Система управления, сбора, обработки и хранения данных

Систему управления можно условно разделить на две: система управления технологическими устройствами установки и система управления параметрами плазмы. В состав этих систем входят многочисленные системы измерений параметров плазмы (системы плазменных диагностик) и различных технологических величин, а также системы сбора, обработки и хранения данных (Слайд 55). В настоящее время все токамаки являются импульсными, поэтому система управления параметрами плазмы в основном работает во время существования плазмы (рабочего импульса), а система управления технологическими устройствами установки - круглосуточно во время всей экспериментальной компании. Естественно, что функция обработки и хранения данных остается и на период между экспериментальными компаниями.

Система управления технологическими устройствами установки должна обеспечивать нормальную работу всех инженерных систем установки, информацию оператору об отклонениях от нормы какой-либо из них, и автоматическое отключение устройства при возникновении аварийных ситуаций. (Слайд 56)

Система управления параметрами плазмы обеспечивает работу систем установки до, во время и после рабочего импульса. Во время рабочего импульса происходит образование плазмы, поддержание ряда ее параметров в заданных пределах, измерение распределения параметров плазмы по сечению плазменного шнура и изменение этих характеристик во время процесса. В функции системы управления параметрами плазмы входит также включение и выключение систем дополнительного нагрева, и контроль параметров этих систем.

В качестве примера рассмотрим систему управления положением плазменного шнура по большому радиусу. (Слайд 57). Тороидальный плазменный шнур с током может находиться в равновесии по большому радиусу только, если сила электродинамического расталкивания кольцевого тока и сила, связанная с давлением плазмы (баллонный эффект), будут компенсированы электродинамической силой взаимодействия тока плазмы с вертикальным магнитным полем, создаваемым обмотками равновесия. Задачей системы управления положением плазменного шнура по большому радиусу является изменение величины тока в обмотках управления так, чтобы положение плазменного шнура по большому радиусу в процессе разряда оставалось неизменным или изменялось в соответствии с заданной программой. В качестве датчика «положения плазменного шнура по большому радиусу» может служить разностный сигнал двух магнитных зондов, диаметрально расположенных вне вакуумной камеры и сигнал от петель, измеряющих поперечное поле B^. Другой возможный вариант - использование разностного сигнала двух симметрично расположенных относительно магнитной оси вертикальных каналов интерферометра, измеряющих интеграл произведения локальной плотности плазмы на длину пути зондирующего луча в плазме.

Вопросы к лекции № 8.

1. Назовите основные системы токамака.

2. Система возбуждения разряда. В чем разница между воздушным индуктором и ферромагнитным индуктором ?

3. Что определяет предельные параметры плазмы в любом токамаке, работающем в режиме отдельных импульсов, при неограниченных возможностях различных методов нагрева плазмы?

4. Чем определится предельное значение тороидального магнитного поля в токамаке при использовании обычных проводников?

5. В чем сущность явления сверхпроводимости. Что подразумевается под термином "техническая сверхпроводимость"?

6. Какие примеры использования технической сверхпроводимости вам известны?

7. Каковы основные требования к вакуумной камере?

8. Что дает прогрев камеры и другие процедуры "тренировки" камеры?

9. Для чего камера снабжается большим количеством патрубков?

10. Каковы основные функции системы управления и сбора данных?

[1][1] Тамм И.Е., Сахаров А.Д. В кн. Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций.- М. АН СССР. Т. 1. С. 13, 21

[2][2] D.C. Robinson, N.J. Peacock, M.Forest, Wilcok, V.V. Sannikov, Nature 1968

[3][3] Арцимович Л.А. и др. ЖЭТФ 1969

[4][4] ITER Physics Basis Nucl. Fusion 1999 Ch.1.

[5][5] Арцимович Л.А. Управляемые термоядерные реакции М. 1963