高频功率源是回旋加速器的重要组成部分,担负着为粒子的运动提供能量的任务,其工作对加速器运行具有重要的影响。高频功率源的设计在实现大功率输出、稳定频率的同时,不仅要实现对功率源的启动、停止和运行状态的实时监测及记录,还要具有良好的人机交互能力和网络通信能力。在阅读文献资料和了解高频功率源工作原理及其组成的基础上,为满足用户提出的要求,完成了功放系统和控制系统的设计。(1)根据用户的实际要求设计了高频功率放大系统。为了获得足够大的输出功率,采用了由功率分配器和功率合成器组成的四级合成方式,利用多个750W功放模块,实现了高达40kW的功率输出;并针对功放管的散热采用水循环的方式进行了冷却,最终完成了高频功放系统的设计。(2)结合控制系统的要求完成高频功率源的控制系统硬件设计。选择西门子PLC与研华触摸屏组合的方式,设计了以PLC为核心的控制系统硬件组成,实现对高频功率放大系统中的前级功放、末级功放等各个部分的运行状态进行监控,保证控制系统安全可靠地运行,同时利用触摸屏实现人机交互操作。(3)完成控制系统的软件设计。在Step7软件开发环境下,利用梯形图完成了控制系统的PLC程序设计,主要包括实时数据采集、开关机控制、故障分析处理的设计。选择WINCC作为上位机界面的组态软件,完成了监控界面、系统设置界面和故障显示界面的组态,同时具有历史记录和故障记录查询的功能。经过实验室调试和现场长时间的拷机测试,顺利通过了用户的测试验收。该系统工作稳定可靠、人机界面友好、功能完善,能够满足系统的要求。