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1. Connetti La connessione di tera deve essere predominante sulla Selezione estrazione terra disconnessione Manovra di estrazione della messa a terra ye PU_estrai_gnd sa Estrai_terra h 1 i Estrai tet abilitaz conn terra Rit abilit con Quando la gabbia rimane in una stuazione sicura che consenta l accesso HV off per almeno TON 60 secondi possibile connettere l impianto a terra on abilitaz conn terra h IN Q tema estratta segn lum GND blocked time PT ET GND blocked time passed Etichette troncate Etichetta Rit conn gnd jabilitaz conn terra abilitaz estraz terra Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 10 Controllo terra Progetto Pagina 7 1 1 1 10 1 1 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 112 Pulizia MAST 21 131 14 5 16 17 7 1 l 11 Pulizia del circuito dell acqua Questa operazione necessaria prima di disaccoppiare il target se era stato ripristinato il flusso nel circuito per evitare fuoriuscite Per tutta la durata della pulizia sono inibiti i controlli delle valvole VW1 IO e IVW2 IO che rimangono chiuse e vengono eseguite le seguenti operazioni Apertura delle valvole di scarico VW1S e VW2S segue un ritardo di 10
2. Su 0019 1H PO S 457 00 14 a TANTA n 5555 fuz au T 99tu Gw AAA 3933 Zl S28 1 im 6 az 2385 Pg w 9 8558 01 2 52 002 9 0 0 3 542 5 1 8j 3288 gu 8227 5 o 4 gt 525 0 cu 557 E 3835 mj T qu 9 5385 T u 9 1 pe m YN 8 Ma xou Ss f gu 2 a 102 949251 1 f 9 gu ps1oo3uj yuana 9 o zu 9 H 0 lt 20040 e lt 60 8 L 9 y 2 27 ossa 7906 E 00 51 aa WAYS 929425 ez 501915 13195 gt prog pe ssim02 JYO 1597 c 5 45 LT T 11 Esnonmua3s DD 5 pu 1491 129222 11451 ZE 452 PES og Ee 2019 3 2019 W 2 _ Cou 9 9290 jgu 9 5868 93 wa Toba ax u 9 MI 5555 STIOOLSBHN gl 5428 q 05 093U1 4 dj 210 013d0 5 5 3 41 u qu 2235 LESS 56 NU 011013304
3. Presenza Connettore Ronda Portarack Pulsante com KM10 Teleruttore KM 10 delvuoto di terra completata HV chiusa arresto di 1 chiuso estratto emergenza TON 0 aperto KM10 VC tema esr ronda completata Door HV Main em Comando KM 10 IN Q 11 1 55 ET Etichette troncate Etichetta Posizione 1 emerg stop ok 7 13 PLC1 VC ok emerg stop ok erra estratta Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 3 Controllo KM10 Progetto Pagina 7 1 1 1 3 1 1 Questo documento a XXX e non pu essere riprodotto rilasciato senza preventiva autorizzazione 101 Controllo_KM20 MAST KM20 1121314151817 31 914 11 Controllo alimentazione del trasformatore di isolamento Condizioni per la chiusura di 20 1 Presenza del vuoto nel canale Flusso d acqua per il raffreddamento della sorgente regolare ogni elettrovalvola d il consenso per abilitare il t Comando manuale operatore Serbatoio acqua OK L interruzione dell alimentazione a causa di un surriscaldamento del traformatore segnalata dall apposito allame che deve essere resettato dall operatore L allarme peresaurimento dell acqua nel serbatoio avvia la procedura automatica di arredo del riscaldamento La conferma manua
4. EZIO ir NON 88 T L TT T TL E 252 OVAQEZ 0 NI OJAYI NI A23 101925 1 FM i 21 03 S a 1 02 S i E Ly 9c gis 3638 35 q Pose A 8522 21501 1104 5 55 3 10004 E P 335 pe 2303 ANA SdX Ej d 250 gis 295 z 24D TUA 51 as us iv 88 7 03 Par a x 9 Y 3282 5 133150 Id 214 5 C 111 i TINOJ 5 2 8 19 gt gt C m m S m mc Z 04 NI 2 gt 2 gt 9 5 Z 3 5 9 9101955 FO m m 5 CAI IMI 9 48 VANE 204057 m 9 L 9 G y E 2 94 1111944 71303 9 919 10 11 JvAOEZ O S 101002 pu3 10024 072821515 oupong 01913 121 7102 001908 N 0814 6219 OSNIHI INOISNIL 4114 21 TV 3401443 39 9 219 9 St tt Ck 2 ev 0191 1971 enbiup2ausja 94010914 340 0 uOI CINOJ EEDI wa 715051 71505 M L ovg A MAYS 3NOISU3A 10 Loren 7 ainoa 56 1114008 DIINAN P3Ogr
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13. MM superamento soglia GM i A Allarme superamento soglia neutroni superamento_soglia_N Blocoo accesso alla gabbia accesso_bloccato f BV_on superamento_soglia_N Condizioni per l interdizione idell access alla gabbia superamento_soglia_GM N_ready Non possbile accedere alla gabbia se gli rumenti di rilevazione delle radiazioni non GM_ready sono acces potenziale situazione Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 9 Accesso bloccato Progetto 7 1 1 1 9 1 1 Questo documento a XXX e non pu essere riprodotto rilasciato senza preventiva autorizzazione 111 Controllo_terra MAST 2 s 4 amp 7 s Controllo del connettore di tera Le manovre di connessione ed estrazione vengono eseguite 1 imanualmente dall operatore quella di connessione automatica nel caso venga aperta una qualsias delle porte di accesso alla gabbia La manovra manuale di connessione abilitata solamente quando l impianto permane in icondizione sicura HV off per almeno 60 secondi La manovra di estrazione abilitata solamente a ronda completata Manovra di connessone della messa aterra Selezione connessione terra PU estrai gnd abilitaz estraz tera Connetti_terra 1
14. RP2 Standard 51617 Fig 2 4 schermata iniziale del monitor touch screen 20 La gestione di tutte le operazioni disponibile nella scheda dove si monitorare l impianto in tempo reale visualizzando lo stato delle valvole delle pompe delle soglie di basso ed alto vuoto e del circuito di raffreddamento La figura 2 5 mostra la schermata disponibile nel monitor Setup Stop Target F ore hambe VIACUUMI Y A Fig 2 5 schermata Main dell impianto da vuoto Vengono descritte di seguito le operazioni selezionabili dall operatore e Stop operazione di arresto dell impianto A seconda dello stadio operativo raggiunto e delle pompe attive il PLC ne comanda lo spegnimento e la chiusura delle valvole secondo una opportuna sequenza e Fore Vacuum operazione di prevuoto selezionabile sia all avvio sia durante il funzionamento in modalit Vacuum Se selezionata all avvio dell impianto questa procedura controlla l alimentazione delle pompe rotative l apertura delle valvole VFx e VSx La qualit del vuoto che possibile raggiungere con il solo utilizzo delle pompe ed RP2 dell ordine di 10 mbar raggiungimento delle soglie impostate segnalato tramite le spie presenti nel monitor touch screen In questa modalit i rami delle turbo pompe compresi fra le valvole Vx e VBx non vengono utilizzati Se la modalit viene selezionata quando gi st
15. 1 2 S B Papato IL 0 14 121 s1p odiuponb 4olloluoo 18 9 9199 japjodiun 14220j 0 14402 019402 9gxv9 010407 1400914 14990 0 14402 019402 v OSL ZXV9 9 0 0 xv9 0 0407 Opod oooojq 0 229 19Xw9 910491 01 04 9220144 ZrXVO 9 D O 0109 ojj0no Y 09049 910 07 091209 092014 USI sJDJod jo puoiz s S TENA L INOI 5 G v 340 NO ETO ZTO 1170 VZN3S3Ud 515 INOISNIL A 59 3801 Y9I0NI YMI vivo INQISIA J 924213 001411 01139044 425134750 3113 INON 11130001 O 11134388 yd ILLIBIO ILLOL 10 1 111906 INNO 130 OINIMISYSIA 11 vIHOdMOO INOIZYAAMI INJO Y 19171453 INOZYZHYOLNY VALSON v WZNIS 12931 OLON 0 OLMNILNOS 1 JN 014380200 015300 333008413 0 12831 Y 38984235802 05538434 3 NON 82 83 8 4 9 6 L wWDYd ivo 1505 W 71505 00 A MAYS INOISI3A 71303 821184450 092 21112313 32UMIS SUIT 01509 71 ainoa S 18214004 ra ni
16. 30 MOLIVOINnWHO2 40 35 JHL ANY S393H1Q 01 1 IMAI ONY IN3NDOOQ SIHI 30 0 4 66 g L 9 S v 2 L SN MW KERDI aoa ans 2158051 n NOISN3A WAYS 1335 asi ani 5 501915 13365 1011 gt ssmwo2 1577 11550 c 5395 ewm LL IL L L L L T Essen DD 5 EL 6182 33 ozu 9 5 50 3 02 9 gogu 9 E 9 i 1274017 497 9gggui tou 9 sE 19140 40 AH PS 0 u 00zu 9 C 2575 191493 Buluuns zgd PS 664 9 a 12149 uade TA 9 9 asss 29 seu peru 9 0 ppu TTT in 1 52 1 uid sp a osoumun suoizojpubas 3236 72 uid 05504 7 auoizo Dubas ogu HE 9 1 9 7 couoiq osounun auoizp pubac P gu ggu P 2552 2 10 72 2 2 5 gu gt 59 2 8 0 ggu 9 20 9 celu 9 00 609 V JO n v 6 lt 3040 Y 202 67
17. Annulla LL ciller ST Low level ciller STOP 31 IN Q LLC STOP time PT ETLLLC STOP time passed Annulla arresto La conferma dell operatore annulla la procedura automatica di arredo RS del riscaldamento Consenso operatore rem b ibi Annulla LL ciller STOP s e 08 Low_level_ciller 38 Etichette troncate Etichetta LL ciler STOP 2 31 KM20 VWI_ ok 3 12 KM20 VW2 ok 4 12 KM20 VW3 ok 5 12 level ciller 4 31 level ciller STOP 6 12 VC ok 7 12 alarme arresto HT Q 12 Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 11 14 Controllo KM20 Progetto 7 1 1 1 4 2 2 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 103 Controllo_KM30 MAST 7 Fa 10 1 Controllo alimentazione del circuito pneumatico Condizioni perla chiusura di 30 Canale a presione atmosferica rientro eseguito Pulsante chiusura Pulsante apertura KM30 Impostazione 30 30 30 PU off KM30 KM30 1 EVC1 out Autore Rep Progetto 7 1 1 1 5 Controllo KM30 A Rit com KM30 Teleruttore KM 30 1 chiuso TON 0 aperto C
18. Fig 1 1 Carta dei nuclidi con SHE sono indicati i nuclei superpesanti La carta dei nuclidi individua e classifica 1 nuclei in base al numero di protoni Z e al numero di neutroni N I nuclei definiti stabili punti neri sono quelli non radioattivi oppure aventi tempo di decadimento comparabile all et della terra o addirittura superiore la regione di colore giallo quella dei nuclei artificiali che possono avere vita pi o meno breve a seconda dei casi aggiungendo neutroni o protoni ad un nucleo ci si allontana dalla valle di stabilit fino a raggiungerne 1 limiti detti drip lines caratterizzati da una diminuzione della forza di attrazione tra neutroni e protoni tale da non garantire pi la stabilit del nucleo Calcoli teorici hanno dimostrato che al di fuori delle drip lines 1 nuclei emettono radioattivit molto rapidamente per formare nuovi nuclei con combinazioni di protoni e neutroni tali da poter rientrare nell area di potenziale stabilit nella quale l interazione forte nuovamente capace di garantire il grado di coesione necessario La regione indicata in verde ancora inesplorata definita terra incognita ed caratterizzata dalla presenza di nuclei radioattivi con rapporti N Z molto piccoli o molto grandi la figura mostra che l area proton rich relativamente ben definita teoricamente mentre quella neutron rich molto pi vasta ed indefinita Per l utilizzo pratico e la produzione di
19. I T T I 223 amo Zt ID LE 10 1 sodsipasd Opuozziji n pa nm 225 1101 1ni49lui 76 6 716 6 1 04 0 0n ajja 0559 5 o 022910215 IS ap at 5 75 125 1 01 ejuod 0 508 pG6 3 opuodas 2401209 e iqissod 3 E 5 8 1 S6 3 Duuiou c D1J06 D2 0 149 1 Ojupidur 7 suoizounBrjuo2 310N ma na 504 m m 2 gt v180d 380 L LO 31 NI vl30d 11 11130001 O 11134399 yd ILLIBIO ILLOL 10 WAHISIM vllv3 1 111906 INNO 130 DINIMDIYSIA TI vIHOdMOO INOIZYAAMI INJO f 19171453 3NOIZvZZIuO LO VALSON v vZNJS 12431 OLON INONNNCO O OLMNILNOS 1 389221110 JN 014380200 015300 38809983 0 12831 Y 3HvN935NOJ 0553 834 3 NON 3NOua Q2N I8 019149 3JNOSSVN QINYIA 019149 87 9 L 9 S C L gi ENED 715051 1171505 n MAYS JNOISNJA 1 044 71301 01505 71 DI JHJLAGON DAINNN Agy 19915 104411 25924 s al 198 Y 3HOISIASH viva 1 pug 10014 gf 0229118
20. OMR S8VS CHASSIS 88 24V DC 120 VA 11 3 20A OMR S8VS 3PH N Tite SPES F ENDI SAFETY CIRCUITS Author L Costa D Bof I1 1 Dat Di 20A 9 44 4 2009 Sheet 1 2 3PH N 3PH N Revision 30 10 3 Fig 3 1 Schematizzazione dei quadri QSIFEI QS2FEI e QS3FEI Sono rappresentati i principali componenti dei quadri e le interconnessioni con i dispositivi in campo 25 ELECTRODE GROUND EMERGENCY STOP QS4FEI XPS BA 5120 2 HANDS m RELE 1 2 HANDS CONTROL KM32 XY2SB71 S RELE 2 OMR MKS3PIN 5 24DC KM30 EMERGENCY PF113A E MAIN RELE STOP PFC A1 XPS AK 311144P MATS MATS EM XY2TP4 STOP MODULE 5 sevs TARGET 1 24V DC 90 VA PNEUM SAFETY CHASSIS QS1FEI SAFETY CHASSIS OMR S8VS 24V DC 115 2 OMR S8VS 5 DC 30 VA Title SPES F END SAFETY CIRCUITS Author L Costa D Bof Date 14 4 2009 Sheet 2 2 Revision 27 10 3 Fig 3 2 Schematizzazione dei quadri QSIFEI e OS4FEI Sono rappresentati i principali componenti dei quadri e le interconnessioni con i dispositivi in campo 26 3 2 Protezione delle persone La prima fase per progettazione del sistema di sicurezza consiste nell individuare tutti possibili rischi a cui essere sottoposto un operatore che utilizzi il prototipo di Front End stabilendone il g
21. n NOISN3A WAYS 1335 JOUPDS 5 9 501816 13385 Hoy prog 128 ssmwoo 3140 NOISIAGH 1571 3 11450 c S5ds 600270790 I T LT LL poses DD 5 70 ES 33150 2100 du C 3 gpw ON 2598 8883 3325 E 270 43 3738 114950 1100 N 3 gio 3242 Oru vado 1213 2255 3 MEL 2213 Ben ELEM 5258 1 90 uado ZILA RES 2 3233 2 2060 8 peu ES opuowog N 092 zc 1 0000 64 11450 pu 141 Le 0729 uo VZMA YIMA UO SEMA UO SIMA CMATOPUDWIOI Ol MA OI IMA 01 047 0124085 d 9 214 1101659009 y L CERNI ans 215815 00 aa NOISU3A mA SUI 51 501815 13365 N NI 3 Peg 128 __ 5 TIVO 1577 E 5 45 ZEIT T J T 1 osos DD 9 223 808 5 i 8 ES 9 papu ggu 9 79 1914 9 ggu 8614 9 GGI
22. sono premuti ma ancora presente la segnalazione di Non stato eseguito il ripristino del circuito premere il pulsante di RESET Arresto di intervento dell arresto di emergenza situato sulla porta del quadro QS2FEI o emergenza all esterno della gabbia sopra il pulsante di sgancio della porta di accesso Non possibile inviare il comando di Controllare lo stato delle condizioni apertura chiusura della valvola VO necessarie per eseguire l operazione sulla parte sinistra del monitor Valvola VO E possibile selezionare l operazione di apertura chiusura ma il comando non viene attuato Verificare che il circuito pneumatico sia alimentato Controllo pinze Non possibile inviare il comando per aprire chiudere le pinze Le condizioni necessarie sono verificate ma il controllo a due mani disabilitato E possibile inviare il comando di apertura chiusura ed il controllo a due mani abilitato ma l operazione non viene eseguita Controllare lo stato delle condizioni necessarie per eseguire l operazione sulla parte sinistra del monitor Verificare che non sia in corso la pulizia messaggio di avviso visibile nel monitor touch screen Non stata eseguita l operazione di pulizia alla selezione dell operazione di disaccoppiamento la procedura verr avviata automaticamente al termine sar possibile azionare le pinze Verificare che il circuito pneumatico sia alimentato Accertarsi di mantenere premuti entrambi i
23. valle di stabilit nella carta dei nuclidi si veda la figura 1 1 Per nuclei con numero di massa 4240 si ricorda che A Z N con Z numero di protoni numero atomico ed N numero di neutroni la forza coulombiana sposta la linea di stabilit lontano dalla retta in cui giacciono i nuclei con numero di protoni uguale al numero di neutroni verso nuclei ricchi di neutroni che essendo privi di carica non alimentano la forza repulsiva elettrostatica inoltre la forza coulombiana limita l esistenza di elementi super pesanti dato che il corto raggio di azione della forza nucleare forte non permette un efficace opposizione alla forza elettrostatica agente invece lungo raggio I nuclei con eccesso o difetto di neutroni dunque lontani dalla valle di stabilit sono radioattivi e decadono con emissione di particelle alfa beta neutrini e raggi y Tali nuclei instabili vengono comunemente chiamati esotici e circa 2000 di essi sono stati prodotti e caratterizzati in laboratori di ricerca di tutto 1 mondo Calcoli teorici prevedono tuttavia l esistenza di un numero di nuclei esotici molto pi elevato pi di 6000 cosicch possibile che un gran numero di essi sia presente nella cosiddetta terra incognita che comprende la regione ricca di neutroni neutron rich e quella dei nuclei superpesanti SHE Super Heavy Elements Nuclei stabili lt 300 S E E 2 2 7 Numero di neutroni N
