Nullfeldregler, Interlocks & Hallsonden

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1 Meeting 17. Okt. 2017

Teilnehmer: J. Fitzek, L. Hechler, S. Heymell, P. Kainberger, H. Welker, M. Wiebel

1.1 Realisierung Nullfeldregler

• Sollen Nullfeldregler wie im alten Kontrollsystem weiterhin als eigenständige Geräte mit eigener Nomenklatur (<Hauptmagnet>_0) betrieben oder über Properties des Hauptmagneten integriert werden? Gestern ging die Tendenz deutlich zur '_0'-Lösung.
• Bei eigenständigen Nullfeldregler-Netzgeräten (NGs) muss auch die Möglichkeit bestehen, diese getrennt vom Haupt-Magneten zu Resetten. Das erfordert eine Änderung in der Hardware und/oder in der ACU. Zur Zeit geht nur ein Reset via Haupt-Magnet.
• Bedenken muss man auch die Sonderfälle, wenn z.B. zwei Magnete in Reihe geschaltet sind, die von nur einem NG versorgt werden. Im integrierten Fall hat man dann Properties, die Werte für den Hauptmagneten und für zwei Nullfeldregler enthalten.
• Nullfeldregler werden hardware-mäßig über die ACU des Haupt-NGs realisiert. Das Registermodell zum Lesen des Status, des Strom-Istwertes und zum Resetten muss noch festgelegt werden. Auch hier die Sonderfälle ein Haupt-NG, mehrere Nulfeldregler-NGs beachten.

1.2 Nullfeldregler und Interlock

• Die Frage ist, ob die Nullfeldregler auch vom Interlock-System (MASP) überwacht werden müssen. Wenn ja, brauchen sie wahrscheinlich einen eigenen Hardware-Interlock-Ausgang (Buchse) am Netzgerät.
• Integriert man die Nullfeldregler in den Haupt-Magneten (also nicht die '_0'-Lösung), sind die Konsequenzen für das Verhalten im Falle eines Interlocks nicht restlos geklärt. Muss dann der Hauptmagnet Interlock an den MASP melden? Der könnte aber noch fehlerfrei funktionieren, wenn er gerade ablenken muss und sein Feld daher ungleich Null ist.

  Auch das Intelock-Verhalten in Sonderfällen - zwei Magnete in Reihenschaltung, nur ein Haupt-NG, aber für jeden Magneten ein Nullfeldregler - ist dann noch nicht geklärt.

1.3 Interlock allgemein

• Es besteht Unklarheit darüber, welche HW-Interlock-Ausgänge ein NG haben muss und wo bzw. in welches System diese eingespeist werden müssen.
  • schneller Interlock ins Maschine Protection System MPS (optisch)
  • langsamer Interlock ins Interlock-System (SPS, elektrisch)
  • Interlock bei Soll-/Istwert-Abweichung. Die ACUs werden in der Lage sein, ein Toleranzband zu überwachen und eine Abweichung per Interlock zu melden. (Hinweis: Die Überwachung muss von der SCU gegated werden.) Angedacht war hier, den Interlock (elektrisch) zur SCU (an die FESA-Klasse) zurückzuschleifen.
• Wenn wir es richtig verstanden haben, dann ist der Schalter hinter der Interlock-Buchse des NGs, von der es zum Interlocksystem (SPS) weitergeht, einfach mit dem Leistungsschalter des NGs gekoppelt. Das würde heißen, dass ein Magnet immer Interlock meldet, wenn das NG ausgeschaltet ist - auch wenn es keinen Interlock hat, sondern ganz regelgerecht ausgeschaltet ist. Will man das wirklich so haben?

1.4 Hallsonden

• Magnete mit Hallsonden in den Sonderfällen. Die Sonden sind Teil des Magneten, nicht des NGs. In der Regel möchte man immer die Hallsonden auslesen können.
  • Bei der Reihenschaltung von Magneten gibt es nur ein Haupt-NG, also (im Kontrollsystem nur) eine Nomenklatur, um beide Magnete anzusprechen. Aber in jedem der in Reihe geschalteten Magneten sitzt eine Hallsonde, die man auslesen möchte. Über welche Nomenklatur(en) liest man diese aus?
  • Mehrere Magnete teilen sich ein NG. Immer nur ein Magnet ist mit dem NG verbunden. Man möchte aber auch die Hallsonden der gerade nicht mit dem NG verbundenen Hallsonden auslesen. Bezüglich der Nomenklaturen ist das kein Problem, aber die HW (die ACU) muss das unterstützen.

1.5 IPMs - Ionisation Profile Monitors

• Ein weiterer Sonderfall sind die Ionisation Profile Monitore (IPMs). Hier hat ein NG, das zwei Magnete (horizontal und vertikal) alternativ bedient, zwei Sollwerte. Hier schaltet die HW (die ACU) das NG automatisch von einem auf den anderen Magneten entsprechend der Sollwert-Vorgabe. Ein Sollwert muss also immer Null sein! (@Horst: korrekt?) Die Frage ist auch, wie man die Magnete Nomenklatur-mäßig abbildet. Bei einer Nomenklatur für beide Magnete ist es einfach zu garantieren, dass einer der beiden Sollwerte gleich Null ist. Bei zwei Nomenklaturen weiß die eine nix von den Sollwerten der anderen. Zu garantieren, dass einer der beiden Sollwerte Null ist, wäre in FESA da ziemlich tricky.

