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

Sta

nd

ard

-SE

DA

C-B

ack

pla

ne

SRAM

NVRAM

Up

to

16

Ala

rm I

np

utsJTAG

2x

RS

42

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um

p L

oo

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um

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Po

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t

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