24. 121 A Rit abilit VW2 TON Dopo la presenza per Segnale flusso regolare dal almeno 60 secondi del flussimetro 2 flusso d acqua regolare attraverso VW2 10 Flu 2 KM20 VW2 ok viene dato l OK per IN Q 20 VW2 ok poter abilitare KM20 Rit all VW2 Allarme interuzione flusso su VW2_10 Allame Flu 2 Pulsante chiusura VW3 Allamme PU off ik Elettrovalvola VW3 1 aperta 0 chiusa Coman do 1 Rit abilit VW3 TON Segnale flusso regolare dal almeno 60 secondi del flussimetro 3 flusso d acqua regolare attraverso VW3 viene Flu 3 KM20 VW3 ok dato perpoter IN Q abilitare KM20 20 VW3 ok 305 Se l intemuzione del flusso pernane per almeno 90 secondi viene generato un allarme e si resetta l elettrovalvola Rit all FBI 4 TON RS Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 8 Flusso acqua Progetto 7 1 1 1 8 2 3 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 109 te a 1 Allarme intemuzione 55 fluso su VW3 PU Flu_3 Allame_Flu_3 56 1 Al Flu Ll ses a 1 4 57 908 PT ET PU_Reset_allarme_Flu R1 58 di 59 attraverso una qualsasi 60 elettrovalvol
25. 2154 180151429 viva 3 1 E cg 5 D1uaj d E sS das IET viva I 553 858 DEE TN 7 m Idi NI ITI YSL E APZIO 3 o om W 9M At Chl zp sa gi H 540101 82004143 4olloluoo NIV 0283 z 1 4 1 2355 Page d8FZ b0 5A 8S 2 8 q 380 1v LN3AI 7082 LIV 3635 3752 540121 enbiuposuus a 91019912 210 0 u0 1NO2 S s n SZER 355 EE aer YI0IINHIS 3525 21 22 0 46282 PO ERES 610101 30 0d11 2401101409 Z 1N02 S 2285 qr xe P A ALS aro a 8550 3555 5288 ERE i 9755 Bez5 28 9 010 07 9199 ojionb 594 1220 0 14402 019905 z F9X95 030407 1845201160 14909 018402 OSL XV9 9 0 0 ZXV9 910 01 052619 13d 19 9 010101 01 04 022019 080 2 9 010501 ojod 014000 y 08070 09 0407 01190 023049 OpuDuiO2 UCI 3460914 940 6 0129 FPN ZW ZA IN 340 0 ETO ZTO 110 75 9 L 9 6 L SEMESTRE ELED 715051 E ora a MAYS JNDISN3A x uj 3002 DzzaJnaig oJpon 0449001081 Ip 9101031038011 ra gt A d 3 1 j 2 15 pono ueizaj i
26. Apertura delle valvole dell aria VW1A e per svuotare il circuito Operazione di pulizia durata 5 minuti Chiusura delle valvole di scarico segue un ritardo di 107 Chiusura delle valvole dell aria segue un ritardo di 10 Abilitazione del comando a due mani per l operazione di disaccoppiamento del target Tale abilitazione impedisce che la procedura di pulizia venga eseguita nuovamente se dopo l operazione di accoppiamento del target non viene ripristinato il flusso di acqua apertura di una qualsas delle valvole VW1 IO VW2 10 Inizio pulizia utente 5 Chiusura valvole e VW2 comando inibito per tutta la durata abi maet VW4_pulizia VW2_pulizia Pulizia_in_corso 5 5 FBI 9 Controllo valvole di scarico pulizia VW2 pulizia VW2S on chiude scarico R1 FBL 6 7 TON RS Controllo valvole aria compi VW1S on VW1A IN s Q1 VW2S_on VW2A_on t 40s_IPT fine_pulizia_ R1 I Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 11 Pulizia Progetto Pagina 7 1 1 1 11 1 2 Questo documento appartiene XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 113 0 FBI_8 FBI_13 Operazione di pulizia completata chiusura TON RS
27. PE O E F mW rr Fig 3 19 IO e 3 3 8 L operazione di pulizia Come gi descritto nelle precedenti sezioni un operazione completamente automatizzata avviata alla selezione dell operazione di disaccoppiamento della camera target qualora nel circuito di raffreddamento vi sia presenza di acqua Finch l operazione non terminata la pulsantiera di comando a due mani disabilitata e non quindi possibile movimentare le pinze La sequenza di operazioni che vengono eseguite la seguente e Chiusura automatica delle elettrovalvole VWI_IO e VW2 IO per interrompere il flusso nel circuito di raffreddamento I comandi delle due elettrovalvole nella schermata Water sono disabilitati per tutta la durata della pulizia e Apertura delle elettrovalvole di scarico VW1S e VW2S segue un ritardo di 10 secondi e Apertura delle elettrovalvole VW1A e VW2A l ingresso dell aria compressa nel circuito Questa operazione ha una durata di 5 minuti 43 e Chiusura delle elettrovalvole VW1A e VW2A dell aria compressa segue un ritardo di 10 secondi e Chiusura delle elettrovalvole di scarico VW1S e VW2S e Abilitazione del comando a due mani ora possibile eseguire l operazione di disaccoppiamento della camera target L operazione di pulizia viene eseguita solo quando dopo l operazione di accoppiamento viene ristabilito i1 flusso d acqua nel circuito di raffreddamento attraverso l
28. T amp 90 198 1571 3 11350 E UU ETT LIT IT LI gt 378 23 3 OMPER 01 OMPON 6 8 9 6 OMPON p OMPOWN 2 ompow 105522014 71 di 8833 Ja ela 532 q 1 SALE BERE 5 MEA _ er ATA 1507 1583 01200819 OLFOINV 509 40 2091740 508 0 40 2080 40 5080 40 209800 209800 20904 209100 02066464 00465492 5582 252 542 3 v 8 2 9 S 2 L 3 57 8 9 519 11450 AR iddns 04 914 OPEN 5 00855543 v L CERNI ans 215805 00 a NOISU3A WAYS 3IUMIS JO amp 501715 13365 gt 98 TN TIVO 1571 5 ds 60021770 87111111 LL osos Anu SES 20 AQ 30 AS 30 AD 20 AFZ 55 A A 35 auoiisod 559 25 3uo1zD u uui V 3 NH suo lzojusuly 2 5 9872 REDS 552 358 00 A A A A 2985 S00 0 SA8S 87404 5 85 4552 pil QUEL Sd WOW Sd Woluo 3285 3285 nas Y MES 3255 jd N 1 Jd 1 389 Gl sas Amzz 9235 II lt 3
29. Verr ora descritto nel dettaglio il funzionamento dell impianto con riferimenti alle rispettive schermate visibili nel monitor 2 3 Funzionamento dell impianto All avvio del quadro dedicato all impianto da vuoto la schermata visibile sul monitor touch screen quella di Setup riportata in figura 2 4 in questa sezione possibile selezionare con quali pompe eseguire le operazioni di vuoto e quali strumenti utilizzare scelta che influir naturalmente sulla durata del processo o sulla qualit della misura Inoltre possibile abilitare il funzionamento a velocit ridotta per le pompe rotative questa opzione permette una volta mantenuta la soglia di alto vuoto per un certo tempo impostato nel PLC 1 di ridurre ad un terzo la velocit di rotazione per avere una minore rumorosit ed allo stesso tempo aumentare la vita meccanica dell apparecchio Il PLC 1 comunica con il PLC 2 dedicato alla gestione della sicurezza che verr descritta con maggiore dettaglio nel successivo capitolo ricevendo i segnali relativi allo stato della valvola VO dell impianto di riscaldamento dell alta tensione e del 2 stesso infatti necessario che entrambi i controllori siano in esecuzione senza errori Vacuum with RP2 High Vacuum with TP1 2 TPZ Measurement of vacuum with I1 12 Running speed of RP1 standard Standard Siow Running speed
30. 24 25 KM20 delay time left KM20 delay time KM20 delay time passed 26 27 20 delay time left m Time to int KM20 delay time left 60000 1 28 29 Water purge time 30 31 Water purge time left Water purge time Water purge time passed 32 33 Water purge time left s Time to int Water purge time left 1000 Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 711 1 7 Segnali tempo adHMI Progetto 7 1 1 1 7 1 1 Questo documento appartiene a e pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 107 Flusso_acqua MAST 1 2 4 5 7 Gestione flusso acqua Una volta inviato il comando alla valvola viene impostato un ritardo di 60 secondi per permettere al flusso di dabilizzarsi ed inviare la condizione di abilitazione Se entro 90 secondi il flusso regolare non presente scatta un allame che determina la chiusura della valvola e deve essere resettato con l apposto pulsante comune alle tre valvole sul imonitor touchscreen Ogni sngola valvola segnala lo stato del flusso ed invia la condizione di abilitazione La selezione dell operazione di disaccoppiamento determina l avvio della procedura di pulizia del circuito dell acqua qualora fosse gi stata eseguita senza un successivo ripridino del flusso Per tutta la durata dell operazione non possibile comandare le valvole IO e IO
31. 3 TEMI 17 IZA m SNIL 2 353 SNII VZN3SiHd 134150 010230 133550 2 3NOIZY 1VN93S 3NOIZ 1 935 VZNV 193A30S 919 i m x e 821 5 a s 5858 28 2v zv 2253 q 2238 2113811 2196124435 3228 FERE 335 S AON32H3W3 10 05 5225 3222 Fer 9941 116 1181 ee 59 166 er e 66 TSE yes ees eis gis us 1665 10 ees us T 18 iv 2555 E 525 9 LINO S i 528 sale X3 iod 4555 1102 S ide 38 5 2588 e T 5555 eso Co 22 S 4015 g C1N02 5 VINOJ 5 298383 SIN 39Y9 i i 134550 4015 AONIIYIMI i 19 2 lVN331xX3 134 lt a 550 lt vas lt aa 211 lt DAT 111 L 77 2 S4 PUNIDWd 71303 L 8 JvAOEZ O 14924 0722841515 6 y EEDI wa 715051 L 21715051 00 a MAYS 3NOISU3A 214 10 11011510 11104002 SH0 121 INDI puiqog gt MOS 0150 71 di 1114008 DIINAN CUI vw TTT TT IMOLYWYOASYYL CONVOI OSMIHO OZAY 214 19
32. 7 1 1 1 24 Segnasi to EPICS Progetto Autore Rep Stampato su 04 03 2010 7 1 1 1 24 1 2 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 120 segnale_in_aria_EP h PLC1 VC ok EP nasa sat PLCs running EP 11 Segnale allarme generale PLC1 o PLC2 PLC1_general_Alam PLCs_General_Alam_EP Allarme_generale valvola EVO_open 0 Segnale di camera target chiusa target chiuso Chamber closed EP Segnale di porta rack HV door closed 1 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 24 Segnasi to EPICS Progetto 7 1 1 1 24 2 2 Questo documento a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 121
33. AIO LUHO LLL 3 1097 INWQ0130 01 E 014371020 015310 38 00338 012421 V SWVN9339N02 085311939 3 NON VALSON v1 WTNIS 17431 MOLIN 37940409 01330N38 0 OLTINS NO2 1 3482211 LR IN 90 8 L 9 y c L ELED iwa 715051 5 1505 MAYS INOISI3A IYNONd 71304 IPA pOrojusuny HUMOS 10 81509 1 16 JHJLAGON 0 1 3104121119 pau NINI gt naasa 1n Y 10 qju044 022911915 opono C S3ds ECT APIS vs TIT TI EI 35 858 TE 221 3 13450 134150 5 9 011881809 21 3 v1OATVA 540119 pbu tpuU 2 5 000411313 OLNIMIAON DA WIOATWA 3NOIZwIN3JAI 919 WY 2d 1 0 o 9 06 65 85 3 5 Sl Ol 314 5 LEMA t cam 5 4 TEMA EN n 6 9 aso Arzo 255 94 AZIA 8 59 29085 41 3138 A At 6 9 SESS Eu 8855 d8b2060 SA9S 2578 ub o 5226 L 3138 5 SEMI NON NONWO 758 8 9 858 3 015 31 IYOLVINIMITY 8520 97415344 2 3 Ties 3390 LYIIONI noz 2282 825 Pes E 130 0011 14905 014402 OSL 1 4 9 0 0 XY9 010801 01209 022014 0140 00 299
34. Pump Manual valve re 300 a DN25 gt rea 1300 DN40 Electi 1 A1 valve N N Electric pneumatic valve L X VB1 DN25 X IVB2 DN40 Vacuum meter KCN 9 4 Y1 X High Vacuum y v i 51 DN25 A2 3 Xovs2 DN40 B2 3 Y2 X Low Vacuum nh RP2 N J NY Fig 2 3 Schema dell impianto da vuoto realizzato sul sistema Front End La scelta per il controllore ricaduta sul processore P342020 appartenente alla serie Modicon340 della Schneider Electric L architettura modulare garantendo cosi la funzionalit e sostituzioni rapide in caso di guasto dei moduli e comprende e Alimentatore AC ad alta potenza CPS3500 e Processore P342020 completo di porta USB ethernet e seriale 232 485 protocollo MODbus e Quattro schede da 16 ingressi digitali a 24 Vdc e Due schede da 8 uscite digitali rel isolate e Due schede da 16 uscite digitali rel con comune e Un convertitore ADC 4 canali per la gestione dei segnali analogici provenienti dalle teste di misurazione del vuoto 19 Come gi accennato il PLC interfacciato tramite collegamento seriale con un monitor touch screen sul quale possibile selezionare attraverso le varie schede disponibili tutte le operazioni eseguibili e verificare lo stato dell impianto in tempo reale monitor collegato a sua volta alla rete EPICS per permettere la visualizzazione remota delle schermate su PC
35. Q 350 60027790 viva 0 0 ymi vivo INOISIA J 02 11213 100141 01139044 425134550 3113 INON 11130001 O 11134388 yd ILLIBIO ILLOL 10 vllv3 1 111906 0 139 01818128458 TI v1HOdMOO INOIZ VI ANI INJO V 19171453 2 VALSON v WZNIS 12431 OLON INONNNCO 0 OLMNILNOS 1 JN 014380200 015300 3880993831 0 12831 Y 38984235802 05538434 3 NON 84 8 L 9 5 2 L 4 EEDI wa 715051 1 1505 n MAYS JN01SW3A 1303 14914 cg 072841515 ojpono VINOJ S 241998 198 Q 19051838 YIYO 6007 0171 vwd T T TT I LL mossa 924213 001411 01139044 425134750 3113 INON 1334250 040910 v2238N915 10 010008 Tv 410121 zy IA CUNM NS 3NOISN3L 12 VZN3S3Hd 3NOIZV 1 935 92010911 9201101007 VINOS 5 L MA 014380200 015300 333008413 0 12831 Y 3HvN935NOJ 0553 834 3 NON e S 11130001 O 11134399 yd ILLIBIO ILLOL 10 vllv3 1 11806 INNO 130 DINIMIDIYSIA TI vIHOdMOO INOIZYAAMI INJO 1011953 2 VALSON v WZNIS 12931 OLON O OLMNILNOS 1 JN 114250 0 0
36. Quando il connettore di terra viene disinnestato non pi possbile accedere alla gabbia terra_estratta segn_luminosa_rossa 3 accesso Quando il connettore di terra viene innedato ha la segnalazione tramite la torretta luminosa terra_connessa Etichette troncate Tempo max fine ronda jaccesso bloccato Q 8 ronda completata 1 26 11 20 ronda in corso 1 8 Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 6 Ronda Progetto 7 1 1 1 6 2 2 Questo documento a XXX e non pu essere riprodotto rilasciato senza preventiva autorizzazione 106 Segnali_tempo_adHMI MAST 11 101 201 301 401 501 601 701 801 901 1001 1101 1191 2 Round time left calculation to send to the DAA o 4 5 Ronda 6 7 Round time left Round time Round time passed 8 9 Round time left s Time to int Round time left 1000 10 11 Arresto automatico riscaldamento 12 13 LLC STOP time left LLC STOP time LLC STOP time passed 14 15 LLC STOP time left m Time to int LLC STOP time left 60000 1 16 17 GND connection blocked delay time 18 19 GND blocked time left GND blocked time GND blocked time passed 20 21 GND blocked time left s Time to int GND blocked time left 1000 22 23 KM20 power on delay
37. 1 1 12 1 1 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 115 Extractor_Position_Signals MAST 11 101 20 301 401 501 60 701 801 901 1001 1101 1191 2 Extractor position reading 3 INPUT 0 10000 value given by the ADV from 0 5V input E bi 5 Here this 0 10000 value is scaled and adjust 6 to the ZERO and position to give 0 100 value 8 9 Extr pos INT REAL Extr LP Extr parA Extr parB Extr 100 0 10 11 12 13 14 15 position reading format 16 INPUT 0 100 value 17 18 Here this 0 100 value is converted to INT representation 19 and is used for visual representation in the HMI 20 teo 21 22 Extr pos img REAL TO INT Extr 23 24 25 26 27 MERE HH HI o 28 Extractor desidered position from EPICS 29 INPUT 0 1000 value given by the ADV from 0 10V input 30 31 this 0 10000 value transformed 0 100 value 32 I H 33 34 Extr_des_pos_rem INT_TO_REAL Extr_des_pos_EP 100 0 35 36 37 38 40 Extractor current position to EPICS 41 INPUT 0 100 value given by Extr_po
38. 100 4 222911915 OVI 290 4 Nani p ub 3NOISN3L 75537909 OCISOTIACN m rU bud 31035 0208262 1231288 20053 uoyeoqe 2 N NI ueapnw 3111353338 VO LEO 11 4 3 Ars 4 01N3F149 96S E 09 VALSON YI wZH3S 12331 0128 370401409 OTH3QN3H 0 OLTIN3 N02 11349221110 3 NO Zva3NI INDI 1241453 Cw 1N N933N09 0333134 3 NON 014341220 215310 A 2124 53 9 L 9 5 L su 1 EM aoa ans 15805 ore waa NOISU3A WAYS mE E x 3Nlovc 09016313 EI Ij US m 11 11 11 LI E 3 3 TTT I 3590 avozisodsta gl 02 02 11111111 31138801 L 026 _ 8 L 91d NNOO 9 028 amp OLOMION 214 NNOD s 02011 6 974 NNOO y 000 gt 8 014 NNOO e 0000 288 4 214 NNOO 02 5526 9 1111 9 ONO 214 NNOO 0211 011008 214 0 040 855 y 214 N
39. 214 lvQ BI 6t gE 1 0 uo Ju ev 0 SUOLI 22 dwa 2 010914 810110 1102 15 30 H Iv 1NO2 OZNA und f 8 2 9 S E LTO 200151439 vivo INQISIA J 9214213 001411 01139044 425131650 314 INON 11130001 O 11134399 yd ILLIBIO ILLOL 10 1 111906 INNO 130 DINIMDIYSIA TI vIHOdMOO INOIZYAAMI INJO V 19171453 2 VALSON v vZNJS 12431 OLON INONNNCO O OLMNILNOS 1 389221110 JN 014380200 015300 3880008014 0 12831 Y 3HvN935NOJ 0553 834 3 NON 78 9 L 9 S L sa awone o 1505 1505 00 MAYS INOISI3A SHNIONd 71303 A DUS 104 SUNEIG 01505 71 JHJLAGON 022N0N 134250 9ippnb eusajui plubid NINI 198 1 42154 190151438 YLIN 1 0 3 pug 14024 02231515 E E eue TT D Tomasa 353 a o 858 SEES E 3 SEPSE E EE 3558 EM q 5292 2 28 552 cao gt 522 9 E 322 2252 ERI 1 0 015 ZZW 1219 9uo suaj 02185944 784 uojzD oub s ng i 4
