论文部分内容阅读
BSRF生物大分子光束线站为我国从事生命科学领域研究的用户开展生物大分子三维结构研究提供了重要的实验平台。为了保障线站的运行安全、提高实验效率与机时利用率,利用LabVIEW开发了一套生物大分子光束线站自动化集成系统。该系统的总体任务是监测线站设备的实时状态,控制线站设备实现束线性能优化,统一管理各类数据,提供友好的人机界面。系统按照不同的功能划分为三个层次:数据采集层、功能模块层、全局自动化集成层。
数据采集层用于采集光束线站上各类硬件设备的物理信号,包括传感器、测量仪表、控制器等。该层建立了数据共享池,将采集到的数据通过网络实现共享,有效的解决了数据采集层与上层的隔离,避免了数据调用冲突,保障采集的连续性、稳定性和可靠性。此外,由于大多数设备为非标准设备,实现过程中需要自行开发多个设备的驱动程序。
功能模块层是整个系统的核心,包含四大功能模块,即初始化模块、状态监测模块、调光模块和实验控制模块。初始化模块用于检测线站设备状态、开启/关闭驱动程序及配置设备参数;状态监测模块用于监测真空、冷却水、元件姿态、光束及液氮的实时状态,对故障进行报警;调光模块提供了光学元件姿态调整、运行模式切换及准直镜垂直方向自动调光功能,有利于实现束线性能优化;实验控制模块用于帮助用户完成实验中的控制类操作,包括能量调节、单谱采集和能量扫描。
全局自动化集成层主要完成整个自动化系统的集成工作,包括硬件集成、软件集成及数据集成。硬件集成包括:光束线设施部署、网络拓扑结构及冗余设计;软件集成包括:系统主界面设计、程序调用及操作流程设计、权限设置及日志记录;数据集成主要建立了MySQL生物大分子光束线站数据库。为了方便线站工作人员,该层还提供了远程面板服务。
本系统投入生物大分子光束线站运行以来,解决了数据采集、调光控制、数据管理等多项难题。系统性能稳定,可靠性高,基本完成了各项设计任务。