benutzerschnittstellen des atlas- pixeldetektor- kontrollsystems diplomvortrag von tobias henß
TRANSCRIPT
Benutzerschnittstellen Benutzerschnittstellen des ATLAS-des ATLAS-
Pixeldetektor-Pixeldetektor-KontrollsystemsKontrollsystems
Diplomvortrag von Tobias Diplomvortrag von Tobias HenßHenß
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
22
InhaltInhaltEinleitung: Einleitung: LHC, ATLAS, Pixeldet., LHC, ATLAS, Pixeldet.,
DCSDCS
Teil 1: Teil 1: SystemintegrationSystemintegration
Teil 2:Teil 2: AutomatisierungAutomatisierung
Teil 3:Teil 3: Graphische Darstellung der Graphische Darstellung der MesswerteMesswerte
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
33
Der LHC am CERNDer LHC am CERN ~27 km Umfang~27 km Umfang ~100 m unter der Erde~100 m unter der Erde 4 Großexperimente4 Großexperimente 7 TeV Proton-Strahlen7 TeV Proton-Strahlen 14 TeV Schwerpunktsenergie14 TeV Schwerpunktsenergie Kollisionen alle 25 nsKollisionen alle 25 ns
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
44
Die physikalische MotivationDie physikalische Motivation
Standardmodell:Standardmodell:Die Suche nach dem Higgs-TeilchenDie Suche nach dem Higgs-TeilchenPräzisionsmessungen der Eigenschaften Präzisionsmessungen der Eigenschaften
bekannter Teilchen (Top-Masse, W-bekannter Teilchen (Top-Masse, W-Masse,…)Masse,…)
Über das Standardmodell hinaus:Über das Standardmodell hinaus:Super-SymmetrieSuper-SymmetrieExtradimensionenExtradimensionen
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
55
Das ATLAS-ExperimentDas ATLAS-Experiment
44 m lang44 m lang 22 m hoch22 m hoch 7000 t schwer7000 t schwer
MyonkammernHadronisches KalorimeterMagnetsystem
Elektromagnetisches Kalorimeter
Innerer Detektor (TRT, SCT, Pixel)
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
66
Der PixeldetektorDer Pixeldetektor
~1,3 m lang (mit „Discs“)~1,3 m lang (mit „Discs“) 25 cm Durchmesser (ohne Supportstruktur)25 cm Durchmesser (ohne Supportstruktur) 3 Zylinderlagen, 6 Discs3 Zylinderlagen, 6 Discs ~2 m~2 m22 Sensorfläche Sensorfläche 1744 Module à 46080 Pixel ~ 80 Millonen Pixel1744 Module à 46080 Pixel ~ 80 Millonen Pixel Pixelgröße 50 Pixelgröße 50 m mal 400 m mal 400 mm
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
77
Versorgungs- und KontrollkanäleVersorgungs- und Kontrollkanäle
Parameter/ Kanal(Setzen/ Überwachen) Setzen Überwachen
Tmod 1744 1 (0/1) 1744 0 1744Tenv + Hum ca. 200 1 (0/1) ca. 200 0 ca. 200
Topto 272 1 (0/1) 272 0 272Tpp2 4*28 1 (0/1) 112 0 112
LV 2*272 6 (3/3) 3264 1632 1632HV 1744 6 (3/3) 10464 5232 5232
SC-OLink 3*272 + 1*272 5 (3/2) (Reset: 1/0) 4352 2720 1632Reg.-System 2*1744 + 272 6 (3/3) 22560 11280 11280
Summe 9464 42968 20864 22104
Kanaltyp Anzahl der KanäleDavon
Parameter/ Typ
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
88
DCS:DCS: DDetector etector CControl ontrol SSystemystemAufgabe: Überwachung und Kontrolle der Aufgabe: Überwachung und Kontrolle der
gesamten für den Betrieb des Detektors gesamten für den Betrieb des Detektors notwendigen Hardwarenotwendigen Hardware Über eine Entfernung von mehr als 100 mÜber eine Entfernung von mehr als 100 m Zugang während des Betriebes nicht möglichZugang während des Betriebes nicht möglich Schäden an der Hardware müssen verhindert Schäden an der Hardware müssen verhindert
werden (Temperatur, zu hohe Leistung)werden (Temperatur, zu hohe Leistung)Software: PVSS II der Firma ETM dient als Software: PVSS II der Firma ETM dient als
Programmierumgebung (ATLAS-weit)Programmierumgebung (ATLAS-weit)Pixel-DCS: Einteilung in mehrere Pixel-DCS: Einteilung in mehrere
Software-ProjekteSoftware-Projekte
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
99
TerminologieTerminologieFunktional: Funktional:
