21 Dezembro 2005Agostinho Gomes1 ATLAS - Sistema de controlo (DCS) do calorímetro Tilecal Agostinho...

21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 2

O DETECTOR ATLAS

Calorímetro Electromagnético

Tilecal (calo hadrónico região central)

Detector Interno

Sistema de Muões


O Calorímetro Hadrónico TILECAL está dividido em 3 regiões:

O TILECAL

Barril Central

Barril Lateral

3 barris, 64 módulos

cada

Princípio de Operação do TILECAL

Telhas paralelas à direcção das partículas

Placas de Ferro (82%) + Telhas Cintiladoras (18%)

Segmentação Longitudinal: = 0.1 0.1Cintilador


O DCS do TILECAL

Sistemas principais de controlo do TILECAL:Sistema de Baixa Tensão – Alimentação de vários componentes

electrónicos localizados no interior das gavetas: motherboards da alta tensão, distribuidor e digititizers (3 a 15V)

Sistema de Alta Tensão – Aplica a tensão aos fotomultiplicadores (400 a 1000 V)

Sistema de Arrefecimento – arrefecimento das fontes de baixa tensão e das gavetas onde está instalada a alta tensão e outra electrónica

Infra-estrutura – racks, crates VME, etc

Outros sistemas:Césio (137Cs)

Minimum bias

Laser

Sistemas de calibração/monitorização


Fonte de alimentação para a baixa

tensão localizada no

“finger”

“finger”

A electrónica do TILECAL está localizada em gavetas


O DCS do TILECAL

● Back-end:– Sistema distribuido de PCs controlados por software do

tipo Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA)– O sistema SCADA escolhido foi o programa

comercial PVSSII da companhia Austríaca ETM

● Front-end:– Electrónica do Sistema de Alta tensão: micro boards e

opto boards, comunicando via CANbus– ELMB (Embedded Local Monitor Board)– PLC’s (Programmable Logical Controller)


ELMB utilizado no sistema de baixa tensão

• Tolerante à radiação • Funciona na presença de

campos magnéticos• Baixo consumo, o que

permite alimentação remota a grandes distâncias, até 200m

• Input e output digitais• Input de 64 canais

analógicos multiplexados• Baixo custo por canal de

I/O


Monitorização do sistema de baixa tensão

ELMB acoplada à motherboard, alimentado por “auxiliary boards”

8 tensões

MB –5MB +5MB +15DIG +5DIG +3.3

HV –15HV +5HV +15

256x8 = 2048 tensões a monitorizar

Fonte de alimentação para a baixa

tensão Monitoriza também correntes e temperaturas

TOTAL: 256x64 = 16384 canais a monitorizar


Monitorização das baixas tensões – visão global e tendências

Painel de controlo e monitorização de um sector do Tilecal


Sistema de controlo das “auxiliary boards”

As “auxiliary boards” são utilizadas para ligar/desligar as fontes de baixa tensão.

Sistema de controlo para ligar as “auxiliary boards” ainda está complicado.


CAN BUS cable

120 meters

120 ohmtermination

Rt

Rt

PCIcancard

1.5 - 2 metercable

USA15

PowerSupply

16 ELMBs por ramo de CAN4 ramos por partição4 partições (EBA,LBA,LBC,EBC)

Ramo de CANbus do sistema de baixa tensão

Cartas PCIcan da Kvaser(com 4 portos cada uma)OPCserver


•A comunicação com o sistema de controlo é feita através da placa HVmicro via CANbus

Monitorização do sistema de Alta Tensão

•Alta tensão fornecida pelas “crates” da HVPS

•O ajuste fino das altas tensões para cada fotomultiplicador é feito pela placas HVopto

•A comunicação com a HVPS “crates” é feita utilizando o protocolo RS422 TOTAL: 10000 canais de alta tensão

a monitorizar (adicionar 5000 canais com

temperaturas e tensões de referência)

V = 1V G < 1%


Sistema de alta tensão

•Driver HVact comunica com as gavetas através de CANbus•Interface de PVSS com HVact faz monitorização e envia comandos para as gavetas•Protótipo já testado no ambiente de Atlas, ainda necessárias muitas afinações


Estabilidade do sistema de alta tensão

Vmax (V)

Flutuações Vmax = Vmax – Vmin (em 1 semana)

#PMT

Drawer 1

Drawer 2

Drawer 3

Registar-se-ão apenas as variações superiores a 0.1 V para diminuir o tráfego no CANbus


Hardware na caverna no início do commissioning

Racks na caverna USA15

HVPS

LVPS


Difícil trabalhar dentro do detector


Rack Y.03-19.A1


Temperaturas nas racks do TileCal


Humidade nas racks do TileCal


Integração no DCS ATLAS – FSM hierárquica

(3)

(3) Automatic action on the HV system

ATLAS

RPCCSCTGCMDTTileLARTDRSCTPixelCICExt Systems

EBC BC BA EBA

CICExt Systems Cooling HV LV

(2)

(2)

(2)

(2) State transition (READY -> Error)

(2)

(2)T1 T2 Press Crate0 Crate1 Crate2

(1) Detector overheating

(1)

(4) State transition (ON -> OFF)

(4)

(4)

ControlUnits

DeviceUnits

Channels


Conclusões

Principais componentes do sistema de controlo do Tilecal já existem e foram testadas de forma autónoma

“Commissioning” dos sistemas de baixa e alta tensão do barril central está em andamento na caverna

Alarmes e reacções automáticas estão a ser estudados para implementação utilizando a FSM

Integração com DAQ e DCS de Atlas será feita ao longo de 2006

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