J-PARC遅い取り出しビームラインの制御
里 嘉典
(KEK/IPNS ビームチャンネルグループ)
ハドロンビームラインサブグループ
ターゲットモニタサブグループ
遅い取り出しビームラインとハドロン実験施設
(Phase I)
HD-HALL
50-GeV PS
2%スプリット
(B-Line用)
スイッチヤード
T0 Target
(水冷Ni円盤)
ビームダンプ
(水冷銅コア)
制御の対象
–
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–
–
–
–
•
A-Line
T1 target
(テストビームライン用)
•
56m(L)×60m(W)
Beam profile monitor (<10-3 Pa)
Beam profile monitor (~1 Pa)
50GeV-15mA陽子ビーム, 取り出し時間 ~0.7秒, 繰り返し時間~3.4秒
耐放射線仕様常伝導磁石約50台
水冷Ni回転標的
水冷銅コアビームダンプ
ビームロスモニタ100台とプロファイルモニタ20台
インターロックシステム(Personnel Protection System: PPS と Machine Protection System: MPS)
加速器中央制御とのデータ共用にEPICSフレームワークを使用する。
制御概念図
MySQLデータベースを用いた電磁石電源制御
Network
EPICS
Channel Access
ODBC
Windows
LabVIEW
Linux
EPICS IOC
PS Cont
DB
Power Supply
~100
既存システム
(鈴木さん)
Linux
DB Server
MySQL-4.0
EPICS OPI
MySQL-EPICS I/F
(仲吉さん/児玉さん)
MySQL-DB性能評価
Read-Write Access speed
1Hz access
Server CPU dependence
1Hz access
SQL sequence speed
1Hz access
ODBC v.s. C-API
電源制御画面例
タッチパネルコンソール(鈴木さん)
Python-CmdによるCUI(里)
EPICSによる表示・記録(仲吉さん)
Python-TkinterによるGUI(豊田さん)
ビームロスモニタ読み出し回路
BLM
BLM
16ch VME
Current Integrator
(0.4~400 nC/5V)
16 ch
DC
Voltage
To Interlock
(TTL level)
Output 0-15
VME bus
Input 8-15
64ch scanning ADC
Advanet
ADVME2706
BLM comparator
32ch input
Ethernet
EPICS
Channel
Access
Ethernet Interface
~1.8 sec.
BLM
C.I. Out
Input 0-7
Gate
Reset
Gate
ADC scan
Reset
VME 電流積分回路プロトタイプ
(稲葉さん/斉藤さん)
ビームプロファイルモニタ読み出し回路
低真空残留ガスビームプロファイルモニタ内部電極(里)
• 読み出し回路はBLMと同じC.I.を使う。
• ADVME-2607 用の Device support の実装
– 機能的には O.K.
• Waveform record
• SCAN “I/O Intr” によるトリガー処理
• UI は ?
– 数スピルの平均をとって fit したい ?
» Root かな ?
» 平均は Channel archiver から行う?
– より EPICS らしい実装へ。
• 時系列読み出しモードの検討
signal
C of CI
ADC timing
ADC timing
SPICでのmountain view
アナログ信号長距離伝送回路
•
スピルの時間構造を加速器の遅い取り出し制御(DSP)にリアルタイムでフィー
ドバックしなければならない。(サンプリング:100k sample/s, 周波数10kHz)
–
•
•
50GeV-PS Local controlは数km離れているので光ケーブルで伝送する。
ADC: 65MHz/sample, 12-bit resolution
DAC: 125Msample/sec., 14bit resolution
Spill monitor
Signal input
KEK-VME
GP-IO
GP-IO
ADC
AD9235
65MHz sample
2ch input
DAC
AD9764AR
14bit, 125Msample/sec.
FPGA
FPGA
Optical
Driver TX
1.5 Gbit / sec.
Optical
Receiver RX
Optical cable
A few km
KEK-VME
(斉藤さん/島崎さん)
XML-RPCを用いたデータ収集系
1秒に1回程度のデータスキャン
EPICS Channel Archiveで記録
ビームダンプ加熱試験
Python-TkinterによるGUI(豊田さん)
銅コアテストピース(上利さん)
T1標的長期運転試験
回転水冷Ni標的
(山野井さん)
Python-Tkinter によるGUI(豊田さん)
We are here.
今後の予定
• 2005年度
– MySQLを用いた電源制御システムの試験
– ビームモニタ回路、Signal Transporter回路の製作、試験
– EPICSのKnow-How蓄積
• 2006年度(SYビームライン設置)
– ビームモニタ回路の量産
– ローカル制御室の整備
• ネットワーク
• ラック
• 計算機
• 2007年度(ハドロン実験室設置)
– インターロックシステム(PPS, MPS)構築・試験
– T1標的、ビームダンプ用測定系の整備
– ソフトウェア環境整備(データロガー、コンソール、計算機、ネットワーク)
• 2008年
– ビームコミッショニングへ向けた準備
• GUI整備、Cold run
まとめ
• これまでの開発(H16年から現在まで)
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MySQLを用いた電源制御システム
ビームロス/プロファイルモニタ用積分回路
ロスモニタ用インターロック回路
アナログ信号伝送回路
EPICS関連ソフトウェアknow-how蓄積
• オンライン/回路室へのお願い
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本番用回路の設計と量産(H18、19年度)
光ファイバーケーブル関係部品の整備
東海村での物品倉庫整備
EPICS関係ソフトウェアの開発・整備
システムインテグレーション
ビームが出てからの保守と改善
今後とも御協力をお願いします。
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