Gliederung folgt der Zugehörigkeit zu Gliederung folgt der Zugehörigkeit zu bestimmten Gerätetypenbestimmten Gerätetypen
Beispiel 1: Eine Spannungsversorgung gehört Beispiel 1: Eine Spannungsversorgung gehört zur Gruppe der Hochspannungsversorgungenzur Gruppe der HochspannungsversorgungenZugriff über: Zugriff über: „IsegHV18.Channel3“„IsegHV18.Channel3“
Geographisch:Geographisch: Gliederung folgt der DetektorstrukturGliederung folgt der Detektorstruktur Beispiel: Ein Modul besitzt eine Beispiel: Ein Modul besitzt eine
HochspannungsversorgungHochspannungsversorgungZugriff über: Zugriff über: „Module4.HV“„Module4.HV“
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1010
FIT:FIT: FFront-End ront-End IInstallation nstallation TToolool
Kommunikation mit der eingesetzten Kommunikation mit der eingesetzten Hardware über verschiedene Hardware über verschiedene SchnittstellenSchnittstellen
Bereitstellung von virtuellen Geräten für Bereitstellung von virtuellen Geräten für die anderen Subprojekte des Pixel-DCS die anderen Subprojekte des Pixel-DCS (ELMB, Iseg HV, …)(ELMB, Iseg HV, …)
Möglichkeit der Möglichkeit der funktionalenfunktionalen Überwachung Überwachung und Kontrolle (Experten)und Kontrolle (Experten)
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1111
SIT:SIT: SSystem ystem IIntegration ntegration TToolool Integration der vom FIT bereitgestellten Integration der vom FIT bereitgestellten
Hardware in die Hardware in die geographischegeographische Struktur StrukturVerantwortlich für die Filterung und Verantwortlich für die Filterung und
Archivierung der Daten in den ArchivenArchivierung der Daten in den ArchivenBereitstellung von benutzerfreundlichen Bereitstellung von benutzerfreundlichen
geographischengeographischen Fenstern (Panels) für Fenstern (Panels) für Überwachung und Steuerung der Überwachung und Steuerung der eingebundenen Hardware (z.B.: Modul-HV eingebundenen Hardware (z.B.: Modul-HV statt Iseg-HV)statt Iseg-HV)
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1212
Teil 1: DCS und SystemverwaltungTeil 1: DCS und Systemverwaltung Der Pixeldetektor wird von zahlreichen Der Pixeldetektor wird von zahlreichen
Versorgungseinheiten gespeistVersorgungseinheiten gespeist Diese müssen in DCS eingebunden und von Diese müssen in DCS eingebunden und von
DCS überwacht und gesteuert werdenDCS überwacht und gesteuert werden Dabei müssen die in der Realität Dabei müssen die in der Realität
vorgenommenen Verkabelungen innerhalb der vorgenommenen Verkabelungen innerhalb der Rechner bekannt seinRechner bekannt sein
Eine für die Systemtests bisher unnötige Eine für die Systemtests bisher unnötige Automatisierung der Konfiguration muss Automatisierung der Konfiguration muss vorbereitet werdenvorbereitet werden
Dem Nutzer muss die Möglichkeit gegeben Dem Nutzer muss die Möglichkeit gegeben werden, bei der Vielzahl der Kanäle den werden, bei der Vielzahl der Kanäle den Überblick zu behaltenÜberblick zu behalten
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1313
Von DCS zu verwaltende VerbindungenVon DCS zu verwaltende Verbindungen
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1414
Modularitäten der HardwareModularitäten der Hardware
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1515
Der geographische AnsatzDer geographische Ansatz
Layer PCC Half-Stave Module Channel
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1616
Arbeitsteilung FIT/SITArbeitsteilung FIT/SIT
FIT SIT
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1717
SIT-Detector KonfigurationSIT-Detector Konfiguration
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1818
Das KonfigurationsprinzipDas KonfigurationsprinzipKonfigurationspanel
