Transcript SADを用いたKEKB コミッショニング／オペレーションソフトウエアの概要

SADを用いたKEKB コミッショニング／オペレー
ション・ソフトウエアの概要
Y. Ohnishi / KEK
September/17/2003
Reference :
 K. Furukawa / KEK
"SAD in Accelerator Operation and Virtual Accelerator"
at J-PARC Commissioning Group Meeting, Oct. 30, 2002.
http://jhfacsv03.kek.jp/doc/report/index.html#linphase-jun03
◆
第1回 SADワークショップ講演記録集 (AccLab-99-15)
１９９８年７月７日ー９日 at KEK （但し、絶版）
◆
SAD Home Page : http://acc-physics.kek.jp/SAD/sad.html
KBFrame
: http://www-kekb.kek.jp/Documentation/KBFrame/
1
セミナーに対する要望
•
KEKBのコミッショニング、オペレーション一般について。
– 何を見て、何を最適化するか。苦労する点。
•
上記を実現する具体的方法として、SADをどのように使っているか。
– 例題があればそのいくつか。
•
SADスクリプトの書き方。
– 要点だけ。いまはなくても、あったらよいと思われる機能など。
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KEKBオペレーションの概要
電子／陽電子ビーム入射
衝突実験
入射制御
セプタムでのビーム位置
セプタムでのビーム角度
キッカーハイト
キッカージャンプ
BT最後の垂直方向ステアリング
BT終端部軌道フィードバック
Adiabatic tuning knobs
IP dispersion/tilt/waist
Sextupole tuning
衝突点軌道フィードバック (iBump)
ビームサイズ・フィードバック (iSize)
LINAC/BT軌道表示
光干渉計によるビームサイズ測定
LINAC オペレーション
バンチ電流モニター
軌道表示と連続COD軌道補正／ステアリング パネル
パイロット・バンチ・チューン測定パネル
チューンの電流依存パターン設定パネル
プログラマブル・チューンチェンジャー／チューン・フィードバック
KEKB Optics パネル
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KEKBコミッショニング／オペレーション
オプティクスの計算と設定、保存と呼び出し。
ビーム軌道の測定と軌道補正、ステアリングの保存と呼
び出し。
チューンの測定とチューン設定。
ビーム入射、入射条件の保存と呼び出し。
ビームの状態と環境の表示及びロギング。
1.
2.
3.
4.
5.
–
–
–
ビーム電流、ライフ、真空度、機器の温度等
アラーム
膨大なデータの保存、読み出し、表示（ログ・ブラウザー）
6.
7.
オプティクス測定、補正。
アプリケーションの起動（ランチャー）
•
•
•
１ー４は磁石の設定が必須。
データ読み出しと制御はEPICSに頼っている。
インタラクティブ（オンライン解析・制御）
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KEKBコミッショニング／オペレーション
• SAD
– Mathematica-like language
•
•
•
•
基本的にインタープリター（SADスクリプト）
演算、リスト操作、ベクトルと行列、数学関数
グラフ表示（強力なツール類）
オブジェクト指向プログラミングも可能。
– Optics 計算
• matching / tracking
– EPICS チャンネル・アクセス
• CaMonitor / CaRead / CaWrite 等の関数
– GUI (Tk / KBFrame)
• Canvasによるグラフィックス表示 / 多彩な部品
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具体例 その１
configureでedit
を選択すると
KEKB Task Launcher
•アプリケーションの登録、削除。
ダブルクリック
で起動。
•アプリケーションの起動に関しては
ホストコンピュータを適当に選んでく
れる。またユーザーが明示的に指定
することもできる。
ソフトウエアーを
開発した人や
ユーザーがコードの在り処を
容易に知ることができる。
オプティクス計算を要しないアプリケーションでもSADを用いた例
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具体例 その２
KEKB Optics Panel
タブ・フレームの活用
Matchingを取ってTuneを設定する。
オプティクス管理の元締
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具体例 その３
HER Orbit Correction
ゴールド軌道
からの差を表示
連続COD補正
軌道補正
のための各種
パラメータ設定
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具体例 その４
Tune measurement
ダンピングを含む
ベータトロン振動の
スペクトラム（複雑な関数）
でフィッティング
カーソル・エントリー
矢印キーで数値を変えることができる。
スキャンをする時に便利。
tuneの絶対値、
相対値による
設定ができる。
KEKB Optics panelへ
チューンの設定命令を送っている。
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Optimization of betatron tunes
ダブルクリック
すると
変更専用パネル
が出現する。
バインド機能
の利用
優れたヴィジュアル操作！
線、玉ころを
マウスで
掴んで
動かせる。
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Optics measurement and correction
beta function
dispersion
Interactive procedure of
measurement + analysis + correction
Knobs:
■ Local bumps at sextupoles
■ Fudge factors for quads/skews
Works very well !
XY-coupling
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Best luminosity run of the day
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データ・ログを見る。（ログ・ブラウザー）
Circumferences are adjusted by RF frequency with looking at HER orbit.
LER has an independent knob to adjust circumference with “Chicane”.
Orbit correction (CCC) applies circumference correction simultaneously.
knob
C
p
x


