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随着大科学装置的快速发展，控制系统的内涵正从“保障硬件设备可靠运行”向“支撑复杂软件服务高效协作”深刻转变。控制对象不再局限于传感器、执行器等物理设备，算法服务、数据处理流程等“软件定义设备”已成为系统的重要组成部分。同时，实验方法的快速迭代要求控制系统具备持续演进能力，支持频繁的软件升级、算法替换与功能扩展。以数据为核心的传统控制架构在服务化抽象、动态可扩展性与面向软件定义设备的统一管理方面逐渐显现局限性。
为应对上述挑战，本文提出了一种基于TANGO通信底座的四层分布式控制系统架构，自上而下划分为集成控制层、系统服务层、设备服务层与物理设备层。集成控制层作为顶层控制中枢，负责装置运行监控与实验流程自动化；系统服务层通过服务注册与发现机制，集成设备驱动、数据采集、报警管理等通用服务，实现多源异构设备的统一抽象与集中管理；设备服务层面向分布式控制节点，通过Modbus、OPC UA等标准协议与现场设备对接，并提供软件定义设备的统一管理接口；物理设备层包含传感器、电机等最终控制对象。各层通过标准化接口协同工作，构建高效、可靠、可扩展的控制系统。
该架构的核心实现载体是我们设计的集成控制软件框架ICSFF（Integrated Control Software Framework for Large-scale Facilities）。ICSFF作为支撑平台，提供统一软件架构、标准化开发模板及服务管理、数据集成、安全控制、日志审计等基础功能组件，通过可视化组态与流程编排引擎，支持实验人员快速调整控制流程。基于ICSFF构建装置控制系统，可显著降低开发复杂度与建设周期；其模块化设计与可扩展性保障了控制系统的持续演进能力。ICSFF通过统一接口规范提升子系统一致性与兼容性，避免“烟囱式”开发和“信息孤岛”问题。此外，ICSFF提供标准化数据服务接口（RESTful API、时序数据存储）以及与Knime数据分析平台的框架级集成能力，支持第三方系统接入和AI算法服务的快速部署。
综上所述，本文提出的ICSFF控制系统框架，以分层解耦的微服务化设计为根基，以标准化接口与开放组件为支撑，解决了大科学装置控制系统中多样化控制对象、快速迭代需求与系统快速集成等挑战，为未来大科学装置的高效、可靠运行与可持续发展提供了坚实的软件基础。