40. 44250 32U3I5S 10 Suie3q 3nox 5 5 021411313 VASHOS Begeg 221514 IP 0213125 z L 134011 3111353338 ILA AIA 13 3 AMS 4 01934995 E 1190509 VALSON 1 1 wZH3S 12331 Y 0128 370401409 OTH3QN3H 0 OLTIN3 N02 11349221110 3 NOLZv3NI INDI 1241453 WN933N09 05338 434 3 NON 121 014341220 2153110 A 0124 81 8 L 9 S4 4 71301 131950 I91L YANINA 1 WNIOWd 318 5 awone v E 0 715051 21715051 L ovg con MAYS 3NOISU3A 0301 j 10014 f 072841515 oJpong ozuajod ip 0150 1114008 9241475 5 ege A3S9 AH Id N tJ A OEZ 007 77 FO 190 REESE 3d NZ STE 212 112 3d N t3 21 ETL ZIP UTI i d 052 3 BA L iownHS ZN vS3ad 01 PPT 21102 5 3013 5 3013 25 86292 7409 49676 7409 91 97 9 099 v9 dZ I N099 USI Su E zi INDI P p p DINA EV o 9 1 I 4 1 2 i gt i IL 0914 121 SC
41. 9 ggu 9514 igu A 0 072 5 ocu P 91040208041 50809 lt lt lt 33 NZ TZ 191530 30 13004 ALIN v 30 NOILYMISIOIY 1 1 30 181194 Y 30 LNWH9 40 1N3 3 JHL NI 03433534 Jay 51 91 Tlv S39vWv 30 JHL 01 218711 389 581083330 AJISOHLAY 55349 3 1039IHL SIN3INOJ 30 NOLIFOINAMNOO 40 ISN JHL ANY S33HlQ0 01 1 IMAJ ONY 19340200 SIHI 30 4 65 i 133H5 9 1011 11450 0223 2 314 1101659009 93750 51100 mo W A3 1143 100 WO A3 31X3 1007429 A3 41123 0JJ3 10153 0419 71 2uu05 3 t L CERNI ans 215815 00 a NOISU3A 53905 501816 13385 N gt preg pa TIVO NOISIAIB 1571 5395 av T P T I Jenos DD 9 223 8218 5 i 8 28 18 08 6 84 ON 140 99 109 34 191530 40 13004 ALIN Y 30 NOILYMISIOIY JH1 30 1194 Y 10 LNWH9 30 1N3 3 JHL NI 03433534 Jay 51 91 Tlv S3OvWv 30 LNIMAYA JHL 01 218711 389 581083330 AJISOHLAY 55349 3 LNMOHLIM 1039IHL SIN3INOJ
42. Al termine della pulizia per abilitare la riapertura delle valvole VW1 10 e VW2 IO necessario verificare le condizioni di tagret chiuso e soglia del vuoto raggiunta Pulsante chiusura VWI_IO Impostazione 10 PU on Allame PU off VW1 VW1 pul Target ch PLC1 VC ok 1 VW1_10 Elettrovalvola VW1 IO 1 0 chiusa Comando_VW1_10 Rit abilit VW1 TON Segnale flusso regolare dal flussimetro 1 Flu 1 KM20 ok viene dato l OK per poter abilitare KM20 KM20_VW1_ok l intemuzione del flusso permane Rit_all_VW1 FBI 3 per almeno 90 secondi viene generato un allarme e resetta l elettrovalvola VW1 IO Allarme interuzione flusso su VW1 IO Allame Flu 1 t 90s_IPT ET PU_Reset_allarme_FIuJR1 Pulsante chiusura Impostazione VW2 IO vw2 10 PU off VW2 VW2 pul Target ch PLC1 VC ok H VEA 5 1 4 IM tJ Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 8 Flusso acqua Progetto 7 1 1 1 8 1 3 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 108 Allarme flusso su VW2_IO Comando_VW2_10 VW2 10 Allame Flu 2
43. INNNO 130 0181824458 TI YIYOANOI INOIZ VI ANI INJO Y 19171453 2 VALSON VI WZNIS 12431 OLON O OLMNILNOS 1 18422110 JN 014380200 015300 38809933 0 12831 Y 3HvN935NOJ 0553 834 3 NON 1 a 94 ovoc gt 92213 001411 425131750 33113 INON 01139044 FOGL PAGINAS Quadro Sicurezza 4 Front End 2 INFN L 04 12 2009 D Bof DATA DISEGN CONTR FLLLLLI NUNCRO NODIFICHE PAGINA 7 DATA ULTIMA REVISIONE RE VISIONI zu exotic beams for scienci MAIN RELE Bobina KMIO L Costa 5 5 5 4 ver 13 00 1 VERSIONE F Allegato 8 95 Controllo_VO MAST 1 2 5 7 9 10 11 Apertura della valvola VO Segue un ritardo 2 l Abilitazione del controllo EV M movimento elettrodo Abilitazione operazioni di prevuoto e vuoto presenza nei tappeti di sicurezza Abilitazione apertura solo con presenza target 5 canale a presione atm Comando di apertura valvola VO abilitato solo in presenza della camera target collegata Vengono eseguite le seguenti 1 dei comandi alle elettrovalvole EVT EVT C2 pinze Segue un ritardo comando di apertura chiusura viene attuato solo se il fungo della pulsantiera in posizione chiusa e se non vi alcuna Impostazione operazione di apertu
44. iniezione del fascio attraverso PIAVE che rappresenta il primo stadio di post accelerazione esso viene fatto passare per un charge breeder un dispositivo in grado di incrementare la carica degli ioni e Post accelerazione come detto dopo l accelerazione ottenuta in PIAVE il fascio viene indirizzato verso l acceleratore ALPI acceleratore LINAC superconduttore Il complesso PIAVE ALPI da molti anni in funzione ai Laboratori Nazionali di Legnaro ma negli ultimi tempi stato sottoposto ad un numero significativo di miglioramenti ed ora pu essere impiegato come un acceleratore di RIB 1 3 Il sistema di controllo EPICS Il sistema EPICS Experimental Physics and Industrial Control System stato scelto come struttura generale entro cui sviluppare il controllo del sistema SPES Le principali motivazioni che hanno indotto a tale scelta sono la libera disponibilit del software Open Source tools libraries and applications la sua indipendenza dall hardware ed il fatto che esso dispone di una diffusa comunit di sviluppatori Attualmente impiegato nei controlli di diversi acceleratori in importanti laboratori quali ANL Argonne N L USA ed ORNL Oak Ridge N L USA Non tutti i processi saranno controllati direttamente con EPICS ma le principali variabili di interesse che dovranno essere condivise tra i diversi sottosistemi saranno rese accessibili attraverso la rete dedicata di questa struttura I PLC vengono impiegati princi
45. lettura dello stato Un ulteriore fattore di rischio rappresentato dal pericolo di schiacciamento durante la manovra delle pinze di aggancio della camera target o della valvola VO Le protezioni in questo caso sono costituite da un area di tappeti di sicurezza per segnalare eventuali presenze nelle immediate vicinanze dei dispositivi in moto e da una pulsantiera di comando a due mani per l esecuzione delle manovre di accoppiamento e disaccoppiamento Le varie soluzioni adottate verranno descritte in dettaglio nel corso del capitolo distinguendo fra quelle svolte dai dispositivi elettrici di sicurezza e quelle implementate nel 2 L aspetto grafico interfaccia con l operatore stato curato dall ing Jes s A V squez S cosi come la parte di programma del PLC 2 riguardante il posizionamento dell estrattore 24 INTERNAL EMERGENCY HIGH VOLTAGE ULTRAVOLT TARGET STOP POWER SUPPLY HIGH VOLTAGE PNEUM XALK178F 140 65 P SUPPLY 4 SECURITY SYSTEM sh 2 2 QS2FEI LC1 K1610 INS TRASF POWER S CABINET KM11 KM20 5 CONT 1 MAIN LC1 D115 115 1 115 2 KM12 XCSDMP S CONT 2 70110 S CONT 1 EXTERNAL KM22 zek ENCY KM13 S CONT 2 S CONT 1 XALK178F HIGH VOLTAGE Lui POWER SUPPLY CHASSIS 24V DC 90 QS3FEI QS1FEI SAFETY
46. macchina anche quella del software in essa caricato con la necessit di dover ripetere l intera procedura in caso di modifiche successive all avvenuta approvazione e viste le ridotte esigenze in questo ambito si optato per l utilizzo di circuiti standard omologati Il grado di sicurezza massimo comunque garantito essendo la possibilit di non intervento quasi nulla grazie alle caratteristiche costruttive di questi circuiti controllo del circuito ridondanza degli interruttori controllo dei falsi contatti Nella progettazione del sistema di sicurezza in esame il loro impiego riguarda le linee di alimentazione dei quadri QS2FEI trasformatore di isolamento e QS3FEI alta tensione il quale a sua volta alimenta il quadro QSAFEI dedicato alla pneumatica Nelle figure 3 1 e 3 2 riportata una rappresentazione schematica dell impianto dov visibile il criterio di ridondanza adottato i dispositivi di sicurezza agiscono contemporaneamente su due teleruttori posti in serie per garantire il massimo grado di affidabilit intervento per le linee di alimentazione del trasformatore di isolamento e del generatore di alta tensione FUG inoltre presente un terzo teleruttore controllato dal PLC 2 che ne comanda la chiusura solo quando sono verificate tutte le condizioni di sicurezza imposte il funzionamento del PLC verr descritto in dettaglio nel corso del capitolo agendo congiuntamente ai dispositivi di sicurezza sui quali viene effettuata la
47. morsetto da 4mm2 1 m 324993 42512150 ININ 373 5345 04 12 2009 Bal David DATE COMMISS LAST REVISION DATE RE VISIONS SHEET STATUS IN N SPES exotic beams for scienc Cennession PLC modulo 11 CHECK ver 13 00 1 SABIK VERSION F Torretta Torretta 2 1N3 3 JHL NI 03433534 Jay 51 91 Tlv S39vWv 30 JHL 01 218711 389 581083330 AJISOHLAY 55349 3 1039IHL SIN3INOJ 181 30 40 ISN JHL ANY 43 19 01 1 ONY IN3NDOOQ SIHI 30 98402 71 NISIA 30 1300 ALIN Y 30 NOILYMISIOIY 1 1 30 1194 Y 10 LNYHD 40 324393 42512150 ININ 373 5345 Quadr Sicyrezza 1 Frort Cnd 2 SPES exotic beams for 04 11 2099 Bol David DATE COMMISS CHECK LAST REVISION DATE RE VISIONS SHEET STATUS F Cella gamenti lumir ose omw F ver 13 00 1 SABIK VERSION 2 133H5 9 133150 abc auozsodsig 1041 11450 056 L EM ans 115805 ort ca 9249425 INOX Al 501915 13365
48. pulsanti del controllo a due tutta la durata dell operazione Controllo terra Non possibile disconnettere il pistone di messa a terra Non possibile connettere il pistone di messa a terra La ronda non stata completata correttamente Eseguire la ronda Il sistema di alta tensione ancora alimentato Disalimentare l alta tensione Dopo lo spegnimento necessario attendere per alcuni secondi la completa scarica dell impianto prima di poter eseguire la manovra Accesso alla gabbia Non possibile aprire la porta di accesso alla gabbia Controllare lo stato delle condizioni necessarie per eseguire l operazione sulla parte inferiore del monitor Verificare che il pistone di messa a terra sia innestato 47 Ronda Non possibile avviare la procedura di ronda premendo il pulsante di checkpoint Controllare che le porte di accesso alla gabbia siano chiuse scaduto il tempo massimo concesso per terminare la ronda aprire la porta di accesso alla gabbia richiuderla e ripetere l operazione Controllo H50 Non possibile inviare il comando di apertura chiusura alle elettrovalvole VWI_IO e VW2 IO Controllare che la soglia di vuoto sia stata raggiunta Accertarsi che la camera target sia accoppiata Verificare che non sia in corso l operazione di pulizia messaggio di avviso visibile nel monitor touch screen Tappeti di sicurezza Non vi p
49. screen ed il PLC 2 non Generale touch screen appare il simbolo F in comunicano controllare che il PLC 2 sia corrispondenza dei tasti non possibile in RUN ed il cavo ethernet sia collegato inviare i comandi all impianto ed correttamente Controllare lo stato del presente un messaggio di errore nella PLC parte bassa dello schermo Non possibile inviare il comando di Controllare lo stato delle condizioni accensione del trasformatore di necessarie per eseguire l operazione sulla isolamento parte sinistra del monitor Trasformatore gt di E stata impostata l operazione di Un ritardo di 4 minuti impostato tramite accensione ma lo stato del trasformatore un temporizzatore all interno del quadro isolamento e non cambia QS2FEI per evitare accensioni ravvicinate Accertarsi che sia trascorso l intervallo di tempo Non possibile inviare il comando di Controllare lo stato delle condizioni alimentazione del circuito pneumatico necessarie per eseguire l operazione sulla Circuito parte sinistra del monitor Verificare che non vi sia presenza sui tappeti di sicurezza pneumatico ed il pulsante di emergenza PE3 non sia premuto Non possibile inviare il comando di Controllare lo stato delle condizioni Altatensione alimentazione del sistema di alta necessarie per eseguire l operazione sulla tensione parte sinistra del monitor 46 I pulsanti PE1 PE2
50. sono per diffusione termica trasferiti all esterno del sistema Le diverse fasi operative di un sistema di tipo ISOL in funzionamento sono schematizzabili come segue inizialmente un fascio di particelle della voluta energia proveniente dall acceleratore primario viene fatto collidere con un bersaglio target molto spesso costituito da materiale fissile in questo modo si ottiene la produzione degli isotopi radioattivi tramite reazioni nucleari di vario tipo Attraverso un opportuno sistema i radioisotopi prodotti vengono estratti e ionizzati in questo modo potranno essere accelerati per differenza di potenziale Il primo stadio di accelerazione avviene nel front end che raccoglie gli ioni e li invia verso dei separatori isobari all interno dei quali il fascio viene opportunamente selezionato e purificato i separatori sono quindi necessari se si vuole ottenere un fascio chimicamente ed isobaricamente puro Successivamente gli ioni vengono post accelerati all energia richiesta dal particolare esperimento In ambito europeo le opportunit scientifiche offerte dai ed 1 notevoli problemi tecnologici ad essi associati hanno portato la comunit scientifica proporre la costruzione di una rete di facilities complementari definite di intermedia generazione fondamentali per arrivare alla costruzione di un unica grande facility europea di tipo ISOL chiamata EURISOL tale progetto rappresenta un iniziativa che vede coinvolti i principali lab
51. valvole compre ssa TRU fine pul IN 8 VW2A_on ter_purge_time JpT Water purge time scarico R1 FBI 10 FBI 14 TON RS Chiusura valvole di scarico fine pul chiude scarico IN Q s Pulizia_in_corso tH0s PT ETH abilit_com_2maniR1 R Inizi o pulizia utente R FBI_11 FBI_12 TON RS chiude_scarico abilit_com_2mani IN Q s U VW1_lO t 40s_PT ET R1 10 Il ripristino del flusso dell acqua rende necessaria una nuova operazione di pulizia prima di disaccoppiare il target Etichette troncate Etichetta fne pulizia 11 28 1 34 7 1 1 1 Sezioni 7 1 1 1 11 Pulizia Stampato su 04 03 2010 Autore Rep Progetto 7 1 1 1 11 2 2 Questo documento a XXX e non pu essere riprodotto rilasciato senza preventiva autorizzazione 114 Allarme_generale MAST 1 2 4 5 6 7 al 11 Segnale di allarme generale Main emerg sop ok 5 allame_HT_pt100 arresto HT Allarme Flu 1 Allarme_Flu_2 Allarme_Flu_3 9 GM_ready N_ready superamento_soglia_GM superamento_soglia_N Low_level_ciller Allarme_generale SSA Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 12 Allarme generale Progetto Pagina 7 1
52. vengono indirizzati verso la sorgente di ionizzazione ion source dove sono ionizzati positivamente mediante ionizzazione superficiale favorita dall alta temperatura Contemporaneamente la sorgente viene investita da un fascio laser che permette variando la lunghezza d onda della radiazione emessa di operare una prima selezione delle specie da ionizzare Nell attuale configurazione la linea di trasferimento un tubo sottile di tantalio saldato al riscaldatore contenente il target ad un estremit e connesso meccanicamente alla sorgente di ionizzazione all estremit opposta si veda la figura 1 5 Come accade per il riscaldatore anche il sistema linea di trasferimento sorgente di ionizzazione viene riscaldato mediante dissipazione di potenza per effetto Joule in questo modo la temperatura della sorgente arriva a sfiorare i 2400 C La camera target viene collegata al front end tra i due componenti presente una differenza di potenziale pari a 60 kV ed quindi necessario al fine di evitare il contatto diretto interporre un isolante elettrico come rappresentato in figura 1 6 La differenza di potenziale presente attira gli ioni radioattivi verso il front end in particolare il componente che accoglie gli ioni in uscita dalla sorgente di ionizzazione un elettrodo realizzato in lega di titanio e visibile in 10 figura 1 4 In questo modo si forma il fascio di ioni radioattivi che verr dopo il passaggio attraverso 1 separatori elet
