國(guó)家大科學(xué)工程EAST 全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置，是我國(guó)聚變能源研究戰(zhàn)略的重要組成部分，用于在近堆芯的高參數(shù)條件下研究等離子體的穩(wěn)態(tài)和先進(jìn)運(yùn)行，深入探索實(shí)現(xiàn)聚變能源的工程、物理問(wèn)題。EAST 與國(guó)際上的ITER 裝置類似，都是全超導(dǎo)非圓截面的托卡馬克裝置，具備長(zhǎng)脈沖運(yùn)行能力，靈活的運(yùn)行模式和加料手段，以及多種壁處理技術(shù)。而粒子再循環(huán)及滯留實(shí)驗(yàn)行為特性的研究對(duì)未來(lái)裝置長(zhǎng)脈沖放電具有非常重要的參考價(jià)值。

　　目前EAST 裝置上的真空數(shù)據(jù)由西門子PLC采集，采樣速率低，采集精度也不高，數(shù)據(jù)分散且凌亂，處理起來(lái)較困難。這些數(shù)據(jù)主要為EAST 裝置真空運(yùn)行提供依據(jù)，無(wú)法用于深入的物理研究。本系統(tǒng)將構(gòu)建一套基于LabVIEW 的真空數(shù)據(jù)快速采集系統(tǒng)，通過(guò)提高采樣率和采樣精度，節(jié)省數(shù)據(jù)處理時(shí)間，以滿足相關(guān)物理研究要求，如不同條件下中性氣體的產(chǎn)生與分布、壁滯留及充氣效率等。

1、系統(tǒng)功能要求

　　EAST 真空系統(tǒng)主要由抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)兩部分組成。充氣系統(tǒng)主要為EAST 等離子體物理實(shí)驗(yàn)提供燃料，如D2；為EAST 裝置壁處理提供清洗工藝氣體(He,I）和涂層工藝氣體(硅烷、硼烷和鋰等)；此外，在內(nèi)外真空室暴露大氣時(shí)，需充入氮?dú)庖员M量保護(hù)內(nèi)第一壁，防止空氣中的雜質(zhì)氣體沉積在壁上。抽氣系統(tǒng)則主要抽出反應(yīng)后的氣體及真空室內(nèi)壁釋放的氣體。本系統(tǒng)可用于研究充氣量與抽氣量的變化狀況，為反應(yīng)原料滯留的有效控制提供參考依據(jù)，以便減少壁的滯留。系統(tǒng)主要包括以下功能：

　　(a) 與EAST 總控系統(tǒng)進(jìn)行UDP 通信，接收放電炮號(hào)與放電時(shí)長(zhǎng)。

　　(b) 與EAST 真空數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行通信， 讀取EAST 裝置充氣系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)的所有泵、閥狀態(tài)并存儲(chǔ)。

　　(c) 采集7 路充氣罐、5 路抽氣口壓強(qiáng)信號(hào)及4 路溫度信號(hào)，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、顯示和存儲(chǔ)，包括每次放電的充氣量、抽氣量、滯留量和滯留率等。

　　(d) 實(shí)時(shí)顯示11 臺(tái)低溫泵的累積抽氣量,為低溫泵再生提供依據(jù)。

　　(e) 提供歷史數(shù)據(jù)查詢，包括單炮數(shù)據(jù)查詢和多炮數(shù)據(jù)查詢，單炮查詢包括每次放電時(shí)的充氣量、抽氣量、滯留量、滯留率、抽氣速率等。多炮查詢則查詢上述各個(gè)量的連續(xù)變化狀態(tài)等。

3、總結(jié)

　　本系統(tǒng)除實(shí)現(xiàn)上述對(duì)真空信號(hào)與裝置內(nèi)部部件溫度信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和UDP 通信、數(shù)據(jù)處理外，還具有讀取PLC 服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。本系統(tǒng)已用于2010 年EAST超導(dǎo)托卡馬克裝置春季物理實(shí)驗(yàn)，整個(gè)系統(tǒng)操作界面友好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，為不同位置的加料效率、多種壁處理技術(shù)、粒子循環(huán)及壁的滯留等的物理實(shí)驗(yàn)和研究提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。

　　【作者】 陳強(qiáng)；王玲；胡建生；

　　【Author】 CHEN Qiang,WANG Ling,HU Jian-sheng(Institute of Plasma Physics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China)

　　【機(jī)構(gòu)】 中科院等離子體所；

　　【摘要】 為了在EAST裝置上建立量化的真空與壁處理技術(shù)研究平臺(tái),我們構(gòu)筑了以研華工控機(jī)、NI-6229數(shù)據(jù)采集卡為硬件基礎(chǔ),LabVIEW軟件為編程環(huán)境的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)特色體現(xiàn)在充分利用LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言直觀特性進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的同時(shí),在程序內(nèi)嵌入相關(guān)公式節(jié)點(diǎn),利用文本語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、靈活的特性對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本系統(tǒng)通過(guò)提高真空信號(hào)與溫度信號(hào)的采樣速率和采樣精度,使獲得的數(shù)據(jù)很好地滿足了EAST裝置壁滯留研究和低溫泵再生運(yùn)行的要求,為EAST裝置的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行及物理實(shí)驗(yàn)研究提供了良好的平臺(tái)。這一系統(tǒng)的可靠性和先進(jìn)性已在最新一輪EAST實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。

　　【Abstract】 To increase the sampling rate and improve the sampling accuracy of the vacuum and temperature data on the EAST Tokamak and to meet the requirements for further research,a set of data acquisition system based on ADVANTECH computer,NI PCI-6229 data acquisition card and LabVIEW software was designed.Combined with LabVIEW and text language,it has the virtues of LabVIEW and text language,such as the visibility of LabVIEW and the compact and flexible text language.By means of the design of the relevant interfaces,it implemented the data acquisition,UDP communication and display processes.

　　【關(guān)鍵詞】 EAST；真空系統(tǒng)；LabVIEW；數(shù)據(jù)采集；

　　【Key words】 EAST；vacuum system；LabVIEW；data acquisition；