Askelmoottoritoteutus hiukkaskiihdyttimen suihkukollimaattoreihin
Köhler, Jon (2014)
Köhler, Jon
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405229207
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405229207
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tarkoitus oli automatisoida Helsingin yliopiston 5MV:n hiukkaskiihdyttimen suihkukollimaattorien toiminta. Kollimaattorien toiminta muutettiin käsitoimisesta automaattiseksi askelmoottoritoteutuksen avulla. Työ suoritettiin useassa eri jaksossa Helsingin yliopiston Kumpulan kampuksella sijaitsevassa hiukkaskiihdytinlaboratoriossa vuosina 2013 ja 2014.
Insinöörityössä rakennettiin prototyyppi nykyisen kollimaattoriratkaisun korvaavasta laitteesta. Sille tehtiin PLC-sovellusohjelma RSLogix5000:lla ja suunniteltiin käyttöliittymä Labviewilla. Uutta kollimaattoriratkaisua testattiin ensin useaan kertaan testiympäristössä, jonka jälkeen siitä tehtiin kaksi kopiota. Kaikki kolme rakennettua laitetta liitettiin lopulta hiukkaskiihdyttimeen.
Opinnäytetyössä käydään läpi askelmoottorien toimintaperiaatetta, minkälainen laitteisto lopulta rakennettiin, kuinka laitteet on kytketty ohjelmoitavalle logiikalle, jolla ohjaus on toteutettu. Kuinka ohjelmoitava logiikka kommunikoi OPC-rajapinnan kautta SCADA:an ja kuinka SCADAssa on tehty valvomonäytöt.
Tämän työn tuloksena saatiin toimiva automatisoitu suihkukollimaattoriohjaus kolmelle hiukkaskiihdyttimen suihkukollimaattorille. Laitteitteen tarkkuus (+/-0,02mm per askel) ja vääntökyky riittävät kiihdyttimen tyhjiössä liikkuvien metallilevyjen ohjaukseen.
Insinöörityössä rakennettiin prototyyppi nykyisen kollimaattoriratkaisun korvaavasta laitteesta. Sille tehtiin PLC-sovellusohjelma RSLogix5000:lla ja suunniteltiin käyttöliittymä Labviewilla. Uutta kollimaattoriratkaisua testattiin ensin useaan kertaan testiympäristössä, jonka jälkeen siitä tehtiin kaksi kopiota. Kaikki kolme rakennettua laitetta liitettiin lopulta hiukkaskiihdyttimeen.
Opinnäytetyössä käydään läpi askelmoottorien toimintaperiaatetta, minkälainen laitteisto lopulta rakennettiin, kuinka laitteet on kytketty ohjelmoitavalle logiikalle, jolla ohjaus on toteutettu. Kuinka ohjelmoitava logiikka kommunikoi OPC-rajapinnan kautta SCADA:an ja kuinka SCADAssa on tehty valvomonäytöt.
Tämän työn tuloksena saatiin toimiva automatisoitu suihkukollimaattoriohjaus kolmelle hiukkaskiihdyttimen suihkukollimaattorille. Laitteitteen tarkkuus (+/-0,02mm per askel) ja vääntökyky riittävät kiihdyttimen tyhjiössä liikkuvien metallilevyjen ohjaukseen.