Българите в ЦЕРН & Кратък Преглед на Управлението на...

European Organization For Nuclear Research

Българите в ЦЕРН&

Кратък Преглед на Управлението на Ускорителите в CERN

Зори ЗахариеваЗори Захариева

CERN High School Teachers ProgramOctober 2008

CERN, Accelerators and Beams Department Controls Group

Globe of Science & Innovation at CERN

Zory Zaharieva, CERN - Teachers Program

Образование Магистърска степен Индустриално инженерство – Технически

Университет София Магистърска степен Информационни и Комуникационни Технологии –

Софийски Университет Св.Климент Охридски

Професионален опит 2000 – 2002 AMCI - Advanced Micro Controls Inc. CERN

2002 – 2003 EST Division, Information Services Group 2003 – present AB Department, Controls Group

Представяне на лектора

13-Oct-20082/50


Част 1 – Българите в CERNБългария – страна членка на CERNБългарските служители в CERNПроекти с българско участие

Част 2 – Преглед на управлението на ускорителите

Съдържание

13-Oct-20083/50


България 20 страна член наБългария 20 страна член на CERN CERN CERN основан през 1954г. от 12 европейски страни България – официален член на CERN през 1999г.

проф. Лучано Маяни бивш генерален директор на CERN: "Bulgaria's membership of CERN is another step forward in the unique European collaboration in fundamental physics research. We are delighted to welcome our Bulgarian colleagues to our community."

13-Oct-20084/50


България 20 страна член наБългария 20 страна член на CERN CERN

България става официална страна член на CERN след като ратифицира Конвенцията за членство в CERN и предава договора на UNESCO на 11 юни 1999г.

113 сесия на Съвета за управление на CERN (CERN Council) – българското знаме е издигнато до знамената на останалите 19 страни членки

13-Oct-20085/50


България иБългария и CERN CERN

Официални посещения на представители на българското правителство в CERN – подкрепа на България за изследователската дейност в CERNДекември 2007 – посещение на българския зам. Министър

председател и министър на Науката и Образованието г-н. Д. Велчев

13-Oct-20086/50


Българите в Българите в CERNCERN Статутът на страна член на CERN дава възможност на българи

да работят в CERN и да дадът своя принос в изследователските дейности на CERN

Служители на CERN (staff) Млади специалисти в CERN (fellows) Участници по проекти изпратени от български университети и научни

институти

да участват в програми за обучение Technical students Summer students Doctorial students High School Teachers

Programme

13-Oct-20087/50


Българите работещи в CERN – физици, инженери, софтуерни специалисти и работещи по безопасността AB /Accelerators and Beams/ AT /Accelerators Technology/ IT /Information Technology/ PH /Physics/ departments DSU /Directorate Services/ unit SC /Safety Commission/

2008 статистика Служители на CERN - 8 Млади специалисти в CERN - 2 Technical students - 5 Summer students - 2 Участници по проекти изпратени от български университети и научни

институти - над 50

Българите в Българите в CERNCERN

13-Oct-20088/50


Дългогодишно сътрудничество започнало през 70те и

80те години на 20в. Физика, сътрудничество започнало през 1975г. - NA4:

Институт за ядрени изследвания и ядрена енергетика, Българска академия на науките http://www.inrne.bas.bg/

Факултет по физика, Софийски Университет Св.Климент Охридски http://www.phys.uni-sofia.bg/

Инженерни проблеми, сътрудничество започнало през 1987г – L3: Централна Лаборатория по Мехатроника и Проборостроене,

Българска Академия на Науките

http://www.clmi.bas.bg/

БългарияБългария – – колаборатор с колаборатор с CERNCERN

13-Oct-20089/50


БългарияБългария – – колаборатор с колаборатор с CERNCERN Предходни сътрудничества

DELPHI - DEtector with Lepton, Photon and Hadron Identification on the LEP accelerator

L3 – Detector on the LEP accelertor

NA48 - CP Violation Experiment on the SPS accelerator

13-Oct-200810/50


Най-голям бНай-голям българългарски приносски принос CMS – Compact Muon Solenoid detector on the LHC

accelerator Институт за ядрени изследвания и ядрена енергетика Факултет по физика, Софийски Университет Св.Климент Охридски Централна Лаборатория по Мехатроника и Проборостроене