1.6 Bestehende Nullfeldregler

• Bestehende Nullfeldregler werden automatisch aktiv, wenn der Hauptmagnet ausgeschaltet wird (DC-Magnete) bzw. wenn der Hauptmagnet Sollwert = 0 hat (gepulste Magnete). In FAIR gibt es keine DC-Magnete mehr. Horst Welker wird untersuchen, ob die Nullfeldregler der ehemals DC betriebenen Magnete GHFSMU1, GTS3MU1, GTS6MU1 und GTS7MU1 auf den Aktivierungsmechanismus der gepulsten Geräte hardware-mäßig umgebaut werden kann.

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2 Meeting 8. Nov. 2017

Teilnehmer: F. Ameil, R. Bär, L. Hechler, H. Hüther, D. Ondreka, H. Welker, M. Wiebel

Es konnten nicht alle Punkte aus dem letzten Meeting geklärt werden. Also auch weiterhin Kapitel 1 beachten.

2.1 Realisierung Nullfeldregler

• Nullfeldregler werden auch weiterhin über eine eigenständige Nomenklatur (<Hauptmagnet>_0, z.B. GTS1MU1 GTS1MU1_0) realisert.
• Die Möglichkeit, Nullfeldregler zu resetten, wird hardware-seitig zur Verfügung gestellt.
• Das Registermodell zum Lesen des Status, des Strom-Istwertes und zum Resetten muss noch festgelegt werden. Die Sonderfälle, ein Haupt-NG, mehrere Nulfeldregler-NGs, müssen dabei berücksichtigt werden.

2.2 Nullfeldregler und Interlock

• Nullfeldregler müssen nicht vom Interlock-System (MASP) überwacht werden. Daher brauchen sie auch keinen eigenen Hardware-Interlock-Ausgang (Buchse) am Netzgerät.
• Nullfeldregler werden auf Soll/Ist-Abweichungen (delta-B) überwacht, siehe dazu Kapitel 2.3.1 Soll/Ist-Abweichung.

2.3 Interlock allgemein

2.3.1 Soll/Ist-Abweichung

• Die ACU wird die Soll/Ist-Abweichung des Stromes bzw. des B-Feldes (auch 'delta-I'- bzw. 'delta-B'-Überwachung genannt) überwachen, sowohl vom Hauptmagneten, als auch vom Nullfeldregler.
  • Ist der Sollwert des Hauptmagneten > 0, wird das delta-I des Haupt-NGs überwacht.
  • Ist der Sollwert des Hauptmagneten = 0 oder ist der Hauptmagnet ausgeschaltet, wird das delta-B des Nullfeldregler-NGs überwacht.
  • Die Abweichungen beider NGs werden an das Maschine Protection System (MPS) gemeldet.
  • Über ein Bit im jeweiligen Status des NGs wird die Abweichung ebenfalls signalisiert.
    • Damit entfällt die Notwendigkeit, die Abweichung(en) über die Eingangsbuchse der SCU zurückzumelden.
  • Wer legt die Toleranzbänder für delta-I und delta-B fest? Ist die FESA-Klasse daran beteiligt?

2.3.2 Interlock

• Interlock und delta-I bzw. delta-B des NGs werden verundet (Signal high = okay) und über den entsprechende Hardware-Ausgang am NG an das MPS weitergereicht.
• Hier das Tafelbild zu dieser Diskussion:
  

2.3.3 Auswirkungen auf das Maschine Protection System

• Es muss baldigst mit Marko Mandakovic geklärt werden, ob die angedachte Lösung der Toleranzband-Überwachung (delta-I bzw. delta-B), die Verundung mit dem Geräte-Interlock und deren Meldung ins MPS mit diesem kompatibel ist.

2.4 Hallsonden

• Die Hallsonden der Magnete sind (mindestens über die Property des Haupt-Magneten) immer auslesber.
• Die Fragen aus dem Kapitel 1.4 Hallsonden sind noch offen.

2.5 IPMs - Ionisation Profile Monitors

• Die IPMs sollen in einer eigenen Sitzung geklärt werden.

2.6 Bestehende Nullfeldregler

• Die vier ehemals DC betriebenen Magnete GHFSMU1, GTS3MU1, GTS6MU1 und GTS7MU1 werden auf den Aktivierungsmechanismus der gepulsten Geräte hardware-mäßig umgebaut.
• Deren Strom soll ebenfalls überwacht werden.
• Da das die Hardware nicht kann, soll das die FESA-Klasse machen, einmalig in einem Beam-Prozess (BP). Dafür soll sie von LSA eine Information via Property bekommen, ob das NG im BP auf B-Feld = 0 regeln soll oder nicht. Soll es regeln, muss der Strom überwacht werden. Er muss dann > 0 sein.
  • Soll I_soll = I_ist überwacht werden, wird auch ein Toleranzband benötigt. Wo (FESA/ACU) wird es definiert?
  • Ist es vorstellbar, dass ein Nullfeldregler nichts tun muss, obwohl der Sollwert des Haupt-NGs = 0 ist, einfach weil das Feld bereits = 0 ist? Würde die delta-B-Überwachung dann 'alles okay' signalisieren?