Contrle commande pour une source de rayonnement synchrotron

Contrôle commande pour une source de rayonnement synchrotron de 3 ième génération : le choix pour SOLEIL L. Nadolski N. Leclercq et M. Ounsy Groupe Physique Machine Groupe Contrôle Commande et Acquisition Moteur

Accélérateurs de SOLEIL 3 accélérateurs 2 lignes de transfert Disponibilité Fiabilité Anneau de stockage 6000 paramètres Archivage LINAC LT 1 550 aimants Erreurs BOOSTER Pompes à vide Diagnostics Alarmes LT 2 Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 Lignes de lumières L. Nadolski Supervision 2

Linac LT 1 Livré clef en main Anneau de stockage 2 Dipôles 7 Quadrupôles Diagnostics LINAC BOOSTER Ligne de lumière TDL Diagnostics Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 LT 2 7 Quadrupôles Diagnostics L. Nadolski 3

36 dipôles Anneau de stockage Ampli solide LINAC 44 quadrupôles BOOSTER Cavité RF 28 sextupôles Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 4

32 dipôles • 112 correcteurs lents • 96 correcteurs rapides • 120 BPM • Feedbacks • Position (lent et rapide) • Transverse multi-paquets • 32 moniteurs de perte Anneau de stockage LINAC 160 quadrupôles BOOSTER 2 cryomodules 120 sextupôles Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 5

Sections droites : 44% de la circonférence de l’anneau 24 lignes de lumière HU 256 HU 80/60/40 Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 6

Cahier des Charges (I) Ø Système Distribué Ø Répartition d’activité sur réseau d’agents indépendants (serveurs) Ø Messages : erreurs, alarmes, échange de données Ø Communications Ø Synchrones, asynchrones, événementielles Ø Système d’horodatage Ø Base de données statiques contenant les données de configuration du système Ø Base de données historiques des attributs machine (lignes) Ø Outils Ø Administration du système de contrôle (démarrage, config, ctrl d’accès) Ø Interfaces opérateur, gestion des alarmes, outils HDB, … Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 7

Cahier des charges (II) • Pas de barrières logiques – Accès à tous les paramètres machine depuis n’importe lequel des envt supportés : Labview, MATLAB, C++, java, langage de script (Python), Igor… • Pas de barrière matérielle – Indépendance vis à vis de la couche bas niveau (hardware, réseau, système d’exploitation) • « Colle » entre tous les composants logiciels de SOLEIL – Intégration des logiciels écrits par les groupes PM et Opération … – Intégration des sous-systèmes (Linac, sécurité des installation, du personnel, …) – Implique une standardisation de l’écriture des applications • Facteur clé : facilité d’utilisation – Le Sd. C doit masquer toute complexité technique du système distribué • Les applications de haut niveau sont écrites par des non spécialistes info Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 8

CORBA Common Object Request Broker Architecture Système de contrôle : système d’objets interconnectés, que ce soit au bas niveau ou haut niveau Device Device BUS logiciel d’objets Device • Transparents : – Systèmes d’exploitation – Langages – Hardware – Réseau Device • CORBA = spécifications publiques • OMG (Objet Management Group) • 1989 – 850 membres (IBM, Sun, …) • Dvpt d’AOO et méthodologies mais au « niveau réseau » Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 9

Pourquoi pas EPICS ? • EPICS est très répandu dans le monde des grands instruments (accélérateurs) – Solution éprouvée, performante et largement déployée donne un sentiment de sécurité • Mais EPICS à la fois contraignant et globalement insuffisant : – Fortement lié au monde : VME et Vx. Works • VME système temps réel : peu d’applications l’exige ! • TCP/IP est un réseau non déterministe ! • Vx. Works est propriétaire (Linux, système libre, versatile – Non construit sur des technologies comme CORBA • EPICS non adapté aux environnements hétérogènes • Construit sur la notion de signal et non d’objet • Moins de services intégrés – exemple SLS : CORBA sur EPICS D’autres solutions plus adaptées à notre cahier des charges existent : Rayonnement Synchrotron (ESRF : TACO/TANGO, ANKA : ACS) Autres installations (NIF, LMJ) ont adopté la même philosophie Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 10

Le choix de SOLEIL : TANGO Collaboration avec l’ESRF Un «outil informatique» dédié à la mise en œuvre des systèmes répartis, hétérogènes et orientés contrôle/commande • Systèmes répartis ? Les composants du système sont géographiquement répartis sur des machines interconnectées par un réseau informatique • Systèmes hétérogènes ? Un tout cohérent à partir de matériels et de logiciels hétérogènes • Systèmes orientés ctrl/commande ? Services propres à un système de contrôle (archivage, logging, alarmes, …) Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 11

Interface de programmation simplifiée Applications générique : Système de Contrôle TANGO Framework CORBA – – Une seule commande générique Un seul type d’objet réseau Un seul type de serveur qqe soit le serveur ! Services intégrés Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 12

Applications de haut niveau Services et applications génériques Configuration Jive Surveillance Devtree Logging Archiving spécifiques Env. dvpt. utilisateur SCADA MATLAB, IGOR, python, Labview Tlv Sd. C Bindings Bus Logiciel TANGO Devices TANGO Device Équipements Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 13

Applications Dynamique Faisceau Outils pour comprendre, piloter et améliorer les accélérateurs – Apprendre : analyser et interpréter les mesures – Programmes automatiques pour les mesures, l’optimisation … – Modèle: machine virtuelle/ machine réelle – Design : optimiser la machine virtuelle et appliquer les solutions trouvées – Affichage : informations (orbite, courants, …) • Suivre l’évolution des paramètres machines • Prévenir toute dérive et dommage pour les utilisateurs • Surveiller l’interactions ID/performances anneau Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 14

Applications pour l’exploitation • Politique cohérente et normative – Applications homogènes, simples à utiliser – Applications simplifiées / applications expertes Bonne communication + TANGO + nomenclature • • • Pilotage de l’ensemble des applications Séquençages (démarrage, injection, …) Surveillance/gestion des alarmes Analyse temporelles des bases de données Surveillance des équipements Pilotage d’instruments Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 15

SOLEIL virtuel Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 16

Matlab en salle de contrôle Accelerator Toolbox (A. Terebilo) LOCO (J. Safranek) Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 17

Planning • Octobre 2004 : commissioning Linac/LT 1 • 2005 : commissioning Booster, LT 2, Anneau, Insertions • 2006 : commissioning Insertions • Tests actuels: • Équipements virtuels • Équipements réels • HDB (ESRF) • LUCIA (SLS) Journées Accélérateurs : Porquerolles 5 - 7 octobre 2003 L. Nadolski 18