13-Oct-200811/50


Българско участиеБългарско участие HARP (PS214) - The Hadron Production Experiment at the PS

acceleratorИнститут за ядрени изследвания и ядрена енергетикаФакултет по физика, Софийски Университет Св.Климент Охридски

13-Oct-200812/50


Българско участиеБългарско участие REX-ISOLDE & IS435 - Radioactive beam EXperiment at

ISOLDEИнститут за ядрени изследвания и ядрена енергетикаФакултет по физика, Софийски Университет Св.Климент Охридски

13-Oct-200813/50


Българско участиеБългарско участие NA49 - Large Acceptance Hadron Detector for an Investigation

of Pb-induced Reactions at the CERN SPS acceleratorИнститут за ядрени изследвания и ядрена енергетикаФакултет по физика, Софийски Университет Св.Климент Охридски

13-Oct-200814/50


Българско участиеБългарско участие CHORUS - CERN Hybrid Oscillation Research apparatUS

Анализ на взаимодийствието на лъч от мюон - неутрино частици произведен от SPS ускорителя

Институт за ядрени изследвания и ядрена енергетикаФакултет по физика, Софийски Университет Св.Климент

Охридски

13-Oct-200815/50


Българско участиеБългарско участие AMS - the Alpha Magnetic Spectrometer Experiment

Експеримент за откриване на тъмна материя и антиматерия в космоса

Международна Космическа Станция (International Space Station -ISS)Централна Лаборатория по Мехатроника и Проборостроене

13-Oct-200816/50


Част 1 – Българите в CERN

Част 2 – Преглед на управлението на ускорителитеУскорителите в CERNОбщ център за управлениеСистеми за управление на LHC ускорителя

Съдържание

13-Oct-200817/50


CERN –CERN – Комплекс от ускорители Комплекс от ускорители

Geneva Airport LHC accelerator

CERN Main site (CH)SPS accelerator

CERN 2nd site (F)

France

Switzerland

PS accelerator complex

13-Oct-200818/50


Схема на комплекса от ускорителиСхема на комплекса от ускорители

19/50


Допълнителна информацияДопълнителна информация

Основни съставни части на ускорител

Ултракъсовълнови устройства - радиовълнови кухини (RF cavities)

Вакуумни камери Магнити

Електро трансформатори и захранващи устройства

13-Oct-200820/50


Виртуално посещениеВиртуално посещение

13-Oct-200821/50


Център за управлениеЦентър за управление Единен център за управление (ССС) на

Всички ускорители Цялата техническа инфраструктура и криогенни инсталации

Изграден на мястото на центъра за управление на SPS (LEP) ускорителя на територията на френската част на CERN (Prévessin)

Всички ускорители се управляват от CCC от 2006г.

13-Oct-200822/50


The CERN Control CenterThe CERN Control Center

SPS PS Complex Tech. services+ cryoplants

LHC

13-Oct-200823/50


The Large Hadron Collider (LHC)The Large Hadron Collider (LHC)

Най-мощния инструмент някога създаван за изследване на елементарни частици

27km дълъг, 100m под земята 4 подземни каверни съдържащи огромни детектори

13-Oct-200824/50



13-Oct-200825/50


The Large Hadron Collider (LHC)The Large Hadron Collider (LHC) Приблизително 10 000 магнита

1232 dipoles, 15м дължина, 8.4 Tesla , 11 700 A392 quadrupoles, 5-7м дължина

Енергия в магнитите : 10 GJ или 2.5 тона TNT Работещ при температура малко над абсолютната нула (-271°C) Лъч с най-високи енергийни нива в света

13-Oct-200826/50



http://hands-on-cern.physto.se/ani/acc_lhc_atlas/lhc_atlas.swf

13-Oct-200827/50


Хардуерна инфраструктура на системите за управлениеХардуерна инфраструктура на системите за управление

Базисен слой

Междинен слой - сървъри

Най-горен слой - слой за визоализиране

Устройства които трябва да се управляват – магнити и др.