C
p

C
f

C
f


RF frequency
Atmospheric
pressure
measurement
ログ・ブラウザーの使用例
Bending angle of the chicane
(LER circumference adjustment
w/o RF frequency)
Extension of
the circumference
Extension about
300mm (-50 Hz).
≈60mm
Shrink
This behavior is consistent with tidal effect.
We observe tidal effect by ground motion ??
Typhoon #21 (970 hPa)
(9 p.m. October 1, 2002)
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SAD/KBFrame
例題はKBFrame マニュアルにあります。
FFS;
w=KBMainFrame["Ex1",f,Title->"Example 1"];
TkWait[];
アプリケーション間の切り替え等の共通機能
共通のlook & feel
部品の配列の簡単化
あらかじめ必要なものは用意されている。
Helpメニュー(またはKEKBロゴ）の中に
"About Example 1"というメニューボタン
に制作者氏名、連絡先等を記述しておくと便利かも。
w[AboutMessage]="Example 1 ver. 1.0\n Y. Ohnishi";
menuボタンの追加
が可能
status line
progress bar
（タスクの進行状況を表現できる）
（コメントを表示できる）
スクリーンの印刷、イメージとして保存＊をするボタン。
（KEKBコントロール棟用に設定している。）
＊イメージはウエブ・ブラウザーで閲覧。
イメージはシフトレポート等へ貼付ける。
レポートにはPowerPointを使用。
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スクリーン・ショットの閲覧
K. Furukawa / N. Yamamoto
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SAD/KBFrame (cont'd)
部品の配置の例
FFS;
w=KBMainFrame["CompArr",f,Title->"Arrange Component Test"];
s="initial string";
n=1;
c=1;
r=1;
o=1;
l=1;
cf=KBFComponentFrame[f,
Add->{
KBFGroup[Text->"Group1"],
KBFText[Text->"Examples of Component Arrangement"],
KBFString[Text->"String Input :",Variable:>s],
KBFNumber[Text->"Number Input :",Variable:>n],
KBFCheckButton[Text->"Check",Variable:>c],
KBFRadioButton[Items->{"Radio 1","Radio 2"},Variable:>r],
KBFOptionMenu[Items->{"Option 1","Option 2","Option 3"},Variable:>o],
KBFListBox[Items->{"List 1","List 2","List 3","List 4"},Variable:>l],
KBFSeparator[],
KBFButton[Text->"File",Command:>(
fileName=KBFOpenDialog["/ldata/KEKB/KCG","*"];
If[fileName<=>Null,Print["Open file is "//fileName]];
)]
}
];
TkWait[];
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SAD/KBFrame (cont'd)
ListPlotの例
FFS;
main=KBMainFrame["KEKB Temperature",mf,
Title->"KEKB Temperature"];
Canv=Canvas[mf,Height->400,Width->600,BG->"white"];
CaTemp=CaMonitor["CO_KIKAI:ANK331",
ValueCommand:>ReadTemp[]];
data={};
ReadTemp[]:=Module[{g},
Canvas$Widget=Canv;
AppendTo[data,{FromDate[Date[]],CaTemp@Value[]}];
Tnow=data[[-1,1]];
g=ListPlot[data,
FrameLabel->{"","Temp (deg.)"},
Scale->{Date,Linear},
PlotRange->{{Tnow-3600,Tnow},{0,30}},
Plot->1,PlotJoined->1,
PlotColor->"blue",PointColor->"blue",
GridLines->{Automatic,Automatic},
DisplayFunction->Identity];
Show[g];
If[data[[1,1]]<Tnow-3600,data=Drop[data,1]];
];
TkWait[];
EPICSレコードをモニターしている例。
ValueCommandはレコードの値が更新
されるとコマンド（ReadTemp[]）を
発行する。
その他にColumnPlot、FitPlot等
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SAD/KBFrame (cont'd)
FFS;
main=KBMainFrame["Example",mf,Title->"Example"];
Bpm=Class[{},{},{
RecName,CaBpm,X=0.0,Y=0.0,Status=0,
Xlist={},Ylist={},Nmax=100
},
Constructor[]:=Module[{rec},
rec=Map[(RecName//#)&,{":XPOS",":YPOS",":STAT"}];
CaBpm=CaMonitor[rec,ValueCommand:>(
{X,Y,Status}=CaBpm@Value[];
If[Status,
AppendTo[Xlist,X];
AppendTo[Xlist,Y];
];
If[Length[Xlist]>Nmax,
Xlist=Drop[Xlist,1];
Ylist=Drop[Ylist,1];
];
)];
TkSense[1];
];
FFT[]:=Module[{},
fftx=Abs[Fourier[Xlist]];
ffty=Abs[Fourier[Ylist]];
Return[{fftx,ffty}];
];
];
bpm1=Bpm[RecName->"BMLBPM:D01_QCSLP"];
bpm2=Bpm[RecName->"BMLBPM:D01_QC3LP"];
TkWait[];
オブジェクト指向プログラムの例
クラスの定義
クラス変数
コンストラクター：
パラメータの初期化、
EPICSの接続等
実行させると。。。
>
>
>
>
>
>
bpm1@X
1.8
bpm1@Xlist
{1.8,2.3,1.5}
bpm1@FFT[]
{{….},{….}}
アクション（作用）の定義
オブジェクトの作成
コンストラクターが1度だけ呼ばれる。
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まとめ（個人的意見含む）
• KEKBではMEDM、Python、SAD、Tcl等が使用されてい
るが、SADを使ったKEKBのコミッショニング／オペレー
ション・ソフトウエアを紹介。あくまでもKEKBに対応す
るものであることに注意。ただし、環境変数を変更すれ
ば流用できるものがあると思う。
• J-PARCの運転形態／ビームの特性に適したソフトウエア
を構築する必要がある。SADを使うにしてもカスタマイ
ズ（かなりの努力）はある程度必要。
• SADについてOSはunix系に限られている。パフォーマン
スはチューニングの余地がまだある。マニュアルの整備
が不十分。
– マニュアルが不十分な点については「Authorが近くにいる」とい
うことでカバーされてきた。
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