Transcript J-PARC遅い取り出しビームラインの制御

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。