jagomart
digital resources
picture1_Pulse Modulation Pdf 88673 | 25032124


 206x       Filetype PDF       File size 0.10 MB       Source: inis.iaea.org


File: Pulse Modulation Pdf 88673 | 25032124
realtime aspects of pulse to pulse modulation riedel werner rssch rudolf steiner claus 5100 darmstadt germany gsi postfach 110552 d abstract graphic workstations are the operators i o tools and ...

icon picture PDF Filetype PDF | Posted on 15 Sep 2022 | 3 years ago
Partial capture of text on file.
                  Realtime Aspects of Pulse­to­Pulse Modulation 
                                                                Riedel, Werner RSsch 
                                  Rudolf Steiner, Claus 
                                                               5100 Darmstadt, Germany 
                             GSI, Postfach 110552, D­( 
        Abstract                                                 Graphic workstations are the operators' I/O tools 
                                                                and software development platforms. The work­
        The pulse­to­pulse modulation of the SIS­ESR  stations are linked to a communication backbone. 
        control system is described. Fast response to  Ethernet, Token Rings, or fiber optic links are 
        operator interaction and to changes in process  candidates. The choice rather depends on the 
        conditions is emphasized as well as the essential  distances to be mastered than on technical ad­
        part played by the timing system in pulse­to­pulse  vantages or disadvantages. 
        modulation.                                                To the same backbone, eventually as sub­
                                                                networks with bridges in big systems, the equip­
        I INTRODUCTION                                          ment control computers are connected, which are 
                                                                mainly VME­, Multibus­, or CAMAC­based. 
        The benefits of pulse­to­pulse modulation in accel­        Extensive use of graphics and CASE tools has 
        eration operating have been described as early as  made an essential improvement in the operator's 
        '77 [1]. It is an effective way to increase the over­   and software designers' access to control systems. 
        all output of valuable beamtime of one or more             The overall trend is from very special systems 
        accelerators. With beamsharing, rarely all users  tailored to the very special task of accelerator con­
        of the beam will be unable to accept the beam at  trol towards more uniform, general purpose sys­
        the same time. If the PPM­handling quickly re­          tems and the use of standards of the marketplace. 
        sponds to changing conditions, there will be virtu­       On the process level, however, the special needs 
        ally no dead­time in the machine operating due to  of accelerator control, mainly realtime and syn­
        inevitable dead­times of experiments, e.g. during  chronisation, do still exist or are beconung even 
        new experimental setups.                                more complex. Therefore the functionality of a 
          In a multi­accelerator facility, PPM is almost  control system must be biased by a timing sys­
        imperative. Asynchronously running machines,  tem. The diversity of control systems of old has 
        every one of them operating as an injector for the  it's evolutionary relic in the diversity of timing 
        next one, normally have time left between subse­        systems, which will resist standardisation trends 
        quent injections that can be used for experiments.  for another while. The more the higher levels 
                                                                in a control system become general purpose (and 
       II CONTROL AND TIMING SYS­ less realtime), the more process­specific problems 
                                                                must be solved on the lower levels. This is the 
             TEMS                                              domain of the timing system, the equipment con­
                                                                trollers, and, of course, the equipment hardware. 
       Much has been said and will be said at this confer­      In the trend to general purpose systems the design 
       ence about the major trends in control systems in  of the timing system determines the overall per­
       the last decade. Most systems recently designed  formance significantly. The functionality of the 
       or upgraded are looking more and more similar:  timing system may range from simply providing 
                                                            345 
        clock signals for subsystem synchronisation to so­     III.1.2 Online Management 
        phisticated timing control of the equipment con­
        trol computers. However: A control system is only  The operator may have a need to change either 
        complete with a timing system (Fig.l).                the supercyde or the timing of an individual cycle. 
                                                              The presently running cycle continues unchanged, 
                                                              but the next one will have the modifications. 
         S3  &                                WORKSTATIONS 
                                                              III. 1.3 Process Driven Management 
                                              COMMUNICATION 
          1                                   BACKBONE        Process conditions may change and need fast re­
                                              EQUIPMENT       sponse (suspend immediately one type of cycle of 
                                              CONTROL 
                                              COMPUTERS       the supersycle) or even very fast response (emer­
                                                              gency, dump the presently running cycle). Evi­
                                                              dently this is beyond the operators' abilities and 
                                                 TIMING       must be handled on the process level. 
                                                 SYSTEM         For fast response, a request mechanism is very 
                                                              useful: Cycles are only executed upon request. 
              Figure 1: A complete control system             This is the appropriate level to feed in additional 
                                                              conditions, as shown in Fig.2. Effective exploita­
                                                              tion of beamtime is not the only aspect of PPM. 
                                                              Security, radiation protection etc. are other ones: 
                                                              A high energy beam must not be generated if it 
             PPM­MANAGEMENT IN REAL­ cannot reach it's destination point properly. 
       III 
             TIME 
                                                                                            • Exparlaant an vanta baari? 
      III.l Realtime Demands of PPM                                                         ' SacuMty In «*r« *n7 
                                                                                            ' Hagnala in aara an ok? 
                                                                                            • vacuum in aar­a *n ok 
                                                                                            • vnat alaa nava you in *n.. 
      The control system of Fig.l already contains all 
      realtime and synchronisation mechanisms to man­                      Figure 2: Request Level 
      age the process, e.g. to execute a synchrotron 
      cycle. A system that can execute one cycle can  Emergency handling is too special in every accel­
