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정보제공 : ZEUS 장비활용종합포털(www.zeus.go.kr)

가속기 장치 보호를 위한 EPICS Interlock System 구축 및 연계형 빔 라인 진공 제어 시스템 업그레이드

Implementation of EPICS Interlock System to protect accelerator devices and Upgrade of vacuum control system

GBTP No. -
NFEC등록번호 NFEC-2016-12-213394
I-tube등록번호 -
보유기관 한국원자력연구원
연락처 054-750-5512

장비정보

모델명 개발장비 제작사 휴먼텍
취득일자 2016-12-05 취득금액 323,400,000원
표준분류 전기/전자장비 > 측정시험장비 > 달리 분류되지 않는 측정시험장비 활용용도 시험
장비위치
경상북도 경주시 건천읍 미래로 181 한국원자력연구원-양성자가속기연구센터 한국원자력연구원-양성자가속기연구센터 가속기동 F2 228
장비설명 인터록 시스템은 main Interlock System과 Local interlock System 및 Local interlock Box로 구성되며, 기존 구축되어 운영 중인 진공 PLC 시스템과 EPICS 기반 분산제어 시스템 IOC와 연동되어 동작한다. 인터록 시스템의 안정적인 관리와 효율적인 인터록 시스템 구성을 위해 소프트웨어 로직을 토앻 구현된 인터록 시스템이다.
양성자가속기연구센터에서 운영 중인 빔 라인에는 각 section 별 다수의 scroll pump, TMP gate valve가 설치되어 있으며, 이를 1756 control logic PLC를 통해 관장하여 제어 및 모니터링 하고 있다. 각 제어 PLC의 주된 임무는 빔 인터록 판독, 클라이스트론 상태 판독, scroll 펌프, TMP gate valve, safety block, 열 교환기 제어이며, 각 PLC의 현재 상태 값들은 EPICS IOC로 제어 및 판독 가능하고 이와 별도로 현장 4개소에 touch panel이 설치되어 현장에서도 상태 판독 및 조작이 가능한 구조로 이루어져 있다.
가속기 장치 보호를 위한 EPICS Interlock System 구축 및 연계형 빔 라인 진공 제어 시스템 업그레이드의 목적은 진공 관련 데이터 수집 로직의 수정을 용이하게 하고, 현재 추진 중인 가속기 장치 보호를 위한 EPICS Interlock System 구축에 진공과 관련된 인터록 정보를 제공함에 있다.
구성 및 기능 1) Main Interlock System(이하 MIS) 구축
- EPICS IOC
EPICS IOC 내장 기능 구현
900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU
1GB RAM
Ethernet port
- ST Type의 Optical 멀티 모드
- Display
LIS Interlock Status LED
LIS Interlock Status LED
Timing Out/Mode/Status
- Timing Output
Event Timing Out/Mode/Status
2) Local Interlock System(이하 LIS) 구축
- FPGA
LAB/CLB 개수 : 715
논리 소자/셀 개수 : 9152
총 RAM 비트 : 589824
I/O 개수 : 102
전압 - 공급 : 1.14 V ~ 1.26 V
작동 온도 : -40 °C ~ 100 °C(TJ)
- EPICS IOC
900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU
1GB RAM
Ethernet port
- ST Type의 Optical 멀티 모드
- Display
Analog Input Status LED
Analog Output Status LED
Digital Input Status LED
Digital Output Status LED
Timing Out/Mode/Status
- Output
Timing out
- Interface Dsub Connector
3) Local Interlock Box(이하 LIB) 구축
- Input
Analog Input
Digital Input
- Output
Analog Output
Digital Output
- Interface Dsub Connector
4) 1U 규격 서브 랙 제작
- 수량 MIS 1 ea, LIS 11 ea, SIB 11 ea
- 규격 W = 482, D = 200, H = 88(1U)
- 절연 Connector Insulation Panel 적용
5) 1756 Control Logic PLC RS232 Module
- 1756 ControlLogix® backplane compatible.
- 10/100 MB Ethernet port(with Auto Cable Crossover Detection).
- User-definable module data memory mapping of up to 5000 16-bit registers.
사용/활용예 Analog 신호를 발생시키는 장비의 경우 Local Interlock Box를 통해 Digital 신호로 치환되어 Local Interlock System에 연동된다. 한 장비에서 Interlock 신호 발생시 Local Interlock System에서 해당 신호를 분석하여 해당 장비를 정지 Main Interlock System에 정보를 전달한다. Main Interlock System은 수신한 정보를 통해 양성자 빔 조사를 종료하고, 관련 장비 상태를 모니터링 또는 정지 시킨다. 진공 제어 시스템 업그레이드를 통해 PLC에서 관리하던 장비에 대한 정보를 Local Interlock System으로 전달한다.
Interlock System의 효율적인 관리를 위해 양성자가속기연구센터에서 구현한 Control System관 연동되게 하였고, User interface를 구성하여 제어실에서 모든 정보를 취합, 관리한다.
ex) 진공도가 기준치를 초과했을 시 진동도를 모니터링 하는 PLC에서 인터락 신호를 발생시키고 Local Interlock system에서 해당 정보를 수집 관련 장비를 정치 시킨 후, Main interlock system으로 정보를 전달한다. Main Interlock system은 수신 받은 정보를 분석하여 빔 인출을 종료하고 관련 장치를 정지시킨다. 제어실에선 UI를 통해 해당 정보를 모니터링 할 수 있다.
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