Alba Sambade Varela Master

UNIVERSIDADE DA CORUÑA

Escuela Politécnica Superior. Ferrol
PROYECTO FIN DE CARRERA

INGENIERÍA INDUSTRIAL
Título:

IMPLEMENTACIÓN Y DESARROLLO DE UN SISTEMA
DE CONTROL DISTRIBUIDO PARA EL EXPERIMENTO
LHCb DEL CERN

Autor:
Dña. ALBA SAMBADE VARELA
Tutores:
D. DANIEL ESPERANTE PEREIRA
D. BERNARDO ADEVA ANDANY
D. ARMANDO J. YÁÑEZ CASAL
Fecha:
FEBRERO DE 2007

UDC – EPS Ferrol
Proyecto Finde Carrera

Implementación y Desarrollo de un Sistema de
Control Distribuido para el Experimento LHCb del CERN

Índice de contenidos
1

Introducción .............................................................................................. 1
1.1
Definición del Proyecto .................................................................... 1
1.2
Estructura del Proyecto..................................................................... 3

2

Antecedentes ............................................................................................. 6
2.1
Acelerador LHC y experimento LHCb del CERN ........................... 6
2.1.1
Cómo funciona un acelerador de partículas.............................. 8
2.1.2
Acelerador Large Hadron Collider (LHC).............................12
2.1.3
Experimento LHCb................................................................. 15
2.2
Subdetector Inner Tracker del experimento LHCb ........................ 18
2.2.1
Disposición de las estaciones.................................................. 19
2.2.2
Detector Boxes........................................................................ 21
2.2.3
Módulos de Silicio, Ladders................................................... 24
2.2.4
Electrónica de lectura.............................................................. 26

3

Objeto del Proyecto................................................................................. 29

4

Introducción a los Sistemas de Control del Experimento (ECS)............ 31
4.1
Sistema SCADA:PVSS.................................................................. 33
4.1.1
Arquitectura ............................................................................ 35
4.1.2
Arquitectura Cliente-Servidor. Comunicación, orientación a
Eventos…................................................................................................ 38
4.1.3
Sistema, distribución y configuraciones ................................. 394.1.4
Modelo de datapoint (DP), imagen del proceso ..................... 42
4.2
Paquete Framework para el LHCb-ECS......................................... 46
4.2.1
FW Core.................................................................................. 48
4.2.2
Dispositivos (Devices) ............................................................ 49
4.2.3
Herramientas (Tools).............................................................. 50
4.2.4
Protocolos de comunicaciones: DIM, OPC, SPECS .............. 55
4.3
Control Jerárquico: modelado con Finite State Machines.............. 64
4.3.1
Arquitectura general modelada con Finite State Machines .... 65
4.3.2
Concepto de Control Units...................................................... 68
4.3.3
Concepto de Device Units...................................................... 69
4.3.4
Operador y “propiedad”. Modos de particionamiento............ 71
4.3.5
Dominios del ECS y Finite State Machines que los definen .. 74
4.3.6
Herramienta fwFSMConfDB, “FSM configurator” ............... 84

5

Equipamiento a controlar y su particionamiento .................................... 87
5.1
Dispositivos a controlar en la ServiceBox...................................... 88

i

UDC – EPS Ferrol
Proyecto Fin de Carrera

Implementación y Desarrollo de un Sistema de
Control Distribuido para el Experimento LHCb del CERN

5.1.1
Control Board.......................................................................... 88
5.1.2
Digitizer Board........................................................................ 93
5.1.3...