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J-PARC 遅い取り出しビームラインの制御

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. 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. 制御の対象

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J-PARC 遅い取り出しビームラインの制御

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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 • 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。 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）

  3. 制御概念図

  4. EPICS OPI 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 Power Supply ~100 Linux DB Server MySQL-4.0 既存システム (鈴木さん） MySQL-EPICSI/F （仲吉さん/児玉さん）

  5. MySQL-DB性能評価 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 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 ADC scan Gate Gate Reset Reset VME 電流積分回路プロトタイプ (稲葉さん/斉藤さん)

  8. signal C of CI ADC timing ADC timing ビームプロファイルモニタ読み出し回路 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

  9. アナログ信号長距離伝送回路 • 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 • 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） • 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。

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