13-Oct-200828/50


Базисен слойБазисен слой

ACTUATORS AND SENSORSCRYOGENICS, VACUUM, ETC…

QUENCH PROTECTION AGENTS,POWER CONVERTERS FUNCTIONSGENERATORS, …

BEAM POSITION MONITORS,BEAM LOSS MONITORS,BEAM INTERLOCKS,RF SYSTEMS, ETC…

Linux/LynxOS PCFront Ends

Wor

ldFI

P S

EG

ME

NT

(1, 2

.5 M

Bits

/sec

)PLCs

PR

OFI

BU

S

FIP

/IO

RT/LynxOSVME Front Ends

OP

TIC

AL

FIB

ER

S

cPCIFront Ends

ANALOGUESIGNALSYSTEM

Междинен слой - сървъри

Най-горен слой - слой за визоализиране

13-Oct-200829/50


Междинен слойМеждинен слой

FILE SERVERSDATABSE SERVERS

Linux/HP ProLiantAPPLICATION SERVERS

PVSS/LinuxSCADA SERVERS

TIMING GENERATION

T T T T

Най-горен слой


13-Oct-200830/50


Oracle бази данни за всички технически данни (distributed databases)

Assets: physical equipment requiring maintenance and traceability

Layout: data about the installed equipmentControls Configuration: topology of the

addressable devices permitting remote controls of the accelerators

Operational Data: run-time parameters/signals set to and read back from the controls systems

QA: rules of quality assuranceare implemented across alldatabases

Operational Data

Assets Management

Layout of the accelerators

Controls Configuration

QA

Управление на данни в ускорителитеУправление на данни в ускорителите

mission critical dbs

13-Oct-200831/50


Common MiddleWare - CMW

Съвкупност от протоколи, програмни интерфейси (API) и софтуерни структури за комуникация.

Два концептуални модела:Модел за достъп до съоръженията (използвайки CORBA). Модел за предаване на съобщения (използвайки Java Message

Service).

Междинна среда за комуникация на системите за управление

13-Oct-200832/50


Слой за визоализиранеСлой за визоализиране

CENTRAL OPERATORCONSOLES

LOCAL OPERATORCONSOLES

FIXEDDISPLAYS


Междинен слой

13-Oct-200833/50


Софтуерна архитектура за управление на Софтуерна архитектура за управление на LHC LHC

Бази ДанниУстройства които трябва да се управляват

Комплексни правила (Business Logic)

Settings, Trim, Optics, Exploitation, References

Operator Console 1 Operator Console 2 Operator Console 3

Програмни приложения Програмни приложения Програмни приложения

13-Oct-200834/50


Визоализиране на сигнали в реално времеВизоализиране на сигнали в реално време Open Analogue Signals Information System (OASIS)

Виртуален осцилоскоп

13-Oct-200835/50


Защита на ускорителитеЗащита на ускорителите

Алармена система Система интерлок на захранване Система интерлок на лъчите Други

13-Oct-200836/50


Алармена системаАлармена система Използва се при работа на всички ускорители и на

тенническата инфраструктура Над 150 000 дефиниции на аларми Предоставя събирането, анализа, разпостранението и архивирането

на данни при проблемни ситуации

LEIR New SPSalarms

PS alarm

Gateway

LASERService

LHCPSalarms

Legacy CAS

alarms(SPS, TCR,

CSAM)

AlarmsAlarmsGateway

Broker

CAS alarm

Gateway

13-Oct-200837/50


SIEMENS

13SIEMENS

14SIEMENSSIEMENS

26 43SIEMENS

15

PLCsSIEMENS

14

ControlNetwork

to Beam Interlock System

Система интерлок на захранванеСистема интерлок на захранване Система при критични ситуации в LHC Защита на 1612 електрически вериги и ~ 10 000 магнита

IP7

IP8

IP6

IP1IP2

IP4

IP5

IP3

13-Oct-200838/50


Система интерлок на лъчитеСистема интерлок на лъчите Система при критични ситуации в LHC

optical fiber loop10 MHz signal

Pt.1

Pt.2

Pt.3

Pt.4

Pt.5

Pt.6

Pt.7

Pt.8ATLAS

CMS

LHC-BALICE

Momentumcleaning

RF Beam Dump

Betatroncleaning

BEAM 1clockwiseBEAM 2counter-clockwise

InjectionBEAM II from SPS

InjectionBEAM I from SPS

BEAM DUMPCONTROLLERS

BIC

BIC

BIC

BIC

BIC

BIC

BIC

BICBIC

BIC

BICBIC

BIC

BIC

BIC BIC

BIC

BIC

BIC BIC

beam loss monitors

vacuum

access

powering and protection

…others..