53. 2 2b dettaglio della camera target sottoposta all alta tensione e del primo tratto del canale di trasporto dove avviene l accelerazione per differenza di potenziale Fig 2 2c dettaglio del canale di trasporto e della turbo pompa 2 al centro Gli strumenti visibili sulla superficie del canale sono i deflettori elettrostatici per la focalizzazione del fascio 18 x L impianto schematizzato in figura 2 3 si possono identificare 1 due rami ciascuno dei quali associato ad una pompa rotativa e ad una turbo pompa con rispettive elettrovalvole selezionabili separatamente tramite il monitor touch screen per eseguire l operazione di vuoto L utilizzo delle pompe rotative indispensabile per portare il sistema in condizioni di basso vuoto dell ordine di 107 mbar e poter avviare le turbo pompe che per costruzione non posso operare in condizioni atmosferiche Com era possibile notare anche dalla precedente figura 2 2 le turbo pompe installate hanno dimensioni diverse la prima pi vicina alla camera target deve operare su un volume minore ed ha quindi dimensioni inferiori rispetto a quella installata al centro del canale di trasporto FRONTEND PROTOTIPE INJECTOR SPES A1 1 A2 1 B1 2 B2 2 K NKCA v SN VR1 DN10 X VR2 DN10 SYMBOLS 2212 V1 DN100 DN25 2 DN200 Xr DN40
54. 22 99cu ggu 9 E 0 9uu02701 193 PO gu 9 E 4 3u01108 04 anga ppuosTaid PO zu REST 0411 49do u o H M 5522 8 528 9 yo dos T 9ggu ui 21 3256 e Gg er 5285 o resa TELENA pyu cpu ERE T 9z5u c 855 T u s u l 8 T ogg u 99 9 x OSMIYITOLAA ggu 9 0 lt 20 lt 30 Arz 61 8 9 S v L H 4 LI 191 301 4051 15805 00 con NOISH3A BS 32u9D5 JO SUSA 23H3 i 501915 13365 pig us ue ez gt pog pa TA NOISIAJA 5 1 4 11450 5895 007 v0 T 111 osos DD 5 nov 553 m B PES 35 d 96 p u cpu 6 ou Mess 4755 06 68 ke ud m8 Q 524 5597 9gu 55 310 049dUI9 pgu _ gui Ses 285 in o0J dui9 19100 08844 zw 2528 55 9 gru gu 328
55. 3 8 L impostazione del comando viene effettuata sul monitor touch screen mentre per l effettiva esecuzione necessario premere entrambi 1 pulsanti della pulsantiera 33 presente a bordo macchina per tutta la durata dell operazione il rilascio di uno qualsiasi di essi determina l interruzione fisica del circuito di alimentazione attraverso i rel KM31 o KM32 si veda la figura 3 2 Lo stato della camera target segnalato sia dall apposita scritta sia dalla figura sulla parte destra dello schermo sono inoltre visibili gli stati di transizione durante l attuazione del comando con la segnalazione Opening e Closing E visibile lo stato di alimentazione del circuito pneumatico con una segnalazione nell angolo superiore destro La selezione dell operazione di disaccoppiamento determina la chiusura delle elettrovalvole VW1 IO e VW2 interrompendo il flusso d acqua nel circuito di raffreddamento qualora non fosse gi stato interrotto manualmente Quando si disaccoppia il target per la prima volta dopo aver ripristinato il flusso d acqua attraverso le elettrovalvole VW1 IO e VW2 IO e necessario eseguire un operazione di pulizia per evitare fuoriuscite di liquido potenzialmente contaminato nell installazione definitiva di SPES questa operazione del tutto automatizzata e avviene alla selezione dell operazione di disaccoppiamento qualora fosse necessaria La durata dell operazione di qualche minuto durante la sua esecuzione visibile
56. 4 lt TL E 2 L 3 58 P542020 HMI 2 touchscreen 5330 Ethernet link Ethernet link Ethernet crossover cable to HMI 191530 40 1300 ALIN v 30 NOILYMISIOIY 1 1 30 1194 Y 10 LNWH9 40 1N3 3 JHL NI 03A33S38 Jay 51 91 Tlv S39vWv 30 LNIMAYA JHL 01 218711 389 Sd30N3440 AJISOHLAY 55349 3 38 1039IHL SIN3INOJ 30 MOLIVOINnWHO2 40 351 JHL ANY S33HlQ0 01 1 IMAJ ONY 1N3ND2OQ SIHI 30 945405 m 59 324393 42512150 ININ 373 5345 SPES 02 11 2009 David DATE COMNISS 44 411 scienc exotic beam Connessione eshemet PLC touchscreen ros omw 4 ver 13 00 1 LAST REVISION DATE RE VISIONS SHEET STATUS F SABIK VERSION 8 L 9 6 v L 214 CERNI aoa ans 15805 00 con NOISU3A WAYS 5 ec 501915 13365 penp 3 pg TA NOGIAIA 1591 c 5845 LL II I frosna 5 pu 141 120222 11451 E XA 53 g 201 923 5 3
57. 5 MO eansseJd giu 5255 cai 820 uns 7 Jaquinyo sist gASS DUO TU 0ubas u 8255 10 1278 024 69u 10313039 Id 89u 9 2714 ggu 69 lt 30 0 lt 62 9 9 S L SN 14 EM ans 115805 00 a NOISN3A WAYS B 13365 Tr gt gt 5 ND3HI 85 501816 13365 I 191 18 23 gt pg TA ISVI 11550 c 53 5 5008 11 20 xv LI 1 TT Jess DD 9 1 9540 UU 22 lt gt 0 208 z SES o 3 35 ES zu gzu LIL GIL CHO 601w opw gow 191530 40 1300 ALIN Y 30 NOILYMISIOIY 1 1 30 181194 Y 10 LNYHD 30 1N3 3 3HL NI 03433534 Jay 51 91 Tlv S3OvWv 30 LNIMAYA JHL 01 218711 389 Sd30N3440 ALAOHLAY 55349 3 1 0 189 1039IHL SIN3INOJ 181 30 gow 40 35 JHL ANY 543 10 01 1 ONY 1N3ND2OQ SIHL 30 945405 0 66 1684 209184 e lt 300 lt 92042 63 8 L 9 S 2 L Sw d C oppo EM aoa ans 2158051
58. 8 084 4 0 12831 Y 3HvN935NOJ 0553 834 3 NON 92 D voe gt ovit m af 5 gt a a gt a N o o gt o 177390 O 1134349 yd ILNWAIMIO ILLIBIO 10 WAMISIM YLLW4 3 111905 INNvQ 130 DININIDIVSIA 1 YIYOANOI INOIZ WA ANI IN90 11011453 INOIZYZ 1190 LNY VALSON v vZNJS 12431 Y OLON 91430838 0 OLMMILNOI U 18422111 3 011340500 015300 3880908418 0 12831 Y 5 05538834 3 NON lt 93 094144813 001411 425131750 33113 INON 01139044 n e o o F S PAGINAS e lt gt N x 2 e en o 2 5 e KO s 2 gt s2 de 55 un AO _ 5 23 a au Cz 3 gt gl E h 5 Ph dl gt O lt e 5151915 Lal z H lalz BEH Esa 15 15 5 5 21 13 532 417138 gt 2 5 2 LL gt avoe gt ovie gt 24vDC E 10 4 26 o 27 RELE KM30 DAL PLC COMANDO PNEUMATICA mi33 m134 QSIFEI 11130001 O 11134399 yd ILLIBIO ILLOL 10 YLLW4 1 111906
59. Attivita formativa breve Utilizzo di PLC nel progetto SPES controllo di sequenze operazionali e di sicurezza dell iniettore di fascio Laureando David Bof Relatore Mauro Bisiacco Correlatori Alberto Andrighetto Luciano Costa Corso di laurea in Ingegneria dell Automazione Padova 30 09 2010 Anno Accademico 2009 2010 Indice Introduzione 1 progetto SPES ai Laboratori Nazionali di Legnaro produzione ed utilizzo di fasci di ioni esotici 1 Premessa 1 2 Il progetto SPES 1 3 Il sistema di controllo EPICS Il prototipo di Front End l impianto da vuoto 2 Premessa 2 2 Descrizione Tm 2 3 Funzionamento dell impianto Il prototipo di Front End circuiti di sicurezza e di interlocks funzionamento del PL C 2 3 1 Le normative vigenti 3 2 Protezione delle persone 3 2 1 Dispositivi di sicurezza 3 3 PLC 2 gestione della sicurezza e sequenze operazionali 3 3 1 L interfaccia operatore monitor a schermo tattile 3 3 2 La sezione Power 3 3 3 La sezione Target 3 3 4 La sezione Access 3 3 5 La sezione Water 3 3 6 La sezione Status 3 3 7 La sezione Alarm 3 3 8 L operazione di pulizia 3 3 9 Arresti di emergenza 4 Conclusioni 5 Appendice 11 14 15 19 22 26 26 27 28 29 31 35 38 41 42 42 43 44 45 Introduzione Dall inizio del ventesimo secolo la fisica nucleare esplora i confini della natura per produrre materia mai oss
60. NOO 6 01110011 214 NNOO 9 0210 353 Z 0INTON 214 NNOO 1 006 214 9 008 9 YISHINOL 9 1d NN02 041 HT IHOIVIN3AITV y 02 9 m 214 ON 3NOIZIH9S30 00 5 k 8 35384 2 02 7 I TVdIONIHd VANIT 026 INIOYd O RIVIWWOS 100 41 0 02 7 0 010 00 021 GL TR gu uojduoseg eueujesus Jesus nnt m E uogduoseg 19945 8 2 9 2 54 9 L 9 5 jgdiouud eeu 1 pur 1401 168729 Jpenp 3 11550 oJponb 04 pnbop 95814 IQA DA0411913 Nt Tt T a m 3 3 1 3 8 81 2 gt M gt 23 21 Yl 6 q 9 9 d2 3 H099 2234425 y 2 L CERNI aoa ans 15805 00 a MAYS JO zc 501715 13365 NNI JIYA 1571 E 75s 850271790 Bm CE d ssosa3sa DD NW 223 avs 2 Jld gt 3 NI TL 2 1404 V 3149199341 3NOISN3L VZN3S3Hd 3401 91 935 23 296027002 25 p V dh 2 H093 19p eug2s 1 15981009 0 4 9 13 84 35 91 LIT PAIN e
61. SYA00F m lt 279 Ivano lt DIO 3 2 L 191530 40 1300 ALIN v 30 NOILYMISIOIY 1 1 30 1194 Y 10 LNYHD 40 1N3 3 JHL NI 03A33S38 Jay 51 91 Tlv S39vWv 30 JHL Ol 218711 389 Sd30N3440 AJISOHLAY SS3udxi LNOHLIM 38 1039IHL SIN3INOJ 30 MOLIVOINnWHO2 40 351 JHL ANY SYIHLO 01 1 IMAI ONY 1N3NDOOQ SIHI 30 945905 3 55 41 A A PE 191530 40 1300 ALIN v 30 NOILYMISIOIY 1 1 30 181194 Y 10 LNWH9 30 1N3 3 JHL NI 03433534 Jay 51 91 Tlv S3OvWv 40 JHL 01 218711 389 581083330 ALISOHLAY 55349 3 LNMOHLIM N3QQIB303 189 1039IHL SIN3INOJ 30 MOLIVOINnWHO2 80 ISN JHL ANY S33HlQ0 01 II IMAI ONY 718340200 SIHI 30 945405 56 PLUG F SHUKO PLUG F SHUKO M6 M7 M8 UNIVERSAL UNIVERSAL Presa 2 Presa 1 morsetto 10mm2 d M 324993 42512150 ININ 373 5345 syEl SPES 04 11 2099 Bol David DATE COMMISS CHECK RE VISIONS LAST REVISION DATE SHEET STATUS SABIK VERSION F IN N exotic beams for scienc 2 5 w 2 omw ros 50881 ver 13 00 1 8 L 9 5 y 41 EC m
62. V M valve open command Automatic AND OUT EAC TON isset after delay Extr_LS_zero ojIN2 TON Extr_Bothcontrols locked IN 0 EV M pilotA The controls automatic and manual are t PT ET INI Extr LS max olIN2 OUT disabled until the movement dops Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 17 Extractor Automatic Control Progetto Pagina 7 1 1 1 17 11 Questo documento a XXX e non pu essere riprodotto rilasciato senza preventiva autorizzazione 119 Segnasi_to_EPICS MAST 1 2 4 5 6 7 Gestione dei segnali da inviare al EPICS Stato circuito 1 normale 0 top emergenza intervento XP S AR Wein Main emerg stop ok EP Teleruttore KM 20 1 chiuso 0 aperto Comando Comando KM20 EP Porte di accesso 1 chius 0 aperte b Porte chiuse EP 1 chiuso 0 aperto 14 Comando KM 10_EP 16 Allarme mancanza flusso acqua Mancanza flusso 17 Mancanza_flusso_EP Allame acqua in esaurimento nel serbatoio 19 Hace Low_level_ciller_EP Blocco movimento elettrodo attivo 22 Blocco_EVM 23 7 1 1 1 Sezioni
63. VW2 IO Target water cooling system purge in progress Please wait 3 3 6 La sezione Status Vengono visualizzati in questa schermata fig 3 18 lo stato di alcuni segnali di particolare importanza per la diagnostica ed il funzionamento dell impianto provenienti dal campo o dal PLC 1 dell impianto da vuoto Si riporta di seguito una lista dei segnali presenti brevemente descritti Compressed air pressure pressione dell aria compressa necessaria a garantire la corretta esecuzione di tutti 1i comandi inviati al sistema pneumatico state stato del PLC 1 dell impianto da vuoto deve essere in run senza errori alarm ok segnalazione di eventuali allarmi dal PLC 1 Vacuum state condizione del vuoto all interno del canale del Front End Room air humidity percentuale di umidit dell aria nella zona del Front End una percentuale elevata incrementa il rischio di scariche in aria Cooling water resistance resistivit dell acqua dell impianto di raffreddamento necessaria a garantire l isolamento della parte in alta tensione ed evitare dispersioni verso terra High voltage system state stato di alimentazione del sistema di alta tensione Room air flow stato dell impianto di condizionamento dell area Front End Room air temperature temperatura dell aria nella zona del Front End Cooling water flow stato del flusso impianto di raffreddamento Cooling water temperature temp
64. a accesso_b tema OK sgancio porta 08 PU_apertura_atti vo segn_luminosa_verde Ej Inizio procedura di uscita dalla gabbia avvio del timer peril in corso Q1 segn luminosa ar segn acustica Completamento della ronda una volta premuto il pulsante di ronda deve essere registrata un apertura una seguente richiusura della porta di accesso ulteriori aperture della porta di accesso annullano la condizione di avvio le rendono necessaria la ripetizione della ronda Stato delle porte di accesso 1 chiusa 0 aperta i 1 IM 2 0 ronda_completata Tempo massimo per concludere la ronda un suo superamento resetta le condizioni raggiunte e rende FBI 1 Tempo necessaria la ripetizione della ronda Scaduto il tempo perripetere la ronda necessario aprire e richiudere la porta di accesso RS TON Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 6 Ronda Progetto Pagina 7 1 1 1 6 1 2 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 105 tempo_ronda_superato f R1 time PT ET Round time passed ronda completata possibile estrarre manualmente il pistone di messa a terra abilitaz_estraz_terra
65. a 61 KM20 VW1 ok DI 1 2 62 VW2_ok 63 Etichette troncate Etichetta Alarme Flu 1 3 7 Alarme Flu 2 3 25 Alarme Flu 3 3 43 IPU Reset alarme Flu 2 20 2 38 2 56 Target chiuso 7 25 0 7 VWI pulizia 6 7 VW2 pulizia 6 25 Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 8 Flusso acqua Progetto Pagina 7 1 1 1 8 3 3 Questo documento a XXX e non pu essere riprodotto rilasciato senza preventiva autorizzazione 110 Accesso_bloccato MAST 1 2 4 5 7 11 Gestione dell accesso alla gabbia Il PLC blocca la porta se presente una delle condizioni seguenti situazione non scura Alta tensione alimentata Superamento della soglia massima radiazioni Gamma Superamento della soglia massima di neutroni Valvola fascio protoni aperta Mancanza del segnale Ready dagli trumenti di rilevazione delle radiazioni intervento pulsanti di lemergenza Teleruttori KM 10 KM 11 e KM12 chiusi Alta tensone alimentata si ta d KM T chiuso KM T usai KM 12 Finecorsa valvola beam protoni aperta Valvola beam protoni aperta fc_BV_up Rilevatore radiazioni Gamma pronto Raggiungimento soglia superiore radiazioni Gamma Allarme superamento soglia radiazioni Gamma imr
66. a c un tempo massimo fissato 90 secondi per ricevere il segnale di flusso regolare dai rispettivi flussometri installati sulle linee l assenza del segnale per un periodo superiore a tale valore genera un allarme di mancanza di flusso e comanda la chiusura automatica dell elettrovalvola per evitare eventuali allagamenti L allarme visibile sulla linea che l ha generato tramite un segnale intermittente giallo alla sua comparsa viene reso visibile il pulsante di RESET sull angolo inferiore destro dello schermo fig 3 15 Power Acceess Water Target cooling systems table derf ttor protonic Obling system VW2i VW2o VWl1i amp Water Fig 3 15 Lo stato delle elettrovalvole segnalato sia dall apposito comando sulla sinistra dello schermo sia sulla figura di destra l apertura corrisponde ad una colorazione rossa del simbolo dell elettrovalvola La schermata visualizza inoltre lo stato del livello di liquido nel serbatoio esterno la figura non aggiornata in tempo reale tuttavia vi un allarme associato ad un galleggiante nel serbatoio quando l acqua sta per esaurirsi La comparsa di tale segnale avvia la procedura automatica di sicurezza per l arresto del sistema di riscaldamento ed un messaggio di avviso compare nello schermo riportando il countdown aggiornato fig 3 16 lo spegnimento automatico avviene dopo 2 ore dall attivazione dell all
67. a sulla parte destra dello schermo sono visibili gli stati di transizione durante l attuazione del comando con la segnalazione Opening e Closing E visibile inoltre lo stato di alimentazione del circuito pneumatico con una segnalazione nell angolo superiore destro La schermata disponibile rappresentata in figura 3 7 L apertura della valvola determina il blocco della manovra delle pinze l abilitazione del controllo dell estrattore e delle operazioni di vuoto e prevuoto nel PLC 1 Vacuum system Alla richiusura della valvola si ripristinano le condizioni logiche pre esistenti cio la manovra delle pinze viene riabilitata l estrattore rimane bloccato in posizione 0 e le operazioni di vuoto e prevuoto sono disabilitate L impossibilit di eseguire la messa in vuoto del canale a valvola chiusa una condizione indispensabile a preservare l integrit del target presente all interno della camera diversamente verrebbero infatti a crearsi violenti scompensi di pressione fra la camera a pressione atmosferica ed il canale gi in condizioni di vuoto al momento dell apertura Power Target Access Water Status VO Clamp Extractor Power ON 5 Extractor Not at ZERO pen Operations Fig 3 7 Open e Pinze il controllo delle pinze possibile solo quando non stato premuto uno dei pulsanti di arresto di emergenza la valvola VO in posizione chiusa e non vi alcuna presenza sui tappeti di sicurezza fig
