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Timmy Lensch (MDI) Machine Protection SystemBetriebsseminar Grömitz 30/11/2005
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Machine Protection System (MPS)
Timmy LenschMDI6
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Warum ein MPS?
Minimalanforderungen• Schutz der Vakuumkammer
• Temperaturabweichung• Orbitabweichung
• Schutz der Vakuumschieber• Schieberstellung
• Verhinderung der Injektion bei Alarm• Zeit: max. 100µs bis Dumpausgang
gesetzt
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Optionale Zusatzanforderungen
• Post-Mortem Trigger• Nachverfolgbarkeit, welcher Alarm war
der erste• Nicht jeder Alarm führt zum Strahldump
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Hauptanforderungen
1. Zuverlässiger Schutz der Maschine vor Zerstörung
2. Hohe Verfügbarkeit
3. Informationen zur Fehleranalyse
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Hardwarestruktur MPS
8 SEDAC-Crates mit diversen verschiedenen Alarmeingängen
Neues A
chte
l
Wiggler
Wig
gle
r
Undulatoren
Undulator
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Warum SEDAC?
• Einfach zu verwenden• Infrastruktur vorhanden• Know How innerhalb MDI• Probleme innerhalb der Gruppe lösbar• Aus Erfahrung hohe Zuverlässigkeit
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Aufbau MPS Board
FPGADump / Post Mortem Signal
SEDAC Bus
Serial Connection to MPS Controller
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SRAM
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LEDs frontpanel
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• SEDAC Norm 5HE• Anschlüsse 2-pol. LEMO
Buchsen• Eine Kassette pro Crate• Anschlüsse z.B.
• 4x Dump-Ausgang• 1x Post Mortem Ausgang• je 2x Rx und Tx für Dump Loop
Entwurf Dump-Modul
NO NW
Nord
Dump
Post Mortem
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• SEDAC Norm 5HE• Anschlüsse 2-pol. LEMO Buchsen• Bis zu 16 Eingänge zur Abfrage
potentialfreier Kontakte oder Spannungseingängen
• Bis zu 10 Kassetten pro Crate
Entwurf Alarmeingangs-Modul
.
.
.... (max. 10x)
Ala
rme
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Vorläufige Spezifikation für Alarmlieferanten
• Potentialfreier Kontakt für Alarm (Optokoppler, Relais) oder Spannungssignal
• 2 polige LEMO Buchse am MPS• Möglichkeit, Testdumps per
Softwarebefehl erzeugen zu können
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• Alarmeingänge• Potentialfreie Kontakte (BPM, Temperatur, …) • Spannungssignal
• Maskierungseingänge• Gap (Wiggler, Undulator)• Strahlstrommonitor (1x DCCT)
• Jeder Alarmeingang kann per SEDAC mit individueller Strahlstromschwelle verknüpft werden
Arten von Eingängen
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• Stromschwelle auf 0mA: Der Eingang löst immer einen Dump aus
• Strahlstrom z.B. mit 10 Bit Auflösung (~0,2mA)
• Stromschwelle auf 200mA: Der Eingang löst nie einen Dump aus
Stromschwelle
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• Zu hohe Temperatur eines Sensors sofort
• Orbitabweichung eines BPM mit Stromschwelle
• Orbitabweichung im Wiggler, Undulator mit Stromschwelle und abhängig vom Gap
Was löst einen Dump aus?
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Wer löst einen Dump aus?System Ansprechpartner Post Mortem? erzeugt Dump
Temperatur Rainer Susen ja ja
BPM Libera Igor Krouptchenkov, Kay Wittenburg ja ja
BPM Kontrollsystem ??? ??? ja
Dump Taste ??? ??? ja
Schnellschluss Klappe Mathias Hesse (Hasylab) ??? ja
Vakuum-Schieber R.Böspflug ??? ???
Strahlfalle R.Böspflug ??? ???
Pilotherme Steckel/Reuther ??? ???
Wasser-Durchfluss Wächter Steckel/Reuther ??? nein
Power Supplies P.Nommsen, W.Koop ja nein
Multibunch Feedback J.Klute, H.T.Duhme ja nein
HF Michael Ebert ??? nein
BLM K.Wittenburg ??? ???
Personen Interlock B.Racky ??? ???
Foto-BPMs P.Ilinski, U.Hahn ??? ???
DCCT Klaus Knaack ??? nein
Undulator+BPM ??? ??? ja
Wiggler-Gap+BPM ??? ??? ja
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Zahlenwerte in Kassetten
N NO O SO S SW W NW Ges.
Temperatur 1 1 1 1 1 1 1 1 8
BPM Libera 4 4 8
BPM Kontrollsystem insgesamt 1 Kontakt 0
Dump Taste Insgesamt 1 Kontakt 0
Schnellschluss Klappe 0
Vakuum-Schieber 0
Strahlfalle 0
Pilotherme 0
Wasser-Durchfluss Wächter 0
Power Supply Alarm 0
Multibunch Feedback 6 Kontakte 0
HF 0
BLM 0
Personen Interlock 0
Foto-BPMs 1 1 2
DCCT 1 1
Undulator+BPM 2 1 3
Wiggler-Gap+BPM 1 1 2
MPS Crate Controller 1 1 1 1 1 1 1 1 8
Gesamt 4 9 8 2 2 2 3 2 32
Rot:
An
nah
me
Grü
n:
ste
ht
fest
Wo sind die Alarmlieferanten?
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• Dedizierter Dumpkicker mit Kollimator• Austasten der HF• Hereinfahren der Strahlfalle
• Alles gleichzeitig?• Zeitlich versetzt (Strahlstrom beobachten)?
• Verhindern der Injektion• Auch, wenn nicht gedumpt wird?
• Post Mortem bei • Strahlstrom fällt ab• Dump• Injektionsunterbindung?
Dump-Philiosophien
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• Auswertung zeitkorrelierter Signale um den Triggerzeitpunkt zur Fehleranalyse (Erhöhung der Verfügbarkeit)
• Bereits gewünscht von• BPM• Temperatur• Multibunch Feedback• Power Supply
• Signaltyp z.B.: • 4.5V, strombegrenzt auf 200mA?• Puls 200ms oder Highpegel, bis Maschine neu aufgesetzt wird?
Post Mortem Trigger
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Fragen?
Die wichtigsten Diskussionspunkte