Neue Prozesskontrollen für die HERA Kälteanlagen

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1 Neue rozesskontrollen für die HERA Kälteanlagen Studiengruppe für Elektronische Instrumentierung 15. März 2010 Jan Hatje, Matthias Clausen, Bernd Schoeneburg, Torsten Böckmann (DESY / MKS-2) 1 Übersicht Ziele und Ablauf der Modernisierung rofibus als Ein / Ausgabesystem Redundante rozessrechner Kontrollsystem EICS Control System Studio als Operator Interface 2

2 Kälteanlage Erster Einsatz von supraleitenden Beschleunigerstrecken bei HERA Leistungsverluste verschwindend gering Kühlung mit Helium unter 4 Kelvin 3 Beschleuniger mit supraleitenden Komponenten HERA ( ) rotonen-, Elektronen Ringbeschleuniger Flash (seit 2004) Freier Elektronen Laser CMTB (seit 2007), AMTF (ab 2011) Testanlagen für (ab 2014) Freier Elektronen Laser 4

3 Umbau und Erneuerung Hohe Ausfallsicherheit (Verfügbarkeit > 99,9 %) Wartungsarbeiten bei laufender Anlage Ein / Ausgabe System: direkte I/O Feldbus (rofibus) rozessrechner werden redundant ausgelegt Open Source Kontrollsystem EICS ersetzt kommerzielles System D3 Bisheriges Operator Interface aus unterschiedlichen rogrammen unter Unix wird durch latform Control System Studio (CSS) basierend auf Eclipse ersetzt. 5 rofibus Alte direkte IO rofibus 6

4 rofibus Konfiguration D Config IOC rofibus D Master rofibuskonfigurator F T Sensors & actuators GSD Device-DB 7 rofibus FDT/DTM Integrated Engeneering Tool actware (opensource) Fieldcare (Endress+Hauser) Field Device Tool FDT DTM Device Tool Manager DTM Configuration Asset-Management Signal Conditioning Diagnose 8

5 Redundanz bei rozessrechnern Global Ethernet LAN ublic Ethernet RMT C U D M D M rivate Ethernet RMT C U D M D M ROFIBUS IOC redundant pair D slaves D slaves 9 EICS EICS wird seit 1991 für Teile der Kälteanlage eingesetzt Nach dem Umbau steuert EICS die gesamte Kälteanlage Weltweit bei Großexperimenten im Einsatz EICS ist Open Source Konfiguration durch Databases (keine rogrammierung) Stabile EICS Kern und Treiber bleiben auf allen I/O Controllern gleich 10

6 EICS EICS (Experimental hysics and Industrial Control System) Client (Konfigurations- und Überwachungsprogramme) I/O Controller arbeiten unabhängig vom Netzwerk Channel Access I basiertes Communication rotocol I/O System (Feldbus) T I/O Controller (Kontrollschleifen, Ablaufprogramme) Unabhängig von Clientverbindungen 11 EICS Database Creation Tool Records in EICS Databases sind nicht hierarchisch geordnet EICS Records lassen sich in rototypen entsprechend der Anlagenstruktur anordnen 12

7 Operator Interface Bisheriger Stand: Viele verschiedene Applikationen Unterschiedliches Look and Feel In unterschiedlichen rogrammiersprachen entwickelt Texte sind nur in der Sprache des Entwicklers verfügbar Sind nur auf spezifischen Betriebssystemen ausführbar Nur im Rahmen eines speziellen Kontrollsystems anwendbar 13 CSS Control System Studio Integrationsplattform für ein breites Spektrum von Anwendungen Einfacher Datenaustausch zwischen den Anwendungen Einsetzbar unabhängig vom zugrunde liegenden Kontrollsystem Basierend auf der Rich Client latform Eclipse Unterstützt mehrere Sprachen Updatemöglichkeit für neue Versionen der Anwendungen Integriertes Hilfesystem 14

8 CSS Design IDE with CSS applications CSS UI CSS Headless CSS appl. CSS appl. UI CSS appl. CSS appl. CSS appl. CSS appl. Eclipse IDE CSS Core UI CSS Core Eclipse RC UI Eclipse RC Eclipse Runtime OSGi (Equinox) Java Virtual Machine 15 CSS latform Workbench: Views und Editoren können frei angeordnet werden erspektiven: Vorgegebene Anordnung von Views und Editoren Detached view unabhängiges Fenster 16

9 Synoptic Display Studio Workspace Editor field Widget palette roperty View 17 Alarm System EICS IOC IOC Log Client JMS Server ActiveMQ Archive DB Alarm Management System 18

10 Zusammenfassung Die Kälteanlage nimmt mit den neuen Komponenten nächste Woche den produktiven Betrieb wieder auf. Kontrollsystem EICS wird für die gesamte Anlage verwendet Redundante I/O Controller für einen stabilen Betrieb CSS als neues Operator Interface Neue CSS Anwendungen für die Konfiguration und das Management der Anlage 19

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