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基于DSP的光纤监控网络的研制
潘圣民,刘小宁,王付胜,杨雷
（中国科学院等离子体物理研究所，安徽合肥230031）
摘要：介绍了超导托克马克聚变实验装置中加速极电源系统的光纤监控网络。为了保证电源系
统的安全和稳定，必须对各电源模块的状态进行实时监控。对高电压、强电磁干扰环境
中的光纤监控网络进行了软、硬件设计，通过模拟调试，给出了系统在传输速度为9600bps
时的通讯时间和复位时间，证实了该方法的可行性。
关键词：DSP；光纤；RS485；监控

DesignofaFiber­OpticMonitorNetworkbasedonDSP
PanShengmin，LiuXiaoning，WangFusheng，YangLei
（InstituteofPlasmaPhysicsChineseAcademyofSciences,hefei，230031）

Abstract:Itintroducesthefiber­opticmonitornetworkofneutralbeamacceleratorpowersupplyin
ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak(EAST).Forthesakeofmodules’safety
andstabilizationforpowersupply,real­timemonitoreveryonepowersupply’sstateis
needed.Thesoftwareandhardwareofthefiber­opticnetworkaredesignedinhighvoltage
andstubbornelectromagneticdisturbancecircumstances.Givingthecommunicationtime
andtherestorationtimeattransmissionrate9600bps.Andtheexperimentalresultstestify
thefeasibilityofthedesignbysimulatetest.
Keywords:DSP；fiber­optic；RS485；monitor

0引言
中性束注入加速极电源是为国家大科学工程超导托克马克聚变实验装置（EAST）研制的
一套高压大功率脉冲电源。此电源采用PulseStepModulation[1]技术，用80个相同的1100v/100A
输出的电源模块串联而成，其额定输出为：80kv/80A，最大脉宽1000s。由于该电源置于高压、
强电磁干扰环境下，因此，为保证该电源系统的安全和稳定，须对各电源模块的状态进行实时
监控。通过对各种方案的比较，采用计算机RS232口和DSP(DigitalSignalProcessor，数字信号处
理器)的RS232口通过光纤转换器组建光纤环网。整个系统具有结构简单，性价比高，易扩充等
优点。
1光纤网络结构
1.1光纤网络硬件
该光纤监控网络采用RS485总线的单主多从结构，主站用PC机，从站用DSP，采用多模光
纤连接，组建成带双环自愈功能的光纤环网[2]。带双环自愈功能光纤环网的优点是：当网络上
某个节点的光纤转换器出现故障时，其它节点仍能正常通讯。光纤转换器采用武汉迈威公司生
产的MWF5100­P，它把RS232信号转换成统一的光信号传输。DSP采用TI公司的
TMS320LF2407A。

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国家发展计划委员会“投资（1998）1303号项目”（子项目）
潘圣民（1979-），男，硕士研究生，主要从事电工理论与新技术方面的研究。
刘小宁（1962-），男，研究员、博士生导师。
主站串口COM1与各从站通讯，主站发出信号，从站经过判断决定是否要发送数据给主控
计算机。当遇到故障时主站可以发出信号使所有的电源模块复位。网络拓扑结构见（图1）。

主站
计算机双绞线光纤转换器

光纤
省略的从站

DSPDSPDSP
从站从站从站

DSPDSP
从站从站

图1网络拓扑结构
1.2光纤网络软件
主站采用MSCOMM控件编写的WINDOWS系统的通讯界面[3]，简单易用。可以根据需要
设定不同的参数。从站采用TI公司针对TMS320C2XX开发的一套集成开发环境CC（CODE
COMPOSE）[4]。CC采用图形接口，提供编辑指令、参数修改工具，能对TMS320C2000系列
DSP进行指令级的仿真和进行可视化的实时数据分析，可大大提高开发者的工作效率，缩短应
用系统开发周期。
DSP多处理器通讯有两种方法：空闲线模式和地址位模式[5]。由于地址位模式在高的发送
速度下，程序速度不足以避免在传输流中的一个10bit的空闲，且