(GUI)
Zugriffskript
String-DPEs Struktur-
DPEs
MöglicheVerbindungen
Schreibskript
VorhandeneHardware (FIT)
Vergleich
Legende:Kommunikationlese Datenschreibe Datenlogische VerknüpfungSkriptArbeitsspeicherFestplattenspeicherSchnittstelle
BefehlZugriff
Zugriff
Datentransfer
Anzeige der Daten
Auswahl
Speichern der Verbindung
1
3
2
4
6
5Logik
7
8
9
10
11
12
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
1919
SIT-Detector graphische AnsichtSIT-Detector graphische Ansicht
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2020
SIT-Detector tabellarische SIT-Detector tabellarische AnsichtAnsicht
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2121
Export/Import von KonfigurationenExport/Import von Konfigurationen
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2222
Zusammenfassung Teil 1:Zusammenfassung Teil 1:Geographischer Ansatz: virtuelles Abbild Geographischer Ansatz: virtuelles Abbild
des Detektors innerhalb von PVSSdes Detektors innerhalb von PVSSKonfiguration entspricht der VerkabelungKonfiguration entspricht der VerkabelungKonf. durch eigene Panels, als auch durch Konf. durch eigene Panels, als auch durch
Import von KonfigurationsdateienImport von KonfigurationsdateienTabellarische und graphische Kontroll- Tabellarische und graphische Kontroll-
und Überwachungsansichtund ÜberwachungsansichtNutzer muss funktionale Struktur nicht Nutzer muss funktionale Struktur nicht
mehr kennenmehr kennen, um das System zu steuern, um das System zu steuern
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2323
Teil 2: DCS und AutomatisierungTeil 2: DCS und AutomatisierungExpertenkenntnisse für Betrieb des Expertenkenntnisse für Betrieb des
Kühlsystems in Marseille notwendigKühlsystems in Marseille notwendigWunsch nach AutomatisierungWunsch nach AutomatisierungErweiterung und Nutzung des Erweiterung und Nutzung des
bestehenden DCSbestehenden DCSErstellung von sehr einfach zu Erstellung von sehr einfach zu
bedienenden Kontrollpanelsbedienenden KontrollpanelsAutomatische Überwachung des Automatische Überwachung des
TaupunktesTaupunktes
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2424
A’
C
F
F
P
pressureregulator
back pressure regulator
pump
condenser
oil freecompressor
heater
heatexchanger
capillary
cooling channels with silicon detectors
liquid mixture of vapor and liquid
Cooling plantUSA 15
Pressure Regulation Rackson the platforms
UX15
Inner DetectorUX15
B
D
D’
D’’
E
A
booster
Evaporative Kühlung in ATLASEvaporative Kühlung in ATLAS
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2525
Das Marseiller KühlsystemDas Marseiller Kühlsystem
Condenser
Compressor
P
P
Buffer
Viewglass
VMFM BPR
Pixel bistave
V3
SYMBOLSR = regulator (dome loaded)BPR = back-pressure regulator (dome loaded)V = valve (hand operated)Vp = valve (pneumatically operated)MFM = mass-flow meter (Vapor only)V3 = 3 way (by-pass) valve (water only)
Vp
Filters/dryers
Vacuum port
Lineprecooling
VV
V
V
V V
V V
V
Vp
Precoolingcapillary
Bistavecapillary
Specialistby-pass
P
P
P
P
V
Vp
Vp
Vp
Vp
Vp
Pixflow
PCflow
RR
V
V
P
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2626
DCS-KühlsystempanelDCS-Kühlsystempanel
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2727
Zusammenfassung Teil 2Zusammenfassung Teil 2
Mit Hilfe einer FSM ist die Bedienung Mit Hilfe einer FSM ist die Bedienung während des Betriebes durch Nicht-während des Betriebes durch Nicht-Experten möglich und wird genutztExperten möglich und wird genutzt
Durch die Implementation eines PID-Durch die Implementation eines PID-Reglers im Kühlkreislauf kann die Reglers im Kühlkreislauf kann die Temperatur automatisch geregelt werdenTemperatur automatisch geregelt werden
