Controlling Operation Based On Average Losses

1. Controlling Operation Based On Average Losses Can a super cycle be optimized with respect to losses? Remerciements: Denis Cotte, Karel Cornelis, Gerald Dumont, Simone Gilardoni, Rende Steerenberg G Metral

2. Nombred’alarme pour PS et PSB Pax51 (route Goward) Pax36 (psb) Pax35 (ejection) Pax11 Pax33 • PSB • 77 en 2010(14 niveau B) • 122 en 2011(36 niveau B) • PS • 9092 en 2010(284 niveau B) • 15794 en 2011(645 niveau B) G Metral

3. Distribution des alarmes dans le PS G Metral

4. PSB Aucune limitation pour le PSB. Valeur moyenne largement en dessous du 1er seuil (µSv/h) PAX36 (PSB) Hormis les disfonctionnement equipement Toujours au dessous des seuils (100 & 200 uSv/h) Quelques alarmes au PSB au cours de l’annee. Toutes du a des equipements en faute. La mise en place de SIS pourra supprimmer ce type de probleme Valeur moyennée sur 1H G Metral

5. PS La majorité des moniteurs radiation de la machine PS sont en valeur moyenne bien en dessous des seuils d’alarme (Alarme niveau A) 2 moniteurs de radiations fleurtent en permanence avec les seuils d’alarme (pax.35 et pax 51) . PAX11 & PAX14 Un facteur 5 en dessous des seuils pour le RUN (10 & 20 uSv/h) PAX41 et PAX42 Un facteur 2 en dessous des seuils pour le RUN (3& 6 uSv/h) Valeur moyennée sur 1H Valeur moyennée sur 1H G Metral

6. Les 2 zones critiques Valeur moyennée sur 1H pax35 pax51 Pour l’année 2011: le moniteur PAX35 est en valeur moyenne très proche du 1er seuil d’alarme le moniteur PAX51 est une grosse partie de l’année au dessus du seuil A de 15uSv/h. Valeur moyennée sur 1H G Metral

7. La période la plus chargée • Mi Aout, le SC de 38 BP était programmé avec : • 10 CNGS (2250e10), 2 SFTPRO (2450e10) • 9 TOF (860e10) • 1 AD • 4 EAST, • 7 ZERO • 4.8e14 protons / minute dans le PS • Avec cette configuration ‘extrême’, la machine était en permanence a la limite des seuils d’alarme A. PAX51 G Metral

8. Origine des pertes qui pénalisent l’opération de la machine PS • Les pertes a l’injection par limite d’acceptance • TOF, AD, CNGS (analyse pour mise en place d’une meilleure optique, optimisation ouverture, bump plus rapide, 4 bumps indépendants) • Pertes par instabilités • AD injection, TOF transition (BBup [analyse de la source d’impedance en cours]) • Les pertes dus aux gymnastiques RF • Passage transition, Rotation de bunch, batch compression • Les pertes pendant l’extraction • CT [MTE] , éjection lente, suppression des ghost sur les faisceaux LHC • Pertes par disfonctionnement d’équipement [ou de son contrôle] G Metral

9. Problèmes pour maintenir la machine a ces performances optimales • Magnétique influencé par la composition du SC • Trajectoire d’injection dépendante du cycle qui précède • Stabilité de l’énergie a l’extraction (=>efficacité d’injection SPS pour le CT) • 1 groupe de travail étudie le problème • Réglage du CT • Matériel très ancien (encore contrôlé par des châssis CAMAC) • Signaux digitaux des BFAs très bruites • Sur des longues périodes, dérive des timings pour le contrôle du SPILL • Les opérateurs PS passent une grande partie de leur temps a la programmation des super cycles (au détriment des réglages faisceaux) G Metral

10. Faisceaux LHC Pertes possibles à l’extraction [si l’on ferme le kicker pour supprimer les ‘ghost’] G Metral

11. Faisceaux TOF Pertes a l’injection(acceptance) Pertes a la transitions (instabilités) [gamma jump déjà a son maxi] Perte a l’extraction(dp/p après rotation de bunch) Pertes dans TT2 Faisceau nécessitant un travail permanent pour le maintenir a ce niveau d’intensité G Metral

12. Faisceaux CT Pertes a l’injection(trajectoire des 4 anneaux) Pertes a la transitions Perte a l’extraction(perte du CT) Pertes dans TT2(trajectoire des 5 tours) Au dessus de 2000e10 Faisceau nécessitant un travail permanent pour minimiser les pertes G Metral

