Il controllo del vuoto della linea GILDA e' gestito da un PLC (Programmable Logic Controller) modello C200H della ditta
OMRON,
l'unita' e' situata in un armadio rack dietro il box di controllo generale delle alimentazioni, tra le gabbie EXAFS e DIFFRAZIONE.
2 Caratteristiche del sistema.
Il sistema gestisce l'apertura e la chiusura delle valvole della linea, e i BEAM SHUTTER secondari situati all'uscita delle gabbie ottica e sperimentali.
La gestione manuale avviene tramite comandi da terminale VT100 situato nel box di controllo.
La gestione automatica tramite un programma residente nel PLC.
Tale programma si occupa di controllare che:
3 Principi di funzionamento del sistema.
Il PLC e' un computer a tutti gli effetti, ha di diverso un BUS esteso su cui si possono alloggiare molte schede di ingresso/uscita, adatte alle necessita' del controllo che si vuole effettuare.
La macchina interroga ciclicamente le porte di ingresso e ne legge i dati, tramite il programma scritto nel linguaggio proprietario della casamadre si possono predisporre le uscite di conseguenza ai calcoli effettuati sui dati in ingresso, ed anche inviare e ricevere messaggi con un'altro computer, alloggiato sempre sul BUS del PLC che porta a bordo un programma di interfacciamento (scitto in BASIC) tra il PLC ed un terminale VT100 compatibile.
Il sistema viene alimentato a 220V alternati, con protezione tramite differenziale e magnetotermico situati nel pannello dei servizi nell'armadio generale delle alimentazioni; e da un alimentatore di 24V continui inserito nel rack del PLC.
Le valvole ed i BEAM SHUTTER hanno bisogno dell'aria compressa per attuare il movimento di apertura o chiusura, tale aria e' fornita dalla rete dei fluidi di ESRF, e portata tramite tubi di raccordo ad ogni singolo elemento della catena controllata dal PLC.
4c Le porte di ingresso/uscita.
Le porte di ingresso sono isolate dal resto del sistema esterno tramite dei fotoaccoppiatori, la tensione di alimentazione per ottenere un livello 1 leggibile dal PLC e' di 24V continui.
Le porte di uscita sono dei contatti normalmente aperti di rele' con un polo connesso a +24V continui.
4d L'alimentazione degli attuatori.
Valvole e BEAM SHUTTERS si aprono e chiudono tramite una valvola comandata da un solenoide alimentato a 220V alternati, questa alimentazione e' fuori dai criteri di sicurezza piu' stretti e moderni, ma dato l'origine del materiale non si e' potuto evitare questa non ottemperanza. Fare attenzione quindi nel manovrare i connettori in caso di scollegamenti di emergenza o precauzionali (togliere l'alimentazione solo alle bobine non e' possibile).
La gestione delle sicurezze si divide in due tronchi principali, le sicurezze per l'uomo, e le sicurezze per la la linea.
Nel primo caso e' necessario impedire che un utente abbia una esposizione al fascio ionizzante, sia esso bianco che monocromatico, nel secondo caso si tende a tutelare il buon funzionamento dei componenti. Per questo ogni comando dato al PLC per aprire o chiudere una valvola o BEAM SHUTTER viene filtrato attraverso la logica del PSS. Per questo motivo tutti i BEAM SHUTTER sono controllati in apertura dal PSS, e le valvole che possono vedere il fascio bianco, sono controllate in chiusura. Per cui non si puo' aprire un BEAM SHUTTER se la porta della gabbia successiva e' aperta, oppure se le valvole della gabbia successiva sono chiuse. Ne si puo' chiudere una valvola se il BEAM SHUTTER piu' prossimo verso il fascio e' aperto.
Unica eccezione a quanto detto sono i guasti sulla linea di vuoto, in questo caso il PLC chiudera' le valvole e per non irraggiarle con il fascio, il BEAM SHUTTER.
Il controllo degli eventi avviene tramite sensori dislocati lungo la linea, essi avvisano il PLC dello stato del vuoto, dell'aria compressa e dell'acqua necessaria al raffreddamento di alcune parti sotto fascio bianco, come l'assorbitore ed il primo specchio curvato. Il PLC nel caso di allarmi per l'acqua o l'aria, stampa solo un avviso sullo schermo del terminale; nel caso di problemi con il vuoto invece, oltre ad avvisare l'utente mette in atto le strategie per cui e' stato programmato.
