Рис. 2.1 Структура информационной системы
глава из пояснительной записки к дипломному проекту.
Цель проекта - обеспечение доступа исследователей, использующих пучки нейтронов в своих экспериментах, к оперативной информации о состоянии импульсного источника и горизонтальных транспортных каналов вывода тепловых нейтронов. В целом перед информационной системой стоят следующие задачи:
В состав информационной системы входят следующие основные компоненты:
Каждый компонент системы выполняет определенную задачу, при взаимодействии компонентов между собой используется технология "клиент-сервер". На иллюстрации 2.1 схематически представлена структура информационной системы в целом. Далее рассматриваются назначение и работа каждого компонента системы.
Рис. 2.1 Структура информационной системы
Назначение измерительной системы - сбор данных о параметрах физической установки и их первичная обработка.
Основной метод, используемый для определения средней мощности реактора, состоит в измерении мощности каждого нейтронного импульса, испускаемого установкой. Мощность импульсов измеряется с помощью ионизационных камер, расположенных в каналах реактора. Ионизационные камеры функционируют в токовом режиме.
Диапазон измеряемой средней мощности находится в пределах от 0.02 МВт до 2.2 МВт. Относительная погрешность измерений мощности не превышает 1.5 процента. В дополнение к измерению мощности нейтронных импульсов производится измерение скорости потока охладителя установки и его температуры. Полученные в результате данные позволяют, рассчитав тепловую мощность, выделяемую реактором, контролировать адекватность получаемых значений средней мощности импульсного источника.
Помимо значений мощности, измерительная система регистрирует положение каждого из 12 затворов, расположенных в горизонтальных каналах, оборудованных исследовательскими установками. Данные о состоянии затворов поступают с пульта управления реактором и регистрируются измерительной системой асинхронно по мере изменения состояния затворов, т.е. каждое изменение состояния хотя бы одного затвора влечет за собой регистрацию данных. Для затвора каждого канала измерительная система регистрирует одно из следующих состояний:
Измерительная станция создана на базе персонального компьютера. Использование персонального компьютера позволило использовать недорогие, но эффективные средства аналогово-цифрового преобразования получаемых данных. В системе используется промышленная электроника фирмы Advantech и модули, изготовленные в лаборатории нейтронной физики специально для данной измерительной системы.
Измерительная система функционирует под управлением операционной системы MS-DOS. Данные принимаются и обрабатываются после каждого импульса реактора, т.е. приблизительно каждые 200 миллисекунд.
Каждые 30 секунд выполняется вывод полученных параметров на экран измерительной станции. Если выполняется включение или выключение реактора или создается аварийная ситуация, связанная с работой реактора и требующая оперативного вмешательства, могут быть использованы специально предусмотренные алгоритмы обработки данных. Так, сотрудники установки могут получать не только значения средней мощности и состояния пучков нейтронов, но и некоторые дополнительные технологические параметры, такие как поток охладителя установки, его температуру и т.д. Измерительная станция расположена в непосредственной близости от пульта управления реактором.
Каждые 10 минут данные о средней мощности, развиваемой установкой, передаются по локальной вычислительной сети на файловый сервер для дальнейшего сохранения и обработки. Помимо этого, каждое изменение состояния любого из 12 затворов горизонтальных каналов инициирует передачу данных о новом состоянии.
Данные для каждого цикла работы реактора сохраняются в отдельном текстовом файле. При этом названия двух файлов, относящихся к одному циклу и содержащих информацию о мощности и состоянии каналов, формируются исходя из даты начала цикла, и отличаются расширениями. Например, файлы, содержащие результаты измерения рабочих параметров импульсного источника во время цикла, начало которого состоялось 8 апреля 2002 года, имеют следующие названия:
c08042002.pwr- файл данных о средней мощности
c08042002.shb- файл данных о состоянии каналов
При этом число 08042002 является идентификатором цикла и в дальнейшем используется для указания на данный цикл при запросе пользователя системы.
Помимо указанных файлов, дополнительно формируется служебный файл с названием status, который содержит имя текущего цикла работы реактора и информацию о том, снимаются ли измерения в данный момент.
Файл данных о средней мощности содержит дату и время, соответствующие моменту измерения с точностью до секунды, среднюю мощность источника, выраженную в киловаттах и относительную погрешность измерений. Каждая строка текстового файла содержит информацию об одном измерении.
Например, информация об измерении, сделанном 13 марта 2002 года в 9 часов, 50 минут и 37 секунд выглядит так:
13-03-2002 09:50:37 1144 0.8
Файл данных о состоянии каналов содержит дату и время, соответствующие моменту изменения состояния затворов и информацию о состоянии 12 затворов нейтронных каналов, используемых в исследовательских целях. Каждая строка текстового файла, как и в предыдущем случае, содержит информацию об одном измерении.
Например, информация о состоянии каналов на 13 марта 2002 года, 9 часов, 51 минуту и 55 секунд выглядит так:
13-03-2002 09:51:55 2 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3
В среднем за цикл работы реактора сохраняется немногим более 50 тысяч результатов измерений. Все файлы содержатся в отдельной директории, в дальнейшем именуемой рабочая директория.
Сервер принимает запрос от пользователя, декодирует его и выполняет программу обработки и представления данных, при этом программе передаются параметры запроса. Результат работы программы передается пользователю. В качестве web-сервера используется сервер Tomcat 3.2, работающий под управлением ОС Solaris 2.7.
Задачей приложения мониторинга и представления данных является обработка результатов измерений и их подготовка к представлению пользователю.
Приложение формирует индексную страницу, которая содержит список доступных для представления циклов, и страницу представления данных, которая содержит параметры физической установки.
Данные об изменении во времени мощности источника представляются в виде графика. Данные об изменении во времени состояний нейтронных каналов представляются в виде диаграммы. График мощности и диаграмма состояний расположены таким образом, что шкала времени для них совпадает. Выбор масштаба координатной сетки производится автоматически в зависимости от длительности представленного отрезка цикла.
Состояние каждого нейтронного канала на диаграмме показывается определенным цветом. На странице представления данных присутствует легенда, поясняющая соответствие цвета на диаграмме состоянию канала. Пример графика и диаграммы представлен на иллюстрации 4.2 в главе 4.
Помимо графической информации, страница представления данных содержит числовые значения следующих рабочих параметров для представленного отрезка времени работы источника:
Помимо этих параметров на странице представлены значения времени экспозиции и эффективности для каждого нейтронного канала.
Под временем экспозиции понимается суммарный период времени, которое нейтронный канал находился в открытом состоянии при включенном источнике.
Под эффективностью понимается отношение времени экспозиции ко времени работы источника, выраженное в процентах.
Пример страницы представления данных расположен на иллюстрации 4.4 в главе 4. Пример индексной страницы расположен на иллюстрации 4.2 в главе 4.
Более подробно работа и устройство приложения мониторинга и представления основных параметров импульсного источника нейтронов рассматривается в главе 3. Руководство пользователя находится в приложении 1. Руководство по установке и настройке программы находится в приложении 2.