J-PARC遅い取り出しビームラインの制御

Presentation on theme: "J-PARC遅い取り出しビームラインの制御"— Presentation transcript:

1 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

2 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 56m(L)×60m(W) Beam profile monitor (<10-3 Pa) Beam profile monitor (~1 Pa) 50-GeV PS A-Line スイッチヤード 2%スプリット(B-Line用） T1 target (水冷Ni円盤） ビームダンプ （水冷銅コア） T0 Target （テストビームライン用） 制御の対象 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。

3 制御概念図

4 MySQLデータベースを用いた電磁石電源制御
EPICS Channel Access Network ODBC Windows LabVIEW Linux EPICS IOC PS Cont DB EPICS OPI Power Supply ~100 Linux DB Server MySQL-4.0 既存システム (鈴木さん） MySQL-EPICS　I/F （仲吉さん/児玉さん）

5 MySQL-DB性能評価 １Hz access １Hz access Read-Write Access speed
SQL sequence speed １Hz access １Hz access Server CPU dependence ODBC v.s. C-API １Hz access

6 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）

7 ビームロスモニタ読み出し回路 BLM BLM EPICS Channel Access VME 電流積分回路プロトタイプ
Ethernet 64ch scanning ADC Advanet ADVME2706 16ch VME Current Integrator (0.4~400 nC/5V) BLM 16 ch DC Voltage EPICS Channel Access BLM BLM comparator 32ch input To Interlock (TTL level) Ethernet Interface ~1.8 sec. Input 8-15 BLM VME bus Output 0-15 C.I. Out Input 0-7 Gate Gate ADC scan Reset Reset VME 電流積分回路プロトタイプ (稲葉さん/斉藤さん)

8 ビームプロファイルモニタ読み出し回路 読み出し回路はBLMと同じC.I.を使う。
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 SPICでのmountain view ADC timing C of CI signal

9 アナログ信号長距離伝送回路 （斉藤さん/島崎さん） Optical cable A few km
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 （斉藤さん/島崎さん） GP-IO GP-IO ADC AD9235 65MHz sample 2ch input DAC AD9764AR 14bit, 125Msample/sec. KEK-VME KEK-VME FPGA FPGA Optical Driver TX 1.5 Gbit / sec. Optical Receiver RX Optical cable A few km

10 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

11 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）

12 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）

13 We are here.

14 今後の予定 ２００５年度 ２００６年度（SYビームライン設置） ２００７年度（ハドロン実験室設置） ２００８年
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

15 まとめ これまでの開発(H16年から現在まで） オンライン/回路室へのお願い 今後とも御協力をお願いします。
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 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。