美國科研人員利用激光干涉引力波天文臺(LIGO)首次探測到引力波,這一發(fā)現(xiàn)印證了物理學(xué)大師愛因斯坦 100 年前基于廣義相對論的引力波預(yù)言。2015 年 9 月 14 日,位于華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓的兩臺引力波探測器首次探測到引力波信號。2015 年 12 月 26 日,LIGO 第二次探測到引力波信號。
工業(yè)自動化在探測服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用
在漢福德和利文斯頓探測器的研究過程中,基于 PC 的控制系統(tǒng)和EtherCAT 被用作高速通訊系統(tǒng)。來自漢福德區(qū)的 Daniel Sigg 和 Richard McCarthy 負(fù)責(zé)自動化技術(shù)的實(shí)施工作。LIGO 資深科研人員 Daniel Sigg 解釋道:“基于 PC 的控制技術(shù)用于干涉儀臂末端處基于伺服的激光控制系統(tǒng)。激光干涉儀被安置在 L 形超高真空系統(tǒng)中,該系統(tǒng)體積非常龐大,位于漢福德的系統(tǒng)支柱長度為 2 千米,而位于文斯頓的支柱長度則為 4 千米。因此,該應(yīng)用中的遠(yuǎn)程控制,包括用于穩(wěn)定激光頻率的伺服控制,是一個關(guān)鍵要求。我們還應(yīng)用 EtherCAT 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高度復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。”
基于 PC 的控制系統(tǒng)最主要的任務(wù)是監(jiān)測研究設(shè)備,這包括配電系統(tǒng)的時序控制,系統(tǒng)通過 RS232 或 RS485 發(fā)送大量研究數(shù)據(jù)以進(jìn)行診斷,然后將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁呒墑e的 EtherCAT 系統(tǒng)中。LIGO 天文臺首席電氣工程師 Richard McCarthy 解釋說道:“我們知道這可以用傳統(tǒng) PLC 完成,但為了簡化項(xiàng)目中涉及到的那些系統(tǒng),我們采用了基于 PC 的控制技術(shù)。”LIGO 天文臺以前使用的自動化和 I/O 系統(tǒng)采用的不是模塊化結(jié)構(gòu),而且靈活性差,不足以適應(yīng)常規(guī)的系統(tǒng)更新和擴(kuò)展。由于需要頻繁地對科學(xué)研究設(shè)備進(jìn)行修改和改進(jìn),因此控制技術(shù)的靈活性成為了關(guān)注的重點(diǎn)。
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