68. adibita al controllo dell accesso alla gabbia e del movimento del pistone di messa a terra viene inoltre riportato lo stato in tempo reale della ronda e Sezione Water riporta uno schema dell impianto idraulico del Front End aggiornato in tempo reale e consente il controllo delle elettrovalvole adibite alla circolazione dell acqua segnala inoltre l operazione di pulizia quando in corso e Sezione S atus riporta un elenco di segnali con rispettivo stato relativi all impianto di sicurezza ed alla comunicazione con il PLC 1 dell impianto da vuoto e Sezione Alarm riporta un elenco cronologico delle segnalazioni di allarme avvenute con relativa descrizione data ed orario di comparsa 29 Power arget Access ater Status Alarm Compr air p Room Air f PLC 1 state Room Air temperature PLC 1 Alarm OK Cooling ater flow acuum state Room Air humidity Coolinc ma radiation monitor 2 cU Gamma radiation ley tron radiation monitor i Neutron radiation level OK Fig 3 3 ready 3 3 2 La sezione Power suddivisa nelle tre sottosezioni relative al trasformatore di isolamento all impianto pneumatico ed a quello di alta tensione Per ognuno di essi possibile controllare l alimentazione l operazione di spegnimento sempre possibile mentre per quella di accensione devono essere verificate segnalazione verde le condizioni riportate nelle rispettive schermate La mancanza di una singola condizione non rende p
69. arme 40 Chiller water low level signall The Heater system will be automatically shut down in 119 minute s Check chiller water level Do you want to stop the automatic shut down ofthe heater system Chiller Water Level Low t Fig 3 16 La conferma manuale dell operatore pu essere inviata sia localmente dal pannello a schermo tattile sia tramite il controllo EPICS L allarme non impedisce di continuare le operazioni sul Front End tuttavia consigliabile tenere sotto controllo il livello di liquido residuo e procedere al pi presto al riempimento del serbatoio Un pulsante di informazione visibile all interno della raffigurazione del serbatoio angolo inferiore sinistro finch presente il segnale di allarme di livello basso Premendolo appare un messaggio che notifica la disabilitazione dello spegnimento automatico e ricorda di mantenere sotto osservazione il livello del liquido In questa schermata vengono visualizzate infine le operazioni eseguite durante la pulizia del circuito per ulteriori dettagli sull operazione vedere sezione dedicata in seguito come raffigurato in fig 3 17 sono visibili gli stati di apertura delle elettrovalvole di scarico dell acqua all interno del serbatoio frecce di colore azzurro e dell ingresso di aria compressa nel circuito frecce di colore giallo chiaro Durante l operazione di pulizia non possibile comandare le elettrovalvole VW1 IO e
70. ata raggiunta la soglia di alto vuoto il PLC provvede ad isolare 1 rami delle turbo pompe che successivamente vengono disalimentate e sono mantenute in funzione le sole pompe rotative e Vacuum operazione di vuoto selezionabile sia all avvio sia durante il funzionamento in modalit Fore Vacuum Se l impianto viene avviato con le soglie di basso vuoto non raggiunte viene prima effettuata l operazione di prevuoto successivamente vengono alimentate le turbo 21 pompe e controllate le elettrovalvole Vx e VBx per raggiungere l alto vuoto dell ordine di 107 mbar Il raggiungimento delle soglie segnalato tramite le spie presenti nel monitor Se la modalit viene selezionata con il canale di trasporto gi in condizioni di basso vuoto il PLC provvede a gestire direttamente i rami delle turbo pompe con le rispettive elettrovalvole e Stand by le valvole di accesso al canale di trasporto vengono chiuse per mantenere il livello di vuoto raggiunto lo stato delle pompe rotative e delle turbo pompe rimane inalterato e Venting operazione di rientro necessaria quando richiesta la sostituzione della camera target Per l esecuzione di questa operazione necessario che i sistemi di riscaldamento ed alta tensione siano spenti stato segnalato dal PLC 2 che li gestisce Se le condizioni sono soddisfatte il PLC 1 controlla le valvole e VR2 per riportare il canale a pressione atmosferica durante l operazione di rientro le turbo pompe vengono isolat
71. ati su di esso a fini di studio corrispondono all utilizzo finale e possono pertanto essere condotti ugualmente con le dovute cautele La normativa prevede inoltre che venga eseguita un analisi dei rischi presenti sulla macchina Questo non rientra nelle competenze di chi progetta la gestione della sicurezza ma sono stati comunque individuati dei punti critici che rappresentano le situazioni di maggiore pericolo nell utilizzo Tutte le misure di protezione adottate sono del pi alto grado possibile in riferimento alla normativa EN 954 1 abrogata dall attuale Direttiva Macchine 2006 42 CE che la sostituisce con le norme EN ISO 13849 1 ed EN IEC 62061 Pi in dettaglio la norma EN ISO 13849 1 di fatto la nuova versione della EN 954 in ambito di sicurezza funzionale dei sistemi di controllo elettrici elettro meccanici pneumatici ed idraulici di una macchina La norma IEC 62061 derivante dalla IEC 61508 riguarda la sicurezza dei dispositivi elettrici elettronici ed elettronico programmabili che svolgono funzioni di sicurezza Il vigore della vecchia EN 954 1 stato comunque prorogato fino al 31 12 2011 in concomitanza alle nuove norme per questo motivo molti dei dispositivi utilizzati risultano certificati secondo le categorie di tale normativa Oggetto di analisi stata anche la scelta sull impiego o meno di PLC di sicurezza Considerando il complicato iter normativo per la loro certificazione che prevede oltre all approvazione della
72. blocco EVM 6 44 Set blocco pinze 5 14 nin 11 7 segnale in aria 1 36 2 6 target chiuso 1 6 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Autore Rep Progetto 7 1 1 1 1 Controllo VO Pagina 7 1 1 1 1 3 3 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 98 Controllo_pinze MAST 1 2 4 55 6 7 8 9 t Controllo movimento delle pinze Le pinze sono comandate tramite la pulsantiera all interno della gabbia Sul monitor touchscreen possibile impostare l operazione di accoppiamento o disaccoppiamento della camera target L operatore deve mantenere i contatti sulla pulsantiera chiusi per tutta la durata dell operazione il rilascio di un singolo pulsante determina l intemuzione dell alimentazione al quadro pneumatico attraverso i rel KM31 KM 32 Al termine dell operazione di accoppiamento viene abilitata la condizione che permette l apertura della valvola VO L operazione di disaccoppiamento abilitata solo dopo che stata eseguita l operazione di pulizia del circuito dell acqua iper evitare fuoriuscite Se viene eseguita l operazione di accoppiamento senza aprire la circolazione dell acqua il disaccoppiamento rimane abilitato La movimentazione della valvola inibisce la selezione delle operazioni di accoppiamento o disaccoppiamento del target Selezione ope
73. cina alle richieste del progetto SPES questo ha portato alla scelta di una soluzione commerciale rappresentata dall acceleratore Cyclone 70 sviluppato dalla IBA il quale in grado di fornire due fasci di protoni indipendenti fino a 70 MeV di energia ed aventi una corrente massima di 750 e Target di produzione e sistema di estrazione e ionizzazione entrambi gli apparati sono contenuti all interno di una camera di forma cilindrica camera target figura 1 4 la quale viene raffreddata mediante un opportuno circuito viste le elevate temperature in gioco Sempre a causa delle alte temperature per evitare l ossidazione dei componenti presenti l interno della camera viene mantenuto in condizioni di alto vuoto con pressione dell ordine dei 10 mbar la cui tenuta garantita dall utilizzo di un O ring condizioni di vuoto cos spinte sono necessarie anche per aumentare il cammino libero medio delle particelle radioattive prodotte Il volume della camera delimitato da una flangia plate e da un coperchio cover entrambi realizzati in lega di alluminio e raffreddati in modo da poter dissipare la potenza di circa prodotta nella zona target EXTRACTION AND IONIZATION SYSTEM TARGET COVER gt Fig 1 4 Configurazione della camera Target Per quanto riguarda invece il processo di estrazione esso avviene mediante la linea di trasferimento transfer line attraverso la quale gli isotopi in uscita dal target
74. d 224 1201019631012 ie 5395 5007607 via 1 INOISIA 34 35 85 3HO1VWJOJSV4I 105 1135592 PES a 21 05 sr i YE 3 I 1 1 1 1 I a cst 3258 9 9 99 2887 12 8 q og MZ 0014 AG 00114 00114 2238 OOQAC IAVNSHXd Je 3018 114 O000At LAVNGHXd 494 3018 INNI ODOA LAYNS4XAd 394 1018 INNI m 2 cao O 6 O O 0 ad O 00 b 2303 822 9 21 02 zz Sul 231 zzo qua 814 0195394 IH 2554 14014109 34008331 193 405 Jld 2529 Soze CES E g lt lt NI rs e T w EY 5 14 x i 76 g 4 9 G M L 94 928 iwa 715051 1 716051 MAYS JNOISU3A 9 94 71301 0150 66 vuova 18214004 die u ual Dzza nal NINI naasa INDISIAIY YN 3 pu3 1 1 cg 211215 021211215 1 as 60057 r0 E I INOISIA 34 153 8 8 2 4052 0 NI TE 3 LINDO S 21802 5 I VINOJ 5
75. d eccezione del modulo XPS BA5120 che rientra in categoria 1 secondo la norma EN 954 1 tutti i moduli impiegati appartengono alla categoria 4 e come tali sono certificati da ente notificato presso C E e prevedono la ridondanza dei contatti controllati Le funzioni svolte dai singoli dispositivi in dettaglio sono e Dispositivo XPS AR311144P situato nel quadro QS2FEI collegato ai due pulsanti di emergenza a fungo presenti nell area del Front End uno interno ed uno esterno alla gabbia I pulsanti sono collegati in serie ed entrambi dotati di doppio contatto normale chiuso per aumentare il livello di sicurezza Alla pressione di uno qualsiasi dei due pulsanti di emergenza il dispositivo agisce sui teleruttori KM21 KM22 quadro QS2FEI e KM13 KM14 quadro QS3FEI effettuando quindi l interruzione di tutte le linee di alimentazione ad eccezione di quella del quadro QSIFEI Lo stato di intervento del dispositivo inoltre acquisito dal PLC 2 27 che lo utilizza per una segnalazione nel monitor touch screen Tramite 1 contatti ausiliari del teleruttori viene effettuata la sorveglianza dello stato degli stessi e Dispositivo 5 132 collocato nel quadro QS3FEI effettua il monitoraggio delle coppie di interruttori magnetici di sicurezza installati in ognuna delle due porte di accesso alla gabbia Il collegamento degli interruttori al dispositivo realizzato in serie e l apertura di una delle due porte determina l intervento del dispositivo
76. del comando 3 3 PLC 2 gestione della sicurezza e sequenze operazionali Come gi precedentemente accennato il PLC 2 installato all interno del quadro QSIFEI ed interfacciato con un monitor touch screen tramite collegamento seriale implementa sia la funzione di sicurezza sia la gestione delle sequenze operazionali eseguibili sul prototipo di Front End Essendo questi due aspetti profondamente legati ai fini di una maggiore chiarezza si preferisce fornirne una descrizione congiunta evitando quindi di distinguere gli aspetti di sicurezza sia ai fini della protezione delle persone che dei macchinari da quelli operazionali Nel corso della sezione verr quindi presentata la realizzazione del programma implementato nel controllore e la sua interfaccia grafica con l operatore analogamente a quanto gi fatto per la parte del sistema da vuoto nel capitolo 2 La descrizione seguir la linea espositiva gi adottata nel manuale d uso allegato che costituisce la parte finale del lavoro svolto nel periodo di tirocinio 28 Il manuale completo di una tabella riassuntiva contenente le possibili condizioni di guasto suddivise per categorie riscontrabili durante l utilizzo del prototipo di Front End per la parte che compete al controllore PLC42 e le relative azioni da intraprendere per risolverli E stata stilata inoltre una tabella che raffigura i vari interlocks implementati al fine di rendere il funzionamento il pi chiaro possibile anche a
77. di sicurezza che v ad interrompere la linea di alimentazione al generatore di alta tensione FUG agendo sui teleruttori KM11 KM12 Lo stato dei teleruttori sorvegliato tramite l utilizzo dei contatti ausiliari la posizione di ogni coppia di interruttori magnetici inoltre acquisita dal PLC e Dispositivo XPS AK311144P situato nel quadro QSAFEI effettua il monitoraggio dei tappeti di sicurezza installati a bordo del prototipo Front End si veda la figura 3 2 e del pulsante di emergenza presente nella pulsantiera di comando a due mani La sua azione interessa i rel KM33 KM34 nella linea di alimentazione delle pinze e della valvola VO impedendone quindi la movimentazione alla presenza di personale nelle immediate vicinanze Lo stato di intervento del dispositivo viene acquisito dal PLC 2 ed utilizzato per una segnalazione visiva nel monitor touch screen e Dispositivo XPS BA5120 collocato nel quadro QS4FEI collegato ai pulsanti della pulsantiera di comando a due mani La sua azione interessa rel 31 32 si veda la figura 3 2 comandandone la chiusura solo in corrispondenza della pressione di entrambi i pulsanti Questa misura di sicurezza impone l utilizzo di entrambe le mani per le operazioni di accoppiamento e disaccoppiamento della camera target ed operando congiuntamente ai tappeti di sicurezza elimina di fatto il rischio di schiacciamenti dovuti agli organi meccanici anche da parte di terzi soggetti non impegnati nell attuazione
78. di tutti gli aspetti ad essa collegati cosi come descritto nei successivi capitoli del presente elaborato Capitolo 1 Il progetto SPES ai Laboratori Nazionali di Legnaro produzione ed utilizzo di fasci di ioni esotici 1 1 Premessa Le propriet degli elementi presenti in natura sono determinate dalle unit costituiscono suoi atomi le proprieta chimiche sono dovute principalmente alla nube elettronica esterna mentre le propriet fisiche sono dovute alla combinazione di atomi disposti ed organizzati in reticoli cristallini La maggior parte della massa dell atomo del 99 9 si concentra nel nucleo il quale un entit composita costituita da protoni particelle a carica positiva e neutroni particelle elettricamente neutre chiamati entrambi nucleoni ed aventi massa circa 1800 volte grande degli elettroni La stabilit del nucleo garantita dalla presenza di una forza di attrazione tra 1 nucleoni molto intensa definita interazione forte tale forza si manifesta con efficacia a distanze inferiori alle dimensioni nucleari e bilancia la repulsione elettrostatica tra 1 protoni carichi positivamente A causa della sua notevole intensit l interazione forte vincola il moto dei nucleoni attorno alla massa nucleare centrale e conseguenza di ci che la rottura del nucleo richiede molta energia I nuclei stabili possiedono approssimativamente ugual numero di neutroni e di protoni e costituiscono la cosiddetta
79. e portare l estrattore il PLC controller 1 movimento per eseguire il comando Al primo avvio dell impianto opportuno eseguire l operazione di calibrazione automatica selezionabile con l apposito pulsante situato nella parte inferiore destra dello schermo fig 3 11 la procedura di autoapprendimento serve ad acquisire i valori dei parametri corrispondenti alla posizione 0 ed a quella massima da cui si ricava la scala percentuale di posizionamento consigliabile ripetere l operazione nel caso in cui la reale posizione dell estrattore del fascio possa risultare diversa da quella autoappresa in precedenza La posizione aggiornata in tempo reale rappresentata sia numericamente sia dalla figura variabile presente nello schermo Il raggiungimento del limite massimo o minimo sono segnalati da apposite spie Associato all estrattore c un allarme che scatta nel momento in cui entrambi i finecorsa risultino aperti per un periodo superiore ai dieci secondi condizione che evidentemente non verificarsi nel funzionamento normale 35 Power Target Access Water Status V Gamps Extractor Local Remote Controls Manual 1 0 Fig 3 10 Go Power Target Access Water Status Gamps Extractor Auto X jJjtuning 3 3 4 La sezione Access La schermata fig 3 12 rappresenta lo stato del pistone di messa a terra con 1 relativi controlli lo stato della porta di accesso alla gabbia chiu
