2.4.3 I Linac SCL
2.4.5 Il software di sicurezza e controllo dell’accele ratore.
Per il controllo e la gestione dei diversi sottosistemi si è deciso di utilizzare le tecnologie consolidate della National Instruments che si avvalgono del soft- ware LabVIEW per il controllo di sensori e di comandi elettromeccanici. Sono diverse le piattaforme a disposizione: PXI, NI CompactRIO, NI CompactDAQ.
Il PXI (PCI XL Interface) è una piattaforma basata su PC per sistemi di auto- mazione e misura e possiede bus di sincronizzazione specializzati e funzioni soft- ware. PXI è una piattaforma a prestazioni elevate ideale per applicazioni come i test di produzione e di monitoraggio dei più svariati tipi di apparati. Sviluppato nel 1997 e lanciato nel 1998, PXI è uno standard industriale aperto sviluppato da PXISA (PXI Systems Alliance), un gruppo di oltre 70 società riunite insieme
per promuovere lo standard PXI per garantire l'interoperabilità e la conformità delle specifiche PXI.
La piattaforma PXI è composta dallo chassis, dal controller, dai moduli e dal software LabVIEW. Lo chassis è il componente principale del sistema PXI e for- nisce l'alimentazione, il raffreddamento e i bus di comunicazione PCI e PCI Ex- press per il controller e i moduli. Come riportato nelle specifiche dell'hardware PXI, tutti gli chassis PXI includono uno slot per il controller di sistema nel primo alloggiamento sulla parte sinistra (slot 1) di Fig. 22. Le opzioni del controller includono controller embedded ad elevate prestazioni con sistemi operativi Mi- crosoft Windows oppure real-time (NI LabVIEW Real-Time), e controller re- moti da computer desktop, workstation, server o laptop. Per le applicazioni em- bedded e di test sono disponibili oltre 450 moduli.
NI CompactRIO è un sistema embedded riconfigurabile per il controllo e l'acquisizione dati. Il sistema include moduli I/O, uno chassis FPGA (field-pro- grammable gate array) riconfigurabile e un controller embedded. Inoltre, Com- pactRIO è programmato con gli strumenti di programmazione grafica di NI LabVIEW e può essere utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni di moni- toraggio e controllo embedded. Il controller CompactRIO include un proces- sore e FPGA riconfigurabile. Il processore è utilizzato per comunicazione di rete, data logging, controllo ed elaborazione con il sistema operativo determi- nistico e affidabile NI LabVIEW Real-Time o Windows Embedded Standard 7. L'FPGA programmabile dall'utente offre la possibilità di implementare hard- ware personalizzato per controllo ad alta velocità, elaborazione dati inline op- pure per temporizzazione e triggering complessi.
Lo chassis di espansione NI RIO (Reconfigurable I/O) offre i vantaggi della piattaforma NI C Series per le applicazioni RIO che necessitano di centinaia o migliaia di canali. I moduli C Series includono condizionamento del segnale e terminali di connessione, di conseguenza rappresentano una soluzione ideale per i sistemi complessi con I/O misto senza la necessità di circuiti e collega-
menti esterni. Ogni chassis di espansione include un Xilinx FPGA (field-pro- gramming gate array) programmabile con NI LabVIEW FPGA Module per l'implementazione di I/O personalizzato, triggering, elaborazione in linea e controllo. I moduli C Series forniscono misure ad accuratezza elevata per appli- cazioni di controllo e monitoraggio avanzate. Ogni modulo include condizio- namento del segnale specifico per le misure, isolamento a banchi e canale a ca- nale e supporto per un'ampia varietà di intervalli di temperatura per diversi tipi di requisiti applicativi e ambientali, in un singolo hardware compatto e ro- busto. Sono disponibili oltre 100 moduli C Series per le misure, il controllo e le comunicazioni, per connettere le applicazioni ad ogni sensore, su ogni bus. CompactDAQ è una piattaforma DAQ robusta e portatile che integra connetti- vità e condizionamento del segnale in I/O modulare per l'interfaccia diretta con ogni sensore o segnale. La vasta gamma di bus, chassis e opzioni di condiziona- mento I/O, in combinazione con l'estesa possibilità di personalizzazione di LabVIEW offrono un'ottima soluzione per lo sviluppo delle applicazioni.
NI LabVIEW è un software di progettazione di sistemi che permette di svi- luppare velocemente applicazioni avanzate di test e controllo con l'ausilio di strumenti e tecnologie come multicore e FPGA. LabVIEW utilizza icone, termi- nali e collegamenti piuttosto che testo, la programmazione risulta più intuitiva e meno tecnicista. LabVIEW include strumenti basati sulla configurazione e fun- zioni di programmazione avanzate per lo sviluppo di applicazioni di controllo, analisi e misura con interfacce utente professionali.
I sottosistemi in Fig. 21 sono controllati per mezzo di schede dedicate, sele- zionate in base alla natura degli stessi e alla tipologia dei sensori, ciascuna allog- giata in uno chassis che contiene una board FPGA dove risiedono gli algoritmi di input/output. A questo scopo è stato acquistato lo chassis modello NI PXIe- 1085, contenente 18 slot per l’alloggiamento degli opportuni moduli.
La misura e il controllo sono delegati alla sezione Real-Time, dove il software di controllo elabora tutti i dati acquisiti o generati da altre componenti hardware e attiva procedure di controllo e/o di correzione automatica o manuale dei para- metri. L'iniettore è già provvisto di un sistema di controllo con cui si comunica via ethernet.
I sottosistemi per il controllo del vuoto HVS (High Vacuum System) e della temperatura dei moduli acceleranti TCS (Thermal Cooling System), risiedono su un unico CompactRIO RealTime+FPGA. Essi costituiscono una sezione indipen- dente CAMSY (CAvity Management SYstem) che comunica sia con i livelli di interfaccia e di computing del sistema di controllo, sia con la sezione successiva di gestione della radiofrequenza.
Il sistema RFSI (Radio Frequency System I), sviluppato per la gestione ed il controllo di una unità RF, è in grado di gestire segnali analogici e/o digitali pro- venienti da diversi componenti grazie ad un ulteriore Compact RIO. CAMSY fornisce segnali di controllo e di attuazione al modulo RFSI che attraverso il Tu- ner Subsystem regola la frequenza di risonanza delle cavità al fine di garantire un continuo sincronismo fra il fascio e la radiofrequenza accelerante.