13-Oct-200839/50


Система Post MortemСистема Post Mortem

Задействане автоматично (когато има интерлок) или ръчно Не се допуска лъч в LHC, ако PM системата не е готова

Събиране на данни (няколко GB) от съоражения QPS, PIC, алармената система и др. други подадени сигнали (OASIS) Конзолите на операторите

Анализ Структурирано сортиране на причини и следствия

13-Oct-200840/50


Сигурност на системите за управлениеСигурност на системите за управление

RBA – Role Based Access – Система за достъп базираща се на определени роли

DIAMOND – Система за постоянно наблюдение на системите за управление – 3000 ‘agents’

Quis custodiet ipsos custodes?

13-Oct-200841/50


Сигурност на системите за управлениеСигурност на системите за управление

Компютърна мрежа: специализирана (техническа) мрежа (Technical Network) Използва се само от системи за управлението на ускорителите и

на техническата инфраструктура Няма директна връзка с външния свят Има връзка с публичната компютърна мрежа в CERN (the Public

Network) Високоскоростна мрежа (Gigabit backbone)

13-Oct-200842/50


ССпециализирана (техническа) мрежа (Technical Network)пециализирана (техническа) мрежа (Technical Network)

LHC Local Points

CERN control rooms

CC

CCC

Computer Center

CERNControl Center

13-Oct-200843/50


ТТехническата инфраструктура ехническата инфраструктура

Управление и контрол на цялата техническата инфраструктура в CERN

13-Oct-200844/50


ТТехническата инфраструктура ехническата инфраструктура

13-Oct-200845/50

Zory Zaharieva, CERN - Teachers ProgramCERN – AB Department b. frammery -10.10.2005 46


Проект и реализация Project and Realisation

Европейска организацияза ядрени изследвания

Институт за ядрени изследвания и ядрена енергетика, Българска

академия на науките

Общество на учителите новатори в България

Съюз на физиците в България – клон Варна

РИО – Варна

Община Варна

European Organizationfor Nuclear Research

Institute for Nuclear Research andNuclear Energy,

Bulgarian Academy of Sciences

Society of Innovative Teachersin Bulgaria

Bulgarian Union of Physicists – branch Varna

Regional Educational Inspectorate

– Varna

Varna Municipality

Българска учителска програма,ЦЕРН, 12 – 18 Октомври, 2008г.

Bulgarian Teacher Programme,CERN, 12 – 18 Оctober, 2008

13-Oct-200847/50


ВъпросиВъпроси

[email protected]

13-Oct-200848/50


1. CERN: http://cern.ch 2. HR Department and recruitment (staff, fellows, students): https://hr-dept.web.cern.ch/hr-dept/ 3. CMS experiment: http://cms.cern.ch/4. HARP experiment: http://harp.web.cern.ch/harp/ 5. REX-ISOLDE: http://isolde.web.cern.ch/ISOLDE/6. NA49: http://na49info.web.cern.ch/na49info/7. CHORUS: http://choruswww.cern.ch/8. AMS: http://ams.cern.ch/

8. LHC: http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/ https://lhc2008.web.cern.ch/LHC2008/ http://lhc.web.cern.ch/lhc/ 9. LHC Design report: http://ab-div.web.cern.ch/ab-div/Publications/LHC-DesignReport.html10. Accelerators and Beams Department: http://ab-div.web.cern.ch/ab-div/

Източници на информацияИзточници на информация

13-Oct-200849/50


Посещение нПосещение на ССС ССС

13-Oct-200850/50

Българите в ЦЕРН & Кратък Преглед на Управлението на...

Documents