80. e dal resto del circuito per evitare di danneggiarle e Valvole V1 e V2 possibile controllare manualmente le valvole per isolare il canale di trasporto Il controllo indipendente e non viene modificato dal PLC 1 nell esecuzione delle operazioni e Controllo 20 permette la gestione del flusso d acqua nel circuito di raffreddamento delle turbo pompe La scheda Alarms riporta infine una cronologia delle allarmi che si presentano durante il funzionamento dell impianto per ogni segnalazione presente una descrizione con la data ed il rispettivo orario di comparsa 22 Capitolo 3 H prototipo Front End circuiti di sicurezza e di interlocks funzionamento del PLC 2 3 1 Le normative vigenti Il primo passo fondamentale per la progettazione del sistema di sicurezza quello di individuare la posizione del prototipo di Front End in esame all interno del panorama normativo in vigore Una prima distinzione deve essere quindi effettuata per decidere se l oggetto rientri nella categoria impianti od in quella macchine diversamente regolamentate Per quanto riguarda gli impianti attualmente in vigore il DM38 2008 nel quale possibile trovare la seguente definizione presente decreto si applica agli impianti posti al servizio degli edifici indipendentemente dalla destinazione d uso collocati all interno degli stessi o delle relative pertinenze Se l impianto connesso a reti di distribuzione si applica a partire dal pu
81. e elettrovalvole VW1 IO e VW2 Lo stato dell operazione pu essere monitorato nella schermata Water per tutta la durata dell operazione inoltre visibile un messaggio di avviso sullo schermo 3 3 9 Arresti di emergenza La pressione di uno qualsiasi dei due pulsanti di arresto di emergenza 1 PE2 situati uno all interno PE2 ed uno all esterno della gabbia PE1 determina l interruzione dell alimentazione ai quadri QS2FEI 5 QSAFEI e quindi l arresto dell intero impianto Lo stato segnalato dalla comparsa del corrispondente allarme nel monitor touch screen per la ripartenza necessario premere il pulsante di RESET situato sulla porta del quadro QS2FEI ed all esterno della gabbia nel caso l arresto avvenisse in condizioni di porta di accesso bloccata e quindi il quadro situato all interno della gabbia non fosse raggiungibile presente un ulteriore pulsante per l arresto di emergenza PE3 sulla pulsantiera del comando a due mani situata a bordo macchina la sua azione riguarda solo il circuito di alimentazione dell impianto pneumatico attraverso i rel KM33 e 34 situati all interno del quadro QSAFEI L intervento sui rel KM33 e KM34 associato anche ai tappeti di sicurezza e non quindi possibile distinguere quale delle due cause abbia determinato l interruzione del circuito L intervento del dispositivo XPS AK segnalato sul monitor touch screen con la presenza di un messaggio di avviso questo perma
82. e non pu essere riprodotto rilasciato senza preventiva autorizzazione 117 8 MUX K OUT Extr_Bstep 10 411 0 Extr_Bstep_rem IN1 Autore 7 1 1 1 Sezioni Rep 7 1 1 1 15 Extractor Mode Selection Progetto Stampato su 04 03 2010 7 1 1 1 15 2 2 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 118 Extractor_ Automatic_ Control MAST 10 20 30 40 50 60 70 Extractor movement automatic control Local Comparison between the current and desidered postion If desidered current position then the extractor ismoved backward Unlessthe zero position is reached The EV OW valve open command A 1 Automatic is set after AND TON delay OUT IN Extr_EV_CW pilotA N2 55 IPT desidered gt current position then the is moved forward unlessthe max position is reached The EV CCW valve open command 2 TON 2 Automatic is set after 8 9 delay AND TON INT OUT IN _Extr_EV_CCW pilotA N2 1855 4 The movement sartswhen the GO command isrecived in thisperiord the EV M isopen until the desidered and current positionsare equal orthe zero positionsare reached 2 The E
83. eratura dell acqua impianto di raffreddamento Target chamber surface temperature temperatura superficiale della camera target Heating system state stato del sistema di riscaldamento del target Gamma neutron radiation monitor ready segnale di strumento di rilevamento radiazioni Gamma neutroni acceso Gamma neutron radiation level OK soglia di radiazioni Gamma neutroni non superata nell area del Front End Power Ta Fg et Access fare Room Air flow Room Air temperature PLC 1 Alarm OK Cooling Water flow Vacuum state Ro ir humidity Cooling Water resistance High Voltag ma radiation monitor A nn 24 Gamma radiation level OK n radiation monitor Fig 3 18 EON Neutron radiation level OK 42 3 3 7 La sezione Alarm Viene riportata in questa schermata fig 3 19 una cronologia degli allarmi che si sono presentati durante il funzionamento dell impianto Per ogni allarme presente la descrizione la data e l orario di comparsa Con il pulsante situato nell angolo inferiore sinistro dello schermo possibile cancellare gli allarmi segnalati Power arget Access Water Status Ala Description E gt Chiller Water Level Low 01 11 09 22 33 08 AAA A AA i 11 E Ex Y 4 11 y ef a np M 1 11 aaa xPaa sss m Hr cr m mIII Ze
84. ervata prima in laboratorio tale tendenza ha portato nel corso degli anni all affinamento delle ricerche di base e allo sviluppo di nuove e complesse tecnologie che hanno avuto riscontro pratico in un gran numero di applicazioni nel campo della medicina dell industria e della fisica applicata arrivando in molti casi ad influenzare usi e costumi della societ come ad esempio il Web sviluppato presso i laboratori del CERN di Ginevra Nel corso degli anni l Europa si concentrata nel campo della ricerca nucleare pianificando la costruzione di una nuova generazione di facilities per la produzione di fasci radioattivi con lo scopo principale di esplorare la materia esotica ed inoltre con la finalit non meno importante di fornire un valido strumento per applicazioni di tipo medico ed industriale In tale contesto opera attivamente anche l Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN di Legnaro con il progetto SPES Selective Production of Exotic Species tale progetto prevede la costruzione di una facility per la produzione di fasci di ioni radioattivi ricchi di neutroni neutron rich e di alta qualit nel range di massa compreso tra 80 e 160 uma Unit di Massa Atomica La produzione di fasci di ioni radioattivi richiede l impiego di tecnologie estremamente complesse ed innovative in particolare come sar descritto in seguito il progetto SPES prevede la produzione all interno di un bersaglio target in carburo di uranio di specie radi
85. gli utenti non specializzati si vedano gli allegati 1 e 2 in appendice Per ragioni di brevit si ritenuto opportuno tralasciare dal presente lavoro di tesi la documentazione tecnica inerente il 2 in appendice si veda l allegato 8 riportato il programma strutturato in linguaggio Ladder su richiesta esplicita dei responsabili di progetto SPES caricato nel controllore ed opportunamente commentato in ogni sua parte Si allegano inoltre gli schemi elettrici dei quadri QSIFEL QS2FEI QS3FEI e QSAFEI si vedano gli allegati 4 5 6 e 7 che costituiscono insieme al lavoro svolto sul PLC 2 l obiettivo principale del tirocinio presso i Laboratori Nazionali di Legnaro La loro consultazione utile a comprendere le interconnessioni fra i vari quadri gi precedentemente presentati negli schemi riepilogativi dell impianto complessivo si vedano le figure 3 1 e 3 2 3 3 1 L interfaccia operatore monitor a schermo tattile La figura 3 3 rappresenta la schermata iniziale visualizzata all avvio del quadro nel monitor touch screen L impianto diviso in 5 sezioni principali alcune delle quali sono a loro volta suddivise in sottosezioni e Sezione Power permette il controllo dell alimentazione del trasformatore di isolamento dell impianto pneumatico e del sistema di alta tensione e Sezione Target visualizza il controllo per movimentare la valvola VO le pinze di accoppiamento della camera target e dell estrattore e Sezione Access
86. iali infrastrutture in modo da garantire la sicurezza in termini di radio protezione La facility SPES prevede inoltre la realizzazione di una Neutron Facility attraverso l impiego di un secondo fascio di protoni ad alta intensit La Neutron Facility un obiettivo secondario del progetto SPES ma permette comunque importanti applicazioni mediche ed interdisciplinari Nella figura 1 3 riportata una rappresentazione schematica in cui sono visibili i componenti principali che costituiscono la facility RIB per la produzione di fasci di ioni esotici Acceleratore primario Sistemi Front End Post accelerazione Fig 1 3 Rappresentazione schematica della facility SPES Vengono di seguito brevemente descritti 1 componenti principali appartenenti alla facility attualmente in fase di costruzione presso i Laboratori Nazionali di Legnaro e Acceleratore primario ha la funzione di produrre un fascio primario di protoni che deve essere direzionato verso il target nel quale hanno luogo le reazioni nucleari In particolare la facility SPES utilizzer come acceleratore primario un ciclotrone in grado di garantire le performance richieste per la produzione di fasci di ioni esotici ed offre la possibilit di utilizzare una seconda linea di fascio in modo completamente indipendente per alimentare la Proton Facility mercato offre oggi la possibilit di produrre con la tecnologia del ciclotrone fasci di intensit molto vi
87. ioni radioattivi di questo tipo necessaria la costruzione di sistemi acceleratori ed attrezzature facilities capaci di garantire fasci ionici RIB Radioactive Ion Beams di elevata purezza intensit ed energia La maggior parte delle numerose facilities per la produzione di fasci radioattivi attualmente presenti sono basate sul metodo ISOL Isotope Separation On Line schematizzato in figura 1 2 ISOL Facility ACCELERATORE PRIMARIO SORGENTE DI TARGET IONIZZAZIONE FRONT END SEPARATORI ELETTROMAGNETICI POST ACCELERATORE ESPERIMENTI Fig 1 2 schema di una facility di tipo ISOL I principali costituenti di una facility di tipo ISOL come schematizzato nella precedente figura sono e L acceleratore primario driver e Il complesso target sistema di estrazione ed ionizzazione sistema Front End e Il sistema di separazione e charge breeder beam manipulation e Il postacceleratore La tecnica ISOL nata a Copenhagen pi di cinquant anni fa e sviluppata al CERN di Ginevra viene tradizionalmente associata all utilizzo di target spessi nei quali 1 prodotti di reazione sono portati a temperatura molto elevata all interno del target e da questo diffusi in una sorgente di ioni che in uno stadio successivo possono essere opportunamente accelerati e separati il termine on line indica proprio il fatto che il materiale analizzato proviene direttamente dal bersaglio di un bombardamento nucleare 1 cui prodotti
88. itazione chiusura solo con a pressione atm ed elettrodo 0 completamente estratto Impostazione operazione di chiusura VO monde Extr p PU hlas Vo Evo op chiusura VO 08 p_chiusura V0 VO open VO_closing Set att RS op ni iusura attivaz blocco EVM S op apertura V0 R1 Set blocco Non possbile muovere l elettrodo 0 eseguire le operazioni di vuoto e RS prevuoto quando la valvola V0 amp chiusa Blocco blocco dla Rit_sblocco_E alPLC1_blocca_prev_vuoto TON n Rit close TON Invio comando all elettrovalvola Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 1 Controllo VO Progetto 7 1 1 1 1 2 3 Questo documento appartiene a e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 97 9 11 KM33_34_chius EV0_close Wc os V0 open R V0 closing R Etichette troncate Etichetta Posizione 1 Extr 1 6 zero 2 36 33 34 chiusi 8 25 PU apertura VO 3 6 PU chiusua VO 3 36 Rit sblocco EVM 13 47 Ritardo_sblocco_pinze 0 17 Set_att_blocco_EVM G 39 Set att blocco pinze 6 9 Set
89. le dell operatore arresta la procedura 5 Pulsante chiusura Pulsante apertura Reset dell imposazione Impostazione KM20 6 KM20 7 PU_on_KM20 PU off KM20 main emer KM CKM20 1 TON Coman 20 IN 20 ET KM20_delay_time_passed Segnalazione allame per alta temperatura Pulsante di reset allame HT kimi iind _pt100 PU_reset_allame_HT Condizione Rit com 20 Telemuttore KM 20 ilitazi 1 chiuso TON 0 aperto Condizioni di abilitazione KM 20 flusso acqua regolare KM20 allarme a KM20 VW KM20 VW KM20 VW Low leve Comando KM 20 a IN Q f A 1 55 PT ETE Allame_HT_pt100 1 1 Allarme_HT_pt100 Segnalazione arresto per alta temperatura Pulsante di reset allame 7 1 1 1 Sezioni Rep 7 11 14 Controllo 20 Progetto Stampato su 04 03 2010 7 1 1 1 4 1 2 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 102 26 I dia sess Hi pt100 PU_reset_allame_HT Allarme ameso All ito HT 27 lame arresto Rit sop ciller Il sistema stacca automaticamente il riscaldamento dopo 2 ore dall invio TON del segnale di allame per acqua in esaurimento s non una conferma dell operatore Low
90. letamente automatico per la sostituzione della camera contenente il target operazione che nell attuale prototipo viene eseguita manualmente dall operatore Il livello massimo dell alta tensione di estrazione utilizzato nel prototipo di Front End di per motivi di sicurezza e radioprotezione con iniettore a potenziale di terra Nel progetto definitivo si prevede tuttavia l utilizzo di tensioni di estrazione fino a 65kV e il posizionamento dell intero sistema su una piattaforma isolata e portata al potenziale di 250kV Questo aspetto richieder quindi una revisione delle soluzioni adottate per implementare ulteriori sistemi di isolamento e di sicurezza Il Front End finale in qualit di strumento radiogeno non rientrer nella direttiva macchine utilizzata come riferimento normativo per la progettazione del sistema di sicurezza del lavoro svolto in questa tesi 45 Appendice Allesato 1 Si riporta di seguito la tabella che riassume le condizioni di funzionamento dell impianto ed i possibili problemi che possono essere riscontrati suddivisi per categoria di appartenenza con le azioni da intraprendere nel casi Componente Descrizione problema Possibile causa rimedio Non possibile avviare l impianto Controllare lo stato degli interruttori 11 1 nessun quadro alimentato e Il INT SEZ 1 all interno del quadro FRONT END situato nel corridoio All avvio dell impianto sul monitor H monitor touch
91. ne finch una delle due cause di interruzione presente Il sistema e resettato automaticamente alla scomparsa della causa dell arresto 44 Conclusioni lavoro presentato in questa tesi riguardante i controlli automatici e la gestione della sicurezza parte integrante del prototipo di Front End attualmente presente presso 1 Laboratori Nazionali di Legnaro la cul sperimentazione in corso Come gi accennato nel corso dell esposizione esso non costituisce il layout definitivo dell iniettore del progetto SPES ma implementa in buona parte molte soluzioni che saranno adottate anche nella facility finale A questo proposito utile riportare alcuni degli aspetti fondamentali che dovranno essere tenuti in considerazione nella realizzazione definitiva e che non sono stati trattati in questa sede L utilizzo di fasci protonici comporta elevati livelli di attivazione questo un punto critico del progetto SPES che v ad incidere su molteplici aspetti come ad esempio la necessit di rivedere il sistema di pompaggio per il raggiungimento dei livelli di alto vuoto Non sar infatti possibile replicare semplicemente quanto realizzato nel prototipo e presentato nel capitolo 2 Alcune particelle radioattive generate dal target sottoposto al fascio potrebbero entrare nel circuito di pompaggio che non pu quindi prevedere scarichi diretti in aria in quanto potenzialmente contaminanti Dovr inoltre essere progettato un sistema comp
