Kontrollsystem

Det finns ett antal delsystem i FREIA-laboratoriet som behöver kontrolleras eller övervakas. Även om många har ett lokalt styrsystem som tillhandahålls av leverantören av utrustningen, det finns ändå flera fördelar med att ha ett gemensamt kontrollsystem:

• Enhetligt operatörsgränssnitt till all utrustning i kontrollrummet
• Tjänster som dataloggning, larmhantering, elektroniska loggböcker
• Fjärråtkomst

Styrsystemet som används på FREIA är baserat på EPICS. "EPICS är en uppsättning mjukvaruverktyg, bibliotek och applikationer med öppen källkod som utvecklats i samarbete och används över hela världen för att skapa distribuerat kontrollsystem i realtid för vetenskapliga instrument som partikelacceleratorer, teleskop och andra stora vetenskapliga experiment."

Följande delsystem styrs från EPICS:

• LINDE anläggning för tillverkning av flytande helium
• Horisontell kryostat (HNOSS)
• Högeffekts RF-förstärkare (DB Elettronica, Itelco Electrosys)
• Subatmosfäriska He-pumpar
• Strålningsövervakning och skyddssystem
• Low Level RF (LLRF) system
• Snabba och långsamma förreglingar
• Avjoniserat vattenkylningssystem
• Vakuumsystem

Utrustning

Det finns en mångfald av hårdvara som används i de olika delsystemen, allt från leverantörsspecifika lösningar till PLC:er för allmänna ändamål (Programmable Logic controllers) och högpresterande FPGA-system.

För testerna som utförs på FREIA använder vi laboratorieinstrument som oscilloskop, spektrumanalysatorer, vektornätverksanalysatorer, snabba digitaliserare och andra. De automatiska testprocedurerna är vanligtvis programmerade i LabVIEW eller MatLab.

Vår Low Lever RF (LLRF) system:

• National Instrument PXIe-baserat system utvecklat på FREIA, programmerat i LabVIEW som också fungerar som ett snabbt datainsamlingssystem (10 kanaler, 250 Ms/s, ingångsbandbredd 800 Mhz)

Det snabba förreglingssystemet som styr RF-omkopplarna som bryter insignalen till 350 kW RF-stationerna är byggt på NI cRIO-9024-plattformen. I den nuvarande versionen stöder den upp till 32 digitala ingångar och 16 analoga kanaler (100 kHz) med programmerbara trösklar. Upp till 300 000 datapunkter i varje analog kanal skrivs till den cirkulära bufferten för post-mortem analys.

Det långsamma förreglingssystemet är baserat på Siemens S7-300 PLC. Det nuvarande systemet stödjer cirka 100 i/o-kanaler men det finns fortfarande utrymme för utbyggnad av systemet vid behov.

Teknisk expertis

• EPICS integration
• LLRF-kontroller
• LabVIEW (realtid, FPGA)
• PLC-programmering

Systemansvarig: Konrad Gajewski