Projekt primjene informatičke tehnologije 2003-086

Računalna kontrola, upravljanje i automatizacija rada elektrostatskog 1.0 MV Tandetron akceleratora

Posjetite konzolu kontrolnog računala Tandetron akceleratora i pogledajte (on-line) trenutni status svih radnih parametara akceleratora

Opis i rezultati projekta:

Nakon našeg prethodnog i-projekta kojim je izvršena računalna kontrola rada starog EN Tandem Van de Graaff akceleratora Instituta Ruđer Bošković, otvorena je mogućnost da se i za novi Tandetron akcelerator čija se instalacija odvijala tijekom 2004-2005, umjesto kupovine komercijalnog sustava računalne kontrole od proizvođača HVEC iz Nizozemske, instalira sustav koji je razvijen na postojećem Van de Graaff akceleratoru, adaptiran i usavršen za kontrolu upravljanja novog Tandetron akceleratora.

Kao baza sustava su iskorišteni DA/AD moduli izrađeni u tvrtki Dilogic iz Velike Gorice koji se sastoje iz 8 16-bitnih analogno digitalnih konvertera (ADC), 8 16-bitnih digitalno analognih konvertera (DAC), te 8 digitalnih ulaza i 8 digitalnih izlaza. Moduli su bazirani na mikrokontrolerima C8051F020. Moduli su međusobno povezani optičkim serijskim vezama, što smanjuje mogućnosti smetnji između različito uzemljenih dijelova akceleratora. Software koji je razvijen za upravljanje radom akceleratora razvijen je na bazi komercijalnog Testpoint softwarea. Programsko sučelje kontrole Tandetron akceleratora možete vidjeti ovdje.

Posebna pažnja je posvećena filtriranju ulaznih parametara DA/AD modula, čime se željelo dobiti na pouzdanosti rada, jer se zbog mogućih pojava izboja u ionskim izvorima i samom akceleratoru, primjetilo često isključivanje pojedinih ionsko optičkih elemenata ili vakuumskog sustava, što je pak vodilo na prekid ionskog snopa u komori za raspršenje u kojoj se vršio eksperiment. Dodatni napor je učinjen i u pogledu čitanja postavljenih parametara rada pojedinih strujnih ili naponskih napajanja, te se za razliku od starog sustava, niz parametara čita online.

Popis komponenti koje se sustavom podešavaju odnosno čitaju postavljene vrijednosti dan je u donjoj tablici, a tumač samih ionsko optičkih elementa prikazan je na priloženoj slici. Slika prikazuje i prostorni smještaj starijeg EN tandem akceleratora. Vidljivo je da se postavljaju vrijednosti za ukupno 19 parametara, čitaju se vrijednosti 20 parametara, a upravlja digitalnim izlazom 8 parametara, te čita digitalnim ulazom 3 parametra.

S3 - Duoplazmatron ionski izvor:       Set FILAMENT (V); Read FILAMENT (V/A)     Set ARC (A); Read ARC (V/A)       Set MAGNET (A); Read MAGNET (A)       Set GAS VALVE1,2 (on/off)       Set EINZEL (V); Read EINZEL (V)       Read Vacuum source (Pa)

tM1 - Injektorski magnet:       Set (A); Read (A,V)

tS1 - Magnetski deflektor LE:        Set (A); Read (A)

tE1 - Einzel leća:        Set (V); Read (V)

tS2 - Hibridni deflektor:        X Set (A); Read (A)        Y Set (V); Read (V)

tL1 - Q snout leća:       Set (V); Read (V)

tHV – Akcelerator:       Set STRIPPER - (Pa) - Read STRIPPER (Pa)     Set TERMINAL (V) - Read TERMINAL (V)        Read TANK pressure (Pa)   Digital Output:        POWER on/off        HV on/off        VALVE on/off        Faraday CUP on/off (2x)    Digital Output and Input:        Valves close/open (3x)

tQ1 - Elektrostatski kvadrupolni triplet:        1 Set (V); Read (V)        2 Set (V); Read (V)        3 Set (V); Read (V)

tS3 - Magnetski deflektor HE:       Set (A); Read (V)

tM2 - Analizatorski magnet:        Set (A); Read (A)

tM3 - Switching magnet:        Set (A); Read (A)