      as well execute another one. Nothing principially  erator environment to be discussed here. 
      new needs to be introduced to perform PPM. 
         What then could be the realtime aspect of 
      PPM? Let me call it the 'online supeicycle man­        III.2    An Example: PPM Management 
      agement'.                                                       at SIS­ESR 
        There are three levels of access to supercycle 
      management, with increasing realtime demands:          Fig.3 shows the control and timing system of SIS­
                                                             ESR. The timing system drives a timing network 
                                                             in parallel to the communication network. Tim­
      III.1.1 Offline Management                             ing interfaces receive the serial timing information 
                                                             and pass it as a 16­bit parallel code, the event­
      The supercycle is built up offline to fit the exper­   code, to the equipment control computers. 
      imental program. The internal timing of the in­          A selectable set of events is transformed to 
      dividual cycles is programmed at the same time.  hardware triggers for equipment by the timing in­
      There is no realtime demand.                           terfaces. The time jitter for triggers is smaller 
                                                         346 
            than ±.5 microseconds in the system. Nanosec­                                 In comparison to other PPM­solulions, e.g. [3], no 
            ond timing has been left to special solutions to  special PPM­management components like PPM 
            keep the timing system hardware simple.                                       message decoders are needed at the process conrol 
               In contrast to Fig.l the timing system in Fig.3  level. 
           is not a special part in the control system. To the  Fig.5 gives the operator's view of a simple super­
           operator it looks as, and in fact is, just another  cycle. 
           equipment control computer. 
                                                                                                   D  C                                   D         NC 
                                                                                                      ?                                     .5
                                                                  WORKSTATIONS                      Count­2            Count­1            Count­S 
                                                                                                    Active             Active             Inactive 
                                                                                                              R                   R                NR 
                                                                  BACKBONE                                 Figure 5: A SIS Supercycle 
                                                                  TIMING NETUORK 
                                                                                          The properties assigned to each cycle are 
                                                                  EOUIPMENT I/O  active/inactive 
                                                                  AND TRIGGERS            execution count 
                                                                                          decement/nondeciement 
                                                                  TIF: TIMING             contiguous/noncontiguous 
                                                                  INTERFACES 
                                                                                          all of which can be changed online by the opera­
              Figure 3: The SIS­ESR Control Architecture                                  tor. Active/inactive provides a simple means to 
                                                                                          suspend a cycle. An inactive cycle does not leave 
           The SIS­ESR timing system has direct timing  a gap in the supercycle. It continues with the next 
           control over all equipment control computers [2].  active cycle. 
           Each equipment control computer has available                                     The execution count works together with 
           complete settings to execute sixteen different cy­                             (non)decrement and (non)contiguous. 
           cles, the 'virtual machines'.                                                      In non­decrement condition, (non)contiguous 
              The timing system activates machines by pro­                                is meaningless. The subsequent supercycles are 
           viding the event­code (Fig.4). The equipment  identical containing as many individual cycles in 
           controllers do nothing unless they receive events,  sequence as set by the count number. 
           command events, if nothing else, when no cycle                                    With decrement and non­contiguous, the cycle 
           is active and the timing system is idle. In fact,  will show up once in as many supercycles as set 
           the timing system of the SIS­ESR is a hardware  by the count, and suspended in the following su­
           dispatcher to compensate for the loss of realtime  percycles. 
          abilities on higher control levels: It is the tim­                                 With decrement and contiguous, the cycle is ex­
          ing system that makes a 'real machine' out of a  ecuted as many times as set by the count in only 
           'virtual machine'. This given, it is the natural  one supercycle. 
          candidate to be the 'supercycle manager'.                                          One type of cycle may show up at different 
                                                                                          places in the supercycle, giving a high flexibility 
                                                                                          for supercycle programming. 
                                      EVENT BUS                                              Fig.6 gives an overview of the supercycles re­
                                                         EOUIWCNT 
                                      is pit * my                                        sulting from different settings provided the status 
                                                         CONTROL 
                                                         CO*»UTER                         from the request level is 'true'. If 'false', the cycle 
           CW»
						
									
										
									
																
													
					
The words contained in this file might help you see if this file matches what you are looking for:

...Realtime aspects of pulse to modulation riedel werner rssch rudolf steiner claus darmstadt germany gsi postfach d abstract graphic workstations are the operators i o tools and software development platforms work sis esr stations linked a communication backbone control system is described fast response ethernet token rings or fiber optic links operator interaction changes in process candidates choice rather depends on conditions emphasized as well essential distances be mastered than technical ad part played by timing vantages disadvantages same eventually sub networks with bridges big systems equip introduction ment computers connected which mainly vme multibus camac based benefits accel extensive use graphics case has eration operating have been early made an improvement s it effective way increase over designers access all output valuable beamtime one more overall trend from very special accelerators beamsharing rarely users tailored task accelerator con beam will unable accept at tr...

no reviews yet
Please Login to review.