ATLAS - Sistema de controlo (DCS) do calorímetro Tilecal Agostinho Gomes Jornadas do LIP 2005

Tilecal (calo hadrónico região central) Calorímetro Electromagnético O DETECTOR ATLAS Sistema de Muões Tilecal (calo hadrónico região central) Detector Interno Calorímetro Electromagnético

O Calorímetro Hadrónico TILECAL está dividido em 3 regiões: Barril Central Barril Lateral 3 barris, 64 módulos cada O Calorímetro Hadrónico TILECAL está dividido em 3 regiões: Princípio de Operação do TILECAL Telhas paralelas à direcção das partículas Placas de Ferro (82%) + Telhas Cintiladoras (18%) Segmentação Longitudinal:  = 0.1  0.1 Cintilador

Sistemas de calibração/monitorização 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

A electrónica do TILECAL está localizada em gavetas “finger” Fonte de alimentação para a baixa tensão localizada no “finger”

O DCS do TILECAL Back-end: Front-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)

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

Monitorização do sistema de baixa tensão 8 tensões MB –5 MB +5 MB +15 DIG +5 DIG +3.3 HV –15 HV +5 HV +15 256x8 = 2048 tensões a monitorizar Fonte de alimentação para a baixa tensão Monitoriza também correntes e temperaturas TOTAL: 256x64 = 16384 canais a monitorizar ELMB acoplada à motherboard, alimentado por “auxiliary boards”

Monitorização das baixas tensões – visão global e tendências Painel de controlo e monitorização de um sector do Tilecal

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.

Ramo de CANbus do sistema de baixa tensão cable 120 meters 120 ohm termination Rt PCIcan card USA15 1.5 - 2 meter cable Power Supply 16 ELMBs por ramo de CAN 4 ramos por partição 4 partições (EBA,LBA,LBC,EBC) Cartas PCIcan da Kvaser (com 4 portos cada uma) OPCserver

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 V = 1V G < 1% A comunicação com o sistema de controlo é feita através da placa HVmicro via CANbus 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)

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

Estabilidade do sistema de alta tensão Flutuações Vmax = Vmax – Vmin (em 1 semana) Vmax (V) Drawer 1 Registar-se-ão apenas as variações superiores a 0.1 V para diminuir o tráfego no CANbus Drawer 2 Drawer 3 #PMT

Hardware na caverna no início do commissioning Racks na caverna USA15 LVPS HVPS

Difícil trabalhar dentro do detector

Rack Y.03-19.A1

Temperaturas nas racks do TileCal

Humidade nas racks do TileCal

Integração no DCS ATLAS – FSM hierárquica (2) (2) State transition (READY -> Error) ATLAS Ext Systems CIC Pixel SCT TDR LAR Tile MDT TGC CSC RPC Control Units EBC BC BA EBA (3) (3) Automatic action on the HV system (4) State transition (ON -> OFF) (4) Ext Systems CIC Cooling HV LV T1 T2 Press Crate0 Crate1 Crate2 Device Units (1) Detector overheating (1) Channels

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