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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 2
O DETECTOR ATLAS
Calorímetro Electromagnético
Tilecal (calo hadrónico região central)
Detector Interno
Sistema de Muões
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 3
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
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 4
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
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 5
Fonte de alimentação para a baixa
tensão localizada no
“finger”
“finger”
A electrónica do TILECAL está localizada em gavetas
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 6
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)
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 7
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
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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
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Monitorização das baixas tensões – visão global e tendências
Painel de controlo e monitorização de um sector do Tilecal
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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.
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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
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•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%
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 13
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
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 14
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
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 15
Hardware na caverna no início do commissioning
Racks na caverna USA15
HVPS
LVPS
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Difícil trabalhar dentro do detector
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Rack Y.03-19.A1
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Temperaturas nas racks do TileCal
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 19
Humidade nas racks do TileCal
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 20
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
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21 Dezembro 2005 Agostinho Gomes 21
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