92. nella scheda Water lo stato delle operazioni aggiornato in tempo reale Fino alla conclusione della pulizia presente un messaggio di avviso sullo schermo fig 3 9 La procedura verr descritta in dettaglio nella sezione dedicata Se il flusso d acqua non richiede il ripristino le operazioni di accoppiamento e disaccoppiamento sono eseguibili senza distinzione Power Hanget Access Water Status V Extractor Power ON Gamps Two hand control Disabled Two hand control Not Pushed closed Enable Operations Fig 38 07331760938 34 Power ne Water Status 170 lamps Extractor Target water cooling system purge in progress Closed Operations Fig 3 9 IIS Close e Estrattore la scheda contiene 1 comandi per la movimentazione dell estrattore del fascio di particelle Il suo controllo possibile in locale invio dei comandi dal monitor touch screen o in remoto ricezione dei comandi tramite il controllo EPICS La selezione della modalit si effettua tramite l apposito selettore raffigurato sulla parte sinistra della fig 3 10 Per il controllo locale sono disponibili due modalit di movimentazione 1 controllo manuale diretto si effettua attraverso due tasti che attivano direttamente il motore dell estrattore e richiedono la pressione costante per attuare il comando 2 controllo automatico permette di impostare una posizione desiderata alla quale si intend
93. nistra fig 2 1a e 2 1b vista del cabinet dov e alloggiato il quadro dell impianto da vuoto comprensivo di HMI strumenti di misura e controllo turbo pompe vista interna del quadro dov possibile individuare il PLC con rispettivi moduli 16 L impianto da vuoto costituito da Due pompe rotative con scarico in aria Due turbo pompe a levitazione magnetica 13 valvole suddivise fra il canale di trasporto ed i due rami distinti per attuare le operazioni di vuoto 3 strumenti per un totale di 6 teste di misura 4 utilizzate per le soglie di basso vuoto e 2 per le soglie di alto vuoto il segnale di uscita analogico e per ogni strumento impostabile inoltre una soglia al raggiungimento della quale viene fornito in uscita un segnale digitale Un PLC con rispettivi moduli I O e convertitore ADC Un monitor di interfaccia con l operatore a schermo tattile HMI Human Machine Interface dal quale possibile inviare tutti 1 comandi all impianto e monitorarne lo stato Le figure 2 2a b c rappresentano l attuale stato di realizzazione del sistema Front End In esse si possono individuare alcuni dei vari componenti elencati Camera target Canale di trasporto AAA Testa di misura del vuoto Pompe rotative RP1 RP2 Fig 2 2a vista completa del prototipo di Front End in esame sulla parte destra e visibile anche parte della piattaforma di alta tensione 17 Camera target 30 Materiale isolante Fig
94. nterruzione del circuito di alimentazione dell alta tensione Dopo lo spegnimento dell alta tensione necessario attendere alcuni secondi per la completa scarica dell impianto prima di poter eseguire la manovra di connessione L abilitazione della manovra segnalata dall accensione della lampada bianca nella torretta luminosa 1 e Porta di accesso alla gabbia lo stato della porta di accesso aggiornato in tempo reale fig 3 13 nella figura presente nella schermata essa segnala se la porta aperta o chiusa e nel caso di porta chiusa se possibile l operazione di sgancio dell elettroserratura Non possibile accedere alla gabbia quando gli strumenti di rilevamento delle radiazioni non sono accesi o in presenza di radiazioni quando la valvola del fascio protonico aperta 37 quando alimentato il sistema di alta tensione o quando l asta del pistone di terra sia stata estratta Queste condizioni di blocco dell accesso sono raffigurate nella parte inferiore destra dello schermo quando anche solo una di esse non verificata compare un lucchetto in sovrimpressione sulla porta che segnala l impossibilit di eseguire la manovra di sgancio Lo stato di gabbia accessibile segnalato inoltre sia dalla torretta luminosa 1 lampada verde accesa sia dalla lampada sul pulsante di sgancio della porta situato sul muro alla sinistra della stessa Lo stato di accesso bloccato rilevabile dalla segnalazione rossa sulla to
95. nto di consegna della fornitura Dalla dicitura impianti posti al servizio degli edifici e da quanto successivamente contenuto nel decreto stesso si pu concludere che con la parola impianto si intenda tutto ci che completa l edificio in quanto tale in modo permanente Il prototipo di Front End in esame non rientra quindi propriamente in questa tipologia in quanto pu essere spostato con operazioni pi o meno semplici in qualsiasi altra ubicazione Pertanto pu essere definito come appartenente alla tipologia macchine La normativa di riferimento potrebbe dunque essere basata sulla Direttiva Macchine 2006 42 CE attualmente in vigore Tuttavia al suo interno nell elenco di casi di esclusione dal campo di applicazione possibile leggere le macchine appositamente progettate e costruite a fini di ricerca per essere temporaneamente utilizzate nei laboratori art 1 paragrafo h definizione che corrisponde all uso previsto del prototipo di Front End Nonostante questo sollevi dei dubbi sull effettivo obbligo di applicare tale normativa al caso la progettazione della sicurezza stata effettuata in modo tale da garantire il pi alto grado di protezione possibile previsto dalla direttiva Alla messa in esercizio devono precedere la redazione di un fascicolo tecnico da parte del costruttore riguardante la macchina e l autocertificazione della stessa Tuttavia trattandosi in questo caso di un 23 prototipo 1 test effettu
96. oattive generate mediante bombardamento con un fascio protonico primario del target stesso Gli isotopi che possiedono un tempo di vita medio sufficiente da permettere loro di abbandonare la superficie del target vengono quindi ionizzati separati in massa ed accelerati come fascio di ioni radioattivo Il progetto SPES prevede una fase di installazione di due Front End operanti alternativamente per la produzione dei fasci esotici Preliminare a questa fase prevista una attivit di preparazione e studio includente la costruzione e messa in esercizio di un prototipo di Front End Il prototipo verr utilizzato come banco prova con test che non comportino livelli di emissioni radioattive tali da necessitare il conseguente impiego di schermature La presente tesi si inserisce in un contesto di lavoro gi in corso d opera relativo alla installazione del prototipo Front End e pi specificamente nell aspetto dei controlli automatici gestiti con PLC Una parte dell impianto il sistema da vuoto illustrato in dettaglio nel secondo capitolo risultava gi progettato ed installato In un primo momento il lavoro svolto ha riguardato alcune fasi del collaudo di questa sezione del sistema per renderla completamente operativa ed apportarvi delle migliorie Successivamente si dedicati all obiettivo principale del lavoro di tesi cio la realizzazione del sistema per la gestione della sicurezza e degli interlocks nell area del prototipo di Front End e
97. ondizione canale a pressione atm KM30 PUGNAE iis w Comando KM 30 IN Q 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 7 1 1 1 5 1 1 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 104 Ronda MAST 2 3 4 5 7 La ronda composta da una serie di operazioni sgancio porta ed ingresso nella gabbia chiusura della porta di accesso una volta entrati premuto il pulsante di checkpoint un limite di tempo fissato a 60 secondi per uscire dalla gabbia durante queso transitorio porta non pu essere aperta dall estemo vi sono segnalazioni acustica e luminosa arancione attive Sela ronda non viene completata entro il tempo massimo per poterla riavviare necessario aprire e richiudere la porta di accesso Senza queda operazione la pressione del pulsante di checkpoint non ha alcun effe solo quando la porta stata richiusa possibile inviare il comando manuale di estrazione del connettore di tema Una ulteriore riapertura annulla la condizione di avvio dell alta tensone e rende necessaria la ripetizione questo punto vi sono tutte le orta di accesso A Lo sgancio della porta abilitato solo fino a quando non viene premuto il pulsante di ronda Da quel momento l apertura possibile solo manualmente idall interno della gabbia rond
98. oratori nucleari europei ed dedicato allo studio ed alla progettazione di una struttura per la produzione di fasci radioattivi di qualit significativamente superiore a quella attualmente disponibile In tale direzione sono orientati anche 1 Laboratori Nazionali di Legnaro LNL nei quali prevista la costruzione di una facility ISOL per la produzione di fasci di ioni esotici il progetto SPES Selective Production of Exotic Species Tale programma coordinato a livello nazionale e prevede la collaborazione tra sei sezioni INFN l ENEA Bologna numerosi dipartimenti delle Universit di Padova Trento e Pavia a livello internazionale inoltre sono in corso strette collaborazioni con il CERN Svizzera ed i Laboratori di Oak Ridge USA 1 2 Il progetto SPES Il principale obiettivo del progetto SPES di costruire un acceleratore che permetta di svolgere ricerca all avanguardia in fisica nucleare attraverso lo studio di nuclei lontani dalla valle di stabilit Il progetto basato sulla produzione di nuclei radioattivi neutron rich attraverso la fissione nucleare con una resa massima di 70 fissioni s indotta bombardando un target realizzato in carburo di uranio con un fascio di protoni di 40 MeV a 200 uA di corrente per una potenza totale di 8 KW a temperatura di 20009 e pressione dell ordine dei 10 mbar Essendo il livello di radioattivit stimato nel target di produzione molto elevato necessaria la progettazione di spec
99. ossibile la selezione dell operazione di alimentazione ed il pulsante ON rimane disabilitato tratteggio grigio chiaro presente in corrispondenza del pulsante In dettaglio e Trasformatore di isolamento la sua accensione possibile solo quando non stato premuto uno dei pulsanti di arresto di emergenza sono presenti il segnale di vuoto e quello di flusso regolare attraverso le valvole VW1 IO e VW2 IO del circuito di raffreddamento Lo stato di alimentazione segnalato sia dall apposita scritta sia da un immagine in sovrimpressione nell angolo inferiore destro come riportato in figura 3 4 Vi sono due allarmi associati al trasformatore di isolamento Temperature Level 1 segnala il superamento della soglia di temperatura impostata sui termoregolatori Pt100 installati sulla porta del quadro QS2FED facendo apparire un messaggio sulla schermata ed un pulsante per resettare l allarme Il trasformatore rimane comunque acceso ed possibile proseguire normalmente le operazioni Temperature Level 2 segnala invece lo spegnimento automatico del trasformatore per temperatura elevata La selezione dell operazione di accensione non rimane memorizzata pertanto necessario impostarla manualmente dopo ogni spegnimento sia automatico sia manuale L accensione effettiva status ON avverr con un ritardo di 4 minuti dall impostazione questo per evitare il ripetersi di accensioni troppo ravvicinate che possono 30 causare l intervento dell in
100. palmente per i sottosistemi in cui l affidabilit di funzionamento un aspetto particolarmente rilevante mentre IOC dedicati sono utilizzati con EPICS per il controllo delle variabili di processo dell acceleratore e degli strumenti di trasporto del fascio Le applicazioni del sistema EPICS nell ambito di SPES sono molteplici e vanno dalla gestione delle rampe di corrente per riscaldare il target al controllo dei deflettori elettrostatici installati nella 12 so piattaforma di alta tensione L interfaccia del sistema con l operatore implementata in LabView Vengono inoltre utilizzati dei Control DeviceMaster Hub per poter disporre del numero di porte seriali necessario a gestire tutti i segnali connessi tramite Ethernet Nelle figure 1 7 e 1 8 vengono rappresentati rispettivamente lo schema generale del sistema di controllo con EPICS e del sottosistema di PLC dedicato al prototipo Front End LabVIEW GUI based on SharedMemory EPICS and DSC OPC Web Server CA Archiver BackUp Server BASTION Host SVN Server Firewall NAT Wiki Server CA Gateway Disaster Recovery HUB Optic coupling 2 Embedded Linux Embedded Linux HUB HV EPICS IOC 2 EPICS IOC 1 Platform Binary Binary Analog Binary Signals Analog Signals L Analog Binary Device Master Signals Signals Ethernet RS232 Server a HV Power m HV Power supply supplies Schneider GenesisPS Rack Genes
101. ra Set att blocc 6 ch segnale PU apert PU chiusura VO open op apertura 1 7 p apertura VO V0 open VO open s 8 Attivaz_blocco_pinze 9 RS 10 op_apertura_V 0 14 S 1 2 op chiusura 0 1 1 13 Set blocco p 14 Pinze bloccate con 15 valvola VO aperta Attivaz blocco pinze Blocco pinze 16 Ritardo_sbloc 17 18 close 19147 IN Q 20 1 55 PT ET 21 22 Rit_open_VO 23 TON Invio comando 24 all elettrovalvola Attivaz blocco pinze KM33 34 EVO close open 25 IN a 1 H Autore Rep Progetto 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 7 1 1 1 1 Controllo VO Pagina 7 1 1 1 1 1 3 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 96 Comando di chiusura valvola VO abilitato solo in presenza del segnale in aria e dell elettrodo in posizione 0 Vengono leseguite le seguenti operazioni comando peril controllo del movimento dell elettrodo EV M bloccato Le operazioni di prevuoto e vuoto sono bloccate Segue un ritardo Chiusura della valvola V0 Segue un ritardo comandi per il controllo delle pinze EVT C1 ed EVTC2 vengono sbloccati 32 possibile accoppiare o disaccoppiare la camera del target Abil
102. rado di pericolosita e le relative contromisure da adottare di rischio presenti nel sistema in esame sono e Presenza di tensione 230 400 30kVdc e Pericoli derivanti da parti meccaniche in movimento e Radioattivit Nonostante il prototipo allo stato attuale non sia interessato dall uso di fasci attivi 11 sistema di sicurezza stato concepito implementando anche questo tipo di protezione che dovr essere sicuramente presente nella realizzazione definitiva della facility SPES Le funzioni di sicurezza vengono svolte congiuntamente dai dispositivi elettrici dedicati e dal PLC 2 che implementa una serie di interlocks per impedire il verificarsi di situazioni potenzialmente pericolose Ai fini dell analisi utile trattare separatamente due casi distinguendo le funzioni di sicurezza implementate nel PLC 2 da quelle fisicamente realizzate mediante l impiego dei dispositivi ad hoc 3 2 1 Dispositivi di sicurezza I dispositivi utilizzati nella realizzazione del prototipo sono componenti per applicazioni di sicurezza distribuiti dalla Schneider Electric e certificati secondo la norma EN 954 1 Dislocati nei quadri 52 QS3FEI e QSAFEI si vedano le figure 3 1 e 3 2 il loro impiego riguarda le funzioni di prevenzione per i pericoli generati dalle parti meccaniche in movimento pinze di chiusura camera target e valvola VO e l interdizione dell area Front End nel momento in cui viene utilizzata l alta tensione A
