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论文针对兰州重离子加速器(HIRFL)现有自主研发的控制系统存在的问题及进一步扩展升级的困难,采用国际上大型加速器装置广泛使用的EPICS(实验物理与工业控制系统),进行HIRFL-CSRe(实验环)新控制系统的开发,提高系统的可扩展性并改进装置的性能。论文采用结构化分析和设计方法,结合分布式系统理论给出了一种EPICS架构下开发控制系统的方法。该方法以结构化分析和设计为基础,由系统的数据流导出系统的数据结构,通过数据结构定义IOC(Input/Output Controller)服务器端对外接口(PV,过程变量)和客户端界面主体,以系统的模块设计为基础,开发EPICS记录的设备支持和客户端应用程序,同时结合分布式系统理论设计控制系统的组织结构。论文采用上述方法进行CSRe电源系统、电源监测系统、同步系统、真空系统的控制研发,主要工作包括系统分析、系统设计和系统实现三个部分。在系统分析阶段,采用结构化分析方法对各系统进行控制需求分析,建立系统的数据流图和数据字典,从总体上把握各系统的信息处理过程,规范和约束后续开发工作。在系统设计阶段,采用结构化设计方法,按照输入、变换、输出结构对数据流图进行划分,设计系统的模块层次结构,结合分布式系统理论进行客户-服务器结构变换,并通过系统的纵向和横向扩展,得到优化的EPICS系统组织结构。在系统实现阶段,根据系统的设计结果,编码实现IOC记录的设备支持及PV量定义,并采用多线程和共享内存技术提高了系统的性能,同时在CSS环境下开发了客户端应用程序。论文在EPICS架构下开发了OPC UA(Unified Architecture)服务器的记录设备支持,实现了对OPC UA结点的访问,通过对OPC UA结点和EPICS PV变量的映射,完成了对CSRe FC01(1号法拉第筒)的控制。采用该设计方案,可以将束诊系统接入到CSRe EPICS主控系统中,在客户端以统一的方式实现束诊系统控制。论文在系统分析和设计基础上进行相关控制系统的研发,从总体上提高了软件系统的可维护性,同时控制系统在EPICS架构下进行具体实现,提高了系统可扩展性,各控制系统均在现场进行了测试及运行,现场使用表明该控制系统明显改善了CSRe参数预置等部分功能,提高了运行稳定性和可靠性。论文首次在HIRFL装置上应用EPICS,为HIRFL控制系统的整体升级改造提供了理论基础和实践经验。