5c Controllo delle valvole della gabbia ottica.
Le prime quattro di queste valvole sono soggette ad irraggiamenti molto pesanti se lasciate chiuse davanti al fascio bianco, per questo la loro chiusura accidentale e' collegata alla chiusura automatica del BEAM SHUTTER primario. Le altre anche se soggette ad irraggiamenti piu' leggeri mantengono la stessa strategia, pur non essendo controllate dal PSS. Una chiusura manuale di queste valvole con BEAM SHUTTER aperto e' impedita dal controllo del PLC.
5d Controllo delle valvole delle gabbie sperimentali.
Queste valvole rispetto alle precedenti se lasciate chiuse davanti al fascio monocromatico sono soggette ad irraggiamenti piu' leggeri, ma si e' preferito mantenere la filosofia precedente, per questo la loro chiusura accidentale e' collegata alla chiusura automatica del BEAM SHUTTER secondario piu' vicino nella direzione della sorgente di radiazione. Una chiusura manuale di queste valvole con BEAM SHUTTER aperto e' impedita dal controllo del PLC.
5e Controllo delle valvole di BYPASS.
Alcune finestre di Berillio dislocate lungo la linea, hanno montata sopra una valvolina di bypass per il vuoto. Tipicamente la finestra di Berillio e' montata all'uscita di una camera (A) per separarne il vuoto dalla successiva (B); dopo la finestra si trova un soffietto per disaccoppiare le due camere, quindi una valvola piu' grande che chiude il vuoto ed infine la camera successiva. In questa configurazione quando la valvola e' aperta, il soffietto viene pompato dalla pompa della camera B, essendo la valvola di bypass chiusa. Se si chiude la valvola grande il PLC provvede ad aprire la valvola di bypass consentendo il pompaggio del soffietto dalla camera A.
5f Controllo dei BEAM SHUTTER secondari.
I BEAM SHUTTER secondari per impedire che si aprano con il fascio presente nella loro gabbia e la successiva aperta sono dipendenti dalla logica del PSS. Il PLC deve avere il consenso dal PSS per aprire, ma puo'chiudere per necessita'.
L'utente puo' leggere lo stato della linea tramite il terminale del PLC situato nel box di controllo. Sul terminale appaiono i messaggi di allarme, lo stato dei singoli componenti della linea (aperto/chiuso), ed un messaggio che indica se il BEAM SHUTTER primario e' abilitato o meno ad aprirsi.
L'uso dei comandi per le valvole e' il seguente:
Se si blocca il PLC con BEAM SHUTTER primario aperto, si attui la seguente procedura di emergenza:
andare nello spazio tra la gabbia EXAFS e DIFFRAZIONE, dietro l'armadio generale della alimentazioni, dietro il tubo schermato di trasferimento del fascio, a sinistra si trova il rack del PLC; in evidenza al centro di un pannello si trovera' un pulsante di emergenza da premere per chiudere manualmente il BEAM SHUTTER primario. Dopo questa operazione si puo' provare per prima cosa ad effettuare la ripartenza della scheda BASIC (la prima a sinistra del blocco inferiore del PLC), premendo prima "STOP" e quindi "RESET". Se il terminale continua a non ricevere comandi da tastiera bisogna spegnere e riaccendere il PLC, una procedura automatica di ripartenza assicura un ritorno al controllo del sistema. Per questo ultimo passo interpellare il responsabile di linea.
Le seguenti operazioni sono sconsigliate agli utenti e devono essere effettuate dal responsabile di linea.
E' possibile inibire il controllo automatico del PLC nel contesto del controllo del vuoto (le parti connesse al PSS no).
E' vivamente sconsigliato tenere per lungo tempo e senza controllo la chiave "MASTER KEY" in posizione "ON", perche' tutte le operazioni automatiche di controllo della linea di vuoto sono inibite.
Autore Vinicio TULLIO
Data 1 ottobre 1999