在這里進行基礎研究和技術開發。
同步輻射是由以接近光速運動的電子在磁場中作曲線運動改變運動方向時所產生的電磁輻射,其本質與我們日常接觸的可見光和X光一樣,都是電磁輻射。為了將需要的特定光源引出到線站(實驗場所)需要制造一套EPU控制系統(改變磁隙大?。?。
技術難點:
1、控制精度要求高,,終的定位重復精度5微米。
2、控制中要求其中4個電機和2個電機分別作同步運動,同步精度為5微米。
3、由于EPU設備中具有永磁結構,磁場干涉導致沒有運動的軸也會受影響。
4、因為,終的中央控制通過EPICS控制,需要解決PLC與上層控制通訊接口問題。
解決方案:
1、因為定位控制精度要求高,首先考慮采用了西門子的伺服控制系統,利用伺服電機的定位精度高的特性保證控制輸出。同時在設在EPU設備的幾個運動軸的,終側配置了海德漢光柵尺LC481。光柵尺的分辨率是0.1微米,整個精度是3微米。這樣就能保證測量的,終定位重復精度在5微米的要求。有效解決了,終定位精度5微米的控制要求問題。
2、本控制對同步的定位精度要求也很高??刂葡到y,終采用了西門子MASTERDRIVE系統。這個系統的伺服驅動器本身就接了伺服電機的編碼器,同時可以直接接海德漢光柵尺。實現了速度環和位置環的同步反饋確保同步性能。并且該系統驅動器之間使用SIMOLINK光纖連接。在給出運動定位輸出前,各個驅動器先一步進行同步給出協調。使得各個電機之間的同步輸出進一步得到保證。
3、當其中2個側向電機移動的時候,由于本設備的磁場干擾因素,導致在正面4個電機控制的磁隙上會有10微米左右的變化。為了能使,終調節的位置符合客戶要求。經過多次測試,對軟件程序進行修改。增加了實時定位修補程序。實現了客戶要求。
4、與上層通訊接口問題??紤]到歐洲科研機構曾經與西門子PLC通訊成功的例子。翻閱了一些歐洲科研機構的技術文檔,,后確定使用西門子S7-300PLC。經過不斷編程并與客戶的EPICS系統反復測試。對接成功。