JUNO 液体填充控制系统的设计与验证
高能物理 - 实验
2025-10-07 v3
摘要
Jiangmen 地下中子观测站 (JUNO) 是一个大型中子实验，旨在实现中子质量层次、精确测量中子振荡参数、探测来自超新星、太阳和地球的中子等多个物理目标。本文介绍了用于 JUNO 实验液体填充、溢流和循环系统的高可靠自动控制系统的设计、实现与验证。该系统基于可编程逻辑控制器 (PLC) 架构，集成了高精度传感器和执行器。实现了比例-积分-微分调节、顺序逻辑和安全锁定等先进控制策略，以实现对关键参数（如流量、液位和压力）的闭环控制。使用纯水和液体光子管进行 commissioning 测试，表明该系统性能卓越，在流量控制稳定性方面达到设定值的 0.5%，且稳定时间快速。该稳健设计具有硬件冗余和软件防护，确保系统满足 JUNO 20 吨中心探测器安全填充和长期稳定运行的严苛要求，并为大型地下流体控制实验提供了可扩展的参考。
引用
@article{arxiv.2507.09192,
title = {Design and Verification of the JUNO Liquid Filling Control System},
author = {Jiajun Li and Yuekun Heng and Tao Huang and Jiajie Ling and Xiao Tang and Zhi Wu and Chengfeng Yang and Fan Ye and Shiqi Zhang and Yinhong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.09192},
year = {2025}
}