13. Nos outils pour qualifier les pertes • BLMs • 1 par section, 8 pour TT2 + BLMs rapides nouvellement installes a l’injection et l’ejection. • 1 BLM virtuel (somme des 100 BLM du PS) • Le Programme BLM survey • Pas de BLM pour FTA et FTN • Le trafo 1000 tours • Intensité des 1000 premiers tours base sur le WCM • Les trafos • 1 bonne calibration de ces équipements est nécessaire pour estimer l’efficacité de transmission • Les moniteurs de radiations • Alarme niveau B [sonore] => impossible de la ‘manquer’ • Alarme niveau A très mal intégrées pour être prises en compte pour l’opération des machines du complexe PS G Metral

14. Problèmes d’équipements et de leur contrôle • Perte de faisceaux de façon régulière a l’injection et a l’extraction par disfonctionnement d’un équipement (ou de son contrôle) Le bump 16-14 pulse sur CNGS avec la valeur TOF Le SMH42 ne pulse pas (2 fois en 15mn) G Metral

15. Problème de contrôle (suite) commentaires extraits des logs d’une seule journée (fin avril) • Quelques extraits du Logbook • PAXS35 en alarme. Problème avec éjection de 2 cycles TOF :         1) Sur le premier cycle le SMH16 a pulse a 0A.         2) Sur le cycle suivant, une erreur d'acquisition • PAXS35 SMH16 a pulse sur TOF avec la valeur de CNGS (ENCORE) • PAXS35 ... On TOF, SMH16 again: 1553 RTI has nothing to send • PAXS35 PE.SMH16 on TOF pulse with ZERO cycle CCV • PAXS35 SMH16, pulse sur CNGS avec la valeur de consigne de TOF • LHC50 not ejected. PAXS35. Difficile de voir sur les EQPSurvey • Alarme radiation PAXS35 Le septum16 a pulse a la valeur du cycle CNGS (14000A) sur un cycle TOF (20400A). Surveillance d’équipement nécessaire pour diagnostiquer l’origine des pertes On a pourtant du arrêter ces surveillances qui chargeaient les DSCs et accentuaient le nombre de disfonctionnement. Ces problèmes semblaient avoir diminués en fin 2011, mais étaient encore présents. Le diagnostique par ‘Oasis Survey’ n'était pas possible, les signaux étaient trop bruités 2012: le DSC de ces équipements a été change, des cartes ont été installées pour améliorer les signaux Oasis G Metral

16. Analyse des Alarme B du 15 Oct au 15 Nov • Les 67 alarmes correspondent a 54 réelles pertes faisceaux (plusieurs moniteurs en défaut pour la même alarme) • 1 BTP.QNO30 down • 1 BFA • 1PFWd • 2 KFA71 • 1 mauvaise programmation destination • 1 KFA71 mis en 12bunch (lhc 36bunch) • 2 test RP • 2 MD (mauvais setting) • 2 bump 16-14 pulse pas • 5 équipement avec 1 valeur fausse • 8 timing SPS disable (ou freq SPS) • 15 alarmes pour faisceau non éjecté • 5 alarmes enregistrées sans explication • 8 alarmes non enregistrées dans le logbook 30 alarmes expliquees par disfonctionnement du contrôle equipement ‘’Habitudes’’ des alarmes qui a conduit les équipes d’OP a sous estimer leur importance et leur gestion G Metral

17. Conclusion • PAX51 a été a sa limite tout au long du RUN 2011. • Réaction de l’opération aux Alarmes B insuffisante • Enregistrement systématique, Arrêt momentané des faisceaux? • Entrée automatique (niveau B) logbook? • Alarme niveau A (comment mieux les gérer?) • Refixer ‘des barrières’ pour faisceaux critiques • Pertes maxi, niveau BLM maxi (conséquences a accepter?) • Trouver plus de temps aux équipes pour ajuster les ‘faisceaux critiques’ • Minimiser les changement de SC… • Continuer le travail fait sur le contrôle pour réduire les disfonctionnement des équipement d’injection et d’éjection • Avoir des outils de diagnostiques qui ne pénalisent pas le système de contrôle • ‘Aquisition CORE’ (pour analyse post mortem a partir de la Base de donnée) • Garder une marge de sécurité par rapport aux performances maxi de la machine (opération TOF) Une fois cette liste de problème gérée, on pourra mesurer pour PAX51 & PAX35 la quote part de chaque opération PS en vue d’optimiser le SC pour distribuer les pertes dans le temps G Metral

18. Questions ? G Metral

19. PAX51 (analyse du fichier alarme) • 12200 alarme pour le RUN 2011 • Un minimum de 1320 (11%) de ces alarmes sont fausses • De mai a juin, fréquemment, une même alarme est enregistrée 2 fois. • Niveau A • Une alarme de 54H enregistrée du 25 au 27 juin • Pourtant pas de faisceau de 12H17 a 13H32 le 26 juin • (acces booster !) G Metral

20. EASTA 2009 2011 Plus de perte en 2011 qu’en 2009! Opération a analyser plus en détail cette année. Nouvel outil pour régler l’extraction lente? G Metral