103. razione di 6 accoppiamento PU_coup EVTC1_open PU_uncoupling op apertura open coupling 141 A op coupling ogen Selezione operazione di disaccoppiamento PU unco EVTC1 open PU coupling op apertura v0 open uncoupling 1 116 4 op_uncoupling EVTC1 open Condizioni di Scurezza per l esecuzione dell operazione VO Pinze 14 aeve essere chiusa nessuna presenza sui tappeti di sicurezza bloccate KM33 3 KM30 ch KM3132 open coupl Blocco pinze EVTC ES lop_uncouplihg Rit_coup_unc Selezione dell operazione TON desiderata 1 open Invio comando all elettrovalvola EVTCI open op sounling EVTC2 dose IN Q 8 p_uncoupling abilit_com_2mani EVTC2 open 5 PT s Rit reset ope TON Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 2 Controllo pinze Progetto 7 1 1 1 2 1 2 Questo documento appartiene a XXX e non pu essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 99 EVTC1_open R uncoupling R EVTC1_open R KM33 34 dius EVTC2 open R Set target cl RS Abilitazione condizione per l apertura della valvola target chiuso EVTC1 open op coupling target clo
104. resenza nei tappeti di sicurezza ma nel monitor touch screen vengono segnalati come not free Il pulsante di emergenza PE3 premuto riportare il pulsante in posizione normale chiuso 48 Allegato 2 a Porta d AT ON Chissa eem Discon Aperta Chiuso Allesato 3 La figura schematizza il locale presso 1 Laboratori Nazionali di Legnaro quale installato il prototipo di Front End con la disposizione dei apparati Si possono distinguere il Front End stesso la piattaforma isolata di alta tensione il trasformatore di isolamento il quadro adibito all impianto da vuoto il cabinet nel quale installato il quadro la gabbia che delimita la zona del Fron End ed infine il quadro QSAFEI I rimanenti quadri QSIFEI e QS2FEI si trovano sulla porzione di parete non visibile in figura 50 gt i o LLI o 51 Allesato 4 52 uolss uuoo I puq 14014 22 5 194150 0214113719 32U3I5S 10 Suie3q SIdS 9 2 9 y 2 121505 v INIIAI NOI 30630 E 00 NdNI Or o4 SUOLIIMNOG 3 TA CN E SNCLLIIHNDI 219 DISA SNOLLO3NNCO 21238802 LHI 3118 I ING NONA SN0123NN00 30104431 34 49 VEBISIS PU3
105. rretta luminosa 1 inoltre la lampada del pulsante di sgancio spenta e vi sono le segnalazioni gi descritte nel pannello touch screen Power Ta nget Access Water Status Target area access control Ground Connection State Door state HV 17 Platform s g z 6 1 Conditions Disconnect GND Round etate Door Locking Conditions Time conunter Resi Fig 3 13 Not Completed e Ronda nella parte inferiore sinistra della schermata viene visualizzato lo stato attuale della ronda non completata in corso completata ed il countdown avviato dal momento della pressione del pulsante di avvio ronda La procedura per l esecuzione della ronda la seguente 1 Ingresso nella gabbia e chiusura della porta una volta entrati se entrambe le porte di accesso non sono chiuse correttamente non possibile iniziare la procedura 2 Dalla pressione del pulsante di checkpoint c un limite di tempo fissato a 30 secondi per completare la ronda durante questo intervallo la porta di accesso non pu essere aperta dall esterno e le segnalazioni acustica e luminosa gialla della torretta 2 sono attive Se la ronda non viene completata entro il tempo massimo per poterla ripetere necessario aprire 38 e richiudere la porta di accesso Senza questa operazione la pressione del pulsante di ronda non avr alcun effetto 3 completamento della ronda avviene quando si registra un apertura ed una succes
106. s variable 42 43 Here this 0 100 value is transformed in a 0 10000 value 44 to be converted to 0 10V signal by the DAC 45 XX HH HO HO R o ee ee eee 46 47 Extr pos EP REAL TO INT Extr pos 100 0 48 49 50 51 52 53 Autore 7 1 1 1 Sezion Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 14 Extractor Position Signals Progetto Pagina 7 1 1 1 14 11 Questo documento appartiene a e non essere riprodotto o rilasciato senza preventiva autorizzazione 116 Extractor_Mode_ Selection MAST 10 20 30 40 50 60 Extractor LOCAL REM OTE operation mode seledion and control variable selection acording to the operation mode 70 LOCAL REMOTE operation mode selection EMS RS 1 RS Extr loc cmd 5 Q1 xtr rem Extr cmd R1 1 Extarctor control variable selection acording to the operation mode selected BOOL TO INT MUX Extr rem IN OUT OUT When the 90 command isreceived the desred Extr go loc INO position isholded Extr go rem IN1 5 MUX K OUT Extr des pos loc lINO Extr des pos rem JIN1 4 7 MUX OUT Extr_F ep Extr_Fstep_loc lIN0 Extr rem IN1 Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 15 Extractor Mode Selection Progetto 7 1 1 1 15 1 2 Questo documento a XXX
107. sa aperta bloccata sbloccata con le condizioni di blocco e lo stato aggiornato in tempo reale della ronda con la visualizzazione del tempo residuo concludere l operazione una volta premuto il pulsante di avvio ronda 36 L unica operazione eseguibile quando abilitata il comando di messa a terra mediante la movimentazione pistone Power Ta nget Access Water Status Target area access control Ground Connection State Door state HV Disconnected Platform 1 Conditions Connect GNE Door Locking Conditions Round state Time conunter RE Fig 3 12 Not Completed In dettaglio e Controllo del pistone di messa a terra il comando di innesto estrazione dell asta del pistone di messa a terra visibile alternativamente sul monitor touch screen in funzione della posizione attuale Lo stato rappresentato sia dalla scritta situata nell angolo superiore destro dell immagine sia dalla figura variabile aggiornata in tempo reale L estrazione dell asta del pistone possibile solamente quando la ronda stata completata correttamente L innesto manuale rimane abilitato fino a quando non viene alimentata la piattaforma di alta tensione condizione che blocca anche lo sgancio elettromeccanico della porta di accesso alla gabbia La manovra di connessione viene eseguita automaticamente nel momento in cui venga aperta una delle due porte di accesso alla gabbia operazione che d luogo anche all i
108. si ng s p uncoupling target opening s EVTC1_open target_closing R target_openi ng R Etichette troncate KM30 chiuso 2 16 KM3132 PUIPU2 3 16 KM33 34 chiusi 1 16 coupling 4 7 PU_uncoupling 1 11 coup uncoup 3 20 Rit reset openEVTC1 6 25 Set target closed 5 37 op coupling 5 16 Autore 7 1 1 1 Sezioni Stampato su 04 03 2010 Rep 7 1 1 1 2 Controllo pinze Progetto 7 1 1 1 2 2 2 Questo documento a XXX e non pu essere riprodotto rilasciato senza preventiva autorizzazione 100 Controllo_KM10 MAST 1 2 4 5 6 7 0 11 Controllo alimentazione generatore alta tensione Condizioni perla chiusura di KM 10 Presenza del vuoto nel canale Porta rackHV chiusa Comando manuale operatore Ronda completata comettamente Connettore di tera disconnesso Pulsanti di arresto di emergenza in posizione chiusa L impostazione abilitata solo a ronda conclusa e viene cancellata nel momento in cui viene premuto uno dei pulsanti per l arresto di emergenza o perda lo stato di ronda completata evitare ripartenze automatiche dell alta tensione Pulsante chiusura 10 Impostazione KM10 PU_on_KM10 main_em lor po PU off KM 10 KM 10 31 KM 10
109. siva richiusura della porta successivo alla pressione del pulsante di checkpoint Una volta aperta la porta se la sua richiusura avviene oltre il tempo massimo necessario ripetere la ronda Lo stato di ronda completata abilita l operazione di estrazione del pistone di messa a terra L apertura di una qualsiasi delle porte di accesso a ronda completata rende necessaria la ripetizione della stessa 3 3 5 La sezione Water La scheda riporta una schematizzazione dell impianto idraulico del Front End I fig 3 14 Da qui possibile inviare i comandi alle elettrovalvole in campo VW1 IO VW2 IO e VW3 Power Ta nget Access Water Status Target cooling systems E table protonic system Open Close Fig 3 14 Per l invio del comando di apertura alle elettrovalvole VW1_IO e VW2 IO necessaria la presenza del segnale di vuoto e del target correttamente accoppiato in mancanza di uno qualsiasi dei due segnali i comandi sono disabilitati e viene comandata la chiusura automatica della elettrovalvola Il controllo dell elettrovalvola VW3 sempre possibile Ad eccezione dell elettrovalvola l impostazione del comando di apertura non rimane memorizzata pertanto necessario il ripristino manuale dopo ogni interruzione del flusso Sul monitor touch screen sono aggiornati in tempo reale gli stati dei flussi nei singoli circuiti 39 Dall invio del comando di apertur
110. terruttore generale a monte dei quadri a causa della natura fortemente induttiva del carico Power Target Access Water Status Alarm ra nstormer J Target Bnet 701 Voltage ON CAUTION Operations ON 400V Fig 3 4 ON ON pg Impianto pneumatico la sua accensione possibile solo quando non stato premuto uno dei pulsanti di arresto di emergenza ed presente il segnale di apparato a pressione atmosferica cio non in vuoto Lo stato di alimentazione segnalato dall apposita scritta si veda figura 3 5 La selezione dell operazione di accensione rimane memorizzata nel caso mancasse una delle due condizioni la ripartenza automatica al ripristino dello stato di abilitazione Poren Target lAccess Water Status Transformer Marget meu Voltage ON Operations Fig 3 5 ON 31 e Alta tensione la sua accensione possibile solo quando non stato premuto uno dei pulsanti di arresto di emergenza la porta di accesso alla gabbia chiusa la ronda stata completata il connettore di terra estratto la porta del rack dov alloggiato il generatore di alta tensione Fug chiusa ed presente il segnale di vuoto Lo stato di alimentazione segnalato sia dall apposita scritta sia da un immagine in sovrimpressione nell angolo inferiore destro come riportato in figura 3 6 La selezione dell operazione di accensione non rimane memoriz
111. tromagnetici ed il post acceleratore inviato alle sale sperimentali Fig 1 5 Rappresentazione del sistema di estrazione ed ionizzazione ELECTRICAL INSULATOR CHAMBER Fig 1 6 Rappresentazione del sistema Front End completo visibile anche la linea di fascio protonico in arrivo sulla camera Target 11 e Beam manipulation i separatori elettromagnetici hanno il compito di purificare il fascio permettendo la raccolta selettiva degli ioni desiderati in uscita In una prima fase di purificazione attraverso un separatore di massa viene intrappolata una grande quantit di contaminanti La risoluzione di tale dispositivo M AM dove per M si intende la massa dell isotopo pari a circa 300 si riescono cosi a separare in base alla massa i vari elementi Il separatore di massa seguito da un separatore isobaro avente una risoluzione pari a 5000 e che permette quindi di separare gli isotopi tra loro isobari come ad esempio il 132Cs e lo 132Sn Per migliorare la capacit di selezione dei separatori isobari necessario operare con un energia in ingresso dell ordine dei 200 keV questo possibile se sia il target che il primo separatore vengono montati in una piattaforma HV alta tensione a 250 KV A questo punto il fascio radioattivo pu essere direttamente convogliato alle sale sperimentali ed utilizzato in esperimenti che richiedono fasci radioattivi di bassissima energia oppure essere post accelerato Prima dell
112. ys EPICS e HMI HV Deflection HV Platform TouchPanel Fig 1 7 Architettura generale del sistema di controllo EPICS l Control System Design 1 6 13 LabView GUI 10 5 0 x1 10 5 0 x2 Cole Fig 1 8 Architettura del sistema di PLC del prototipo Front End 14 Capitolo 2 H prototipo Front End P impianto da vuoto 2 1 Premessa gi accennato l attuale Front End allestito presso LNL rappresenta un prototipo di studio Si cercata comunque una configurazione che rappresenti in maniera pi fedele possibile quella che sar la realizzazione finale del progetto SPES in modo da poter determinare in questa fase preliminare eventuali inconvenienti o punti critici e procedere alla correzione Un aspetto fondamentale l individuazione delle problematiche derivanti dagli elevati livelli di radioattivit che si produrranno nel funzionamento a regime del Front End problematiche che non riguardano il prototipo attuale ma entreranno in gioco nel progetto definitivo A tal fine importante effettuare un accurata scelta dei materiali da utilizzare per la realizzazione preferendo le leghe leggere agli acciai in quanto presentano una minore attivazione indotta e degli strumenti preferendo quelli con elettronica non a bordo ma remota per evitare il deterioramento dei componenti dovuto alle radiazioni Trattandosi di un ambiente radioattivo necessario impiegare strumenti che non richiedano manuten
113. zata pertanto necessario impostarla manualmente dopo ogni spegnimento sia automatico sia manuale PowerHlarget Access Water Status Transtormer Target High Voltage ON Operations Fig 3 6 3 3 3 La sezione Target suddivisa nelle tre sottosezioni relative alla valvola VO al controllo delle pinze e a quello dell estrattore La scheda dell estrattore disabilitata finch la valvola VO in posizione chiusa per prevenire danneggiamenti dello strumento dovuti ad impatti contro la parete della valvola Per la valvola VO come per le pinze di accoppiamento della camera target non disponibile la lettura di un finecorsa importante quindi verificare la corretta esecuzione del comando nonostante tempi impostati nel PLC siano sufficienti a garantire il completamento dell operazione Eventuali anomalie nell accoppiamento della camera sarebbero comunque evidenti durante le operazioni di vuoto con l impossibilit di raggiungere le soglie impostate In dettaglio 32 e Valvola V0 la sua manovra possibile solo quando stato premuto uno dei pulsanti di arresto di emergenza la camera target stata accoppiata al Front End presente il segnale di camera a pressione atmosferica non rilevata alcuna presenza sui tappeti di sicurezza e l estrattore posizionato in 0 posizione completamente disinserito Lo stato della valvola segnalato sia dall apposita scritta sia dalla figur
114. zioni frequenti il criterio di ridondanza inoltre applicato sui componenti pi significativi come ad esempio le teste di misura Sulla base di queste considerazioni sono stati scelti 1i componenti dell impianto da vuoto le teste di misura del vuoto non inglobano l elettronica che nel progetto finale verr posizionata in una sala di controllo esterna al bunker schermante contenente il Front End i cavi di collegamento sono del tipo rad resistenti Le turbo pompe realizzate in lega leggera sono a sospensione magnetica con controllo su 5 assi esenti da manutenzione e con l elettronica di alimentazione e controllo remota Per quanto riguarda infine 1 criteri di scelta delle pompe rotative necessario preferire quelle con pompaggio oil free possibilmente senza contatti meccanici che possano dar luogo a particolati con conseguente contaminazione dell ambiente d impiego 15 2 2 Descrizione Prima di poter avviare le operazioni sul sistema Front End comprese quelle di riscaldamento della camera Target ed alimentazione della piattaforma di alta tensione necessario portare il sistema in condizioni di alto vuoto A questo scopo dedicato il PLC 1 alloggiato nell apposito quadro figure 2 1 e 2 1b che gestisce l intera sequenza di operazioni necessaria a raggiungere le soglie impostate prima di poter procedere con qualsiasi operazione controllando opportunamente tutti i componenti installati in campo Strumenti turbo pompe Da si

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