Hiukkaskiihdyttimen tyhjiöjärjestelmän automaatiouusinnan perussuunnittelu

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Jyväskylän yliopiston fysiikan laitos ja se jatkoi kiihdytinlaboratorion automaatioprojektia, jonka päämääränä oli uusia koko kiihdytinprosessin ohjausjärjestelmä. Opinnäytetyö käsittelee automaatiosuunnittelun perussuunnitteluvaiheeseen kuuluvien dokumenttien laadintaa hiukkaskiihdyttimen tyhjiöjärjestelmästä.

Opinnäytetyön tavoitteena oli edistää aiemmin aloitettua automaatioprojektia laatimalla selkeät ja tarpeeksi monipuoliset dokumentit hiukkaskiihdyttimen tyhjiöjärjestelmästä, jotka olisivat saatavilla kaikille automaatiojärjestelmää käyttäville- ja sitä tulevaisuudessa kehittäville henkilöille. Laadittavat dokumentit tulisivat helpottamaan uuden automaatiojärjestelmän ohjelmasovellusten ohjelmointia, määrittelemään sovellusten toimintaa ja lyhentämään automaatiojärjestelmän uusinnasta aiheutuvaa hiukkaskiihdyttimen käyttökatkoa.

Työn aloitushetkellä olemassa oleva dokumentointi tyhjiöjärjestelmästä oli osin vanhentunutta ja varsin puutteellista, jonka seurauksena järjestelmän toiminnanselvitys aloitettiin keräämällä tarvittavat tiedot dokumenttien laadintaan läpikäymällä vanhan automaatiojärjestelmän ohjelmasovelluksia. Ohjelmasovelluksista selvitettiin muun muassa piirien toiminallisuus, tyhjiöjärjestelmän laitteiden ohjaukset, -lukitukset ja -hälytykset sekä tyhjiöjärjestelmän käyttämät I/O-osoitteet.

Kerättyjen tietojen pohjalta tyhjiöjärjestelmästä laadittiin I/O-pisteluettelo, laiteluettelo, PI-kaavio, sekvenssi- ja piirikohtaiset toimintakuvaukset sekä sanalliset kuvaukset ja vuokaaviot järjestelmän pääprosesseista. Laaditut dokumentit tarkastettiin kiihdytinlaboratorion henkilöstön toimesta ja niitä oli tarkoitus hyödyntää myöhemmin, kun uusi automaatiojärjestelmä saadaan hankittua.

The thesis was assigned by the physics department of the University of Jyväskylä and it continued the automation project carried out in the acceleration lab the main objective of which was to renew the whole control system of the acceleration process. The thesis deals with the documentation of the particle accelerator’s vacuum system, belonging to automation design’s basic design phase.

The aim of the thesis was to help the progress of the previously started automation project by creating articulated and sufficiently versatile documents of the particle accelerator’s vacuum system, which would be available for everyone using the automation system and for the personnel developing it in the future. The created documents would help the software programming of the new automation system, defining those programs and shortening the usage break caused by the automation system renewal.

At the starting moment of the thesis the existing documentation of the vacuum system was partly aged and quite insufficient, which lead to the beginning of the system’s functional investigation by collecting the needed information by going through the programs of the old automation system. Among other things, the circuit’s functionality, vacuum system’s equipment controls, interlocking and alarms as well as I/O-addresses used by the vacuum system were resolved.

Based on the gathered information from the vacuum system, the I/O-address-, equipment list, PI-scheme, sequence- and circuit specific functional descriptions as well as flow charts from the system’s main processes were created. The created documents were verified by the acceleration labs personnel and the documents were meant to be utilized later, when the new automation system would be obtained.