Ein einfaches Alarmsystem warnt vor Ein einfaches Alarmsystem warnt vor Unterschreiten des TaupunktesUnterschreiten des Taupunktes
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2828
Teil 3: Graphische Darstellung der Teil 3: Graphische Darstellung der MesswerteMesswerte
Darstellungsfähigkeiten von PVSS stark Darstellungsfähigkeiten von PVSS stark eingeschränkteingeschränkt
Nutzung einer unabhängigen und Nutzung einer unabhängigen und leistungsfähigen Software zur grafischen leistungsfähigen Software zur grafischen „Online“-Darstellung der Messwerte: ROOT„Online“-Darstellung der Messwerte: ROOT
Implementation einer Schnittstelle zwischen Implementation einer Schnittstelle zwischen PVSS und ROOTPVSS und ROOT
Erstellung eines einfach zu handhabenden Erstellung eines einfach zu handhabenden Benutzerpanels auf ROOT-BasisBenutzerpanels auf ROOT-Basis
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
2929
TerminologieTerminologie
Graph:Graph: „Wert gegen Zeit“ (statisch) „Wert gegen Zeit“ (statisch)
Trend:Trend: „Wert gegen Zeit“ (dynamisch) „Wert gegen Zeit“ (dynamisch)
Histogramm:Histogramm: „Häufigkeit gegen Wert“ „Häufigkeit gegen Wert“
Relationsplot: „Wert gegen Wert“Relationsplot: „Wert gegen Wert“
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
3030
Die ProblemstellungDie Problemstellung Nutzung eines geeigneten Protokolls für die Nutzung eines geeigneten Protokolls für die
DatenübertragungDatenübertragung Extraktion und Umwandlung der Daten aus den PVSS-Extraktion und Umwandlung der Daten aus den PVSS-
ArchivenArchiven Im Falle eines Trends kontinuierliche Extraktion und Im Falle eines Trends kontinuierliche Extraktion und
DarstellungDarstellung Erstellen der Graphen, Histogramme oder RelationsplotsErstellen der Graphen, Histogramme oder Relationsplots Unabhängigkeit des ROOT-Panels von PVSS Unabhängigkeit des ROOT-Panels von PVSS
(Remoteüberwachung)(Remoteüberwachung) Verzicht auf ROOT-Makros zugunsten eines einfach zu Verzicht auf ROOT-Makros zugunsten eines einfach zu
bedienenden Front-Panelsbedienenden Front-Panels
Nutzung/Erweiterung des bereits bestehenden Interfaces Nutzung/Erweiterung des bereits bestehenden Interfaces von von Viatcheslav FilimonovViatcheslav Filimonov (ATLAS-DCS, CERN) (ATLAS-DCS, CERN)
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
3131
Das ROOT-PVSS-InterfaceDas ROOT-PVSS-Interface
ROOT-PanelPVSSAccess-
Library
Datenpunkt-struktur
PVSS-Archive
Su
chm
ust
er
Suche
DPE-Namen
DP
E-N
amen
Plotbefehl
Anf
rage
Dat
en
Dat
en
GraphischeDarstellung
Aufbereitete Daten
Zugriff auf Klassen
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
PVSS-API-Manager
(10)
(10)
(10)
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
3232
Die ROOT-KlassenDie ROOT-Klassen
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
3333
Client-Server-PrinzipClient-Server-Prinzip
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
3434
Das ROOT-Panel (oder Client)Das ROOT-Panel (oder Client)
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
3535
HistogrammeHistogramme
7.7.20057.7.2005 Benutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSBenutzerschnittstellen des ATLAS-Pixel-DCSTobias HenßTobias Henß
3636
Zusammenfassung Teil 3Zusammenfassung Teil 3
Durch Verwendung von TCP/IP und Durch Verwendung von TCP/IP und ROOT ist das System ohne PVSS-ROOT ist das System ohne PVSS-Installation auf „nicht-DCS-Rechnern“ Installation auf „nicht-DCS-Rechnern“ verwendbarverwendbar
Das Kommunikationsprotokoll erlaubt nun Das Kommunikationsprotokoll erlaubt nun eine ausreichende Datentransferrateeine ausreichende Datentransferrate
Trends, Graphen, Histogramme und Trends, Graphen, Histogramme und Relationsplots sind nun möglichRelationsplots sind nun möglich