Temperature control system of two section electron LINAC-40
The temperature control system of the accelerator provides thermal stabilization of the two accelerating sections and the injector. The system consists of 7 temperature-sensitive elements, up to 8 transducers of water flow through the objects being cooled and the detector of the water level in the...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2006 |
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79736 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Temperature control system of two section electron LINAC-40 / V.N. Boriskin, N.V. Demidov, A.V. Ivahnenko, S.P. Levandovsky, V.A. Momot, G.E. Tarasov, S.V. Shelepko // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 3. — С. 90-91. — Бібліогр.: 2 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-79736 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Boriskin, V.N. Demidov, N.V. Ivahnenko, A.V. Levandovsky, S.P. Momot, V.A. Tarasov, G.E. Shelepko, S.V. 2015-04-04T12:36:13Z 2015-04-04T12:36:13Z 2006 Temperature control system of two section electron LINAC-40 / V.N. Boriskin, N.V. Demidov, A.V. Ivahnenko, S.P. Levandovsky, V.A. Momot, G.E. Tarasov, S.V. Shelepko // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 3. — С. 90-91. — Бібліогр.: 2 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 29.17.+w https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79736 The temperature control system of the accelerator provides thermal stabilization of the two accelerating sections and the injector. The system consists of 7 temperature-sensitive elements, up to 8 transducers of water flow through the objects being cooled and the detector of the water level in the tank. The microprocessor complex ADAM 5511 and the commercial thyristor controllers are used for analysis of signals from the transducers and for temperature control. Information of the process parameters is displayed on the local control desk, as well as, via the RS-485 port is transferred to the accelerator control room. Система термостатирования ускорителя ЛУЭ-40, обеспечивает термостабилизацию двух ускоряющих секций и инжектора. В системе термостатирования имеется 7 датчиков измерения температуры, до 8 датчиков протока воды через охлаждаемые объекты и датчик уровня воды в баке. Для анализа сигналов от датчиков и регулирования температуры используется микропроцессорный комплекс АДАМ 5511 и тиристорные регуляторы РОТ-63. Информация о параметрах процессов выдается на местный пульт управления, а также через порт RS-485 в РС оператора ускорителя. Система термостатування прискорювача ЛПЕ-40, забезпечує термостабілізацію двох прискорюючих секцій та інжектора. У системі термостатування є 7 датчиків вимірювання температури, до 8 датчиків протоку води крізь охолоджувані об’єкти та датчик рівня води у баці. Для аналізу сигналів від датчиків та регулювання температури використовується мікропроцесорний комплекс АДАМ 5511 та тиристорні регулятори РОТ-63. Інформація о параметрах процесів видається на локальний пульт управління, а також через порт RS-485 у РС оператора прискорювача. Authors are grateful to V.A. Kushnir and V.V. Mitrochenko for advice and discussion of the results obtained. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Ускорители заряженных частиц Temperature control system of two section electron LINAC-40 Система термостатирования двухсекционного ЛУЭ-40 Система термостатування двохсекційного ЛПЕ-40 Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Temperature control system of two section electron LINAC-40 |
| spellingShingle |
Temperature control system of two section electron LINAC-40 Boriskin, V.N. Demidov, N.V. Ivahnenko, A.V. Levandovsky, S.P. Momot, V.A. Tarasov, G.E. Shelepko, S.V. Ускорители заряженных частиц |
| title_short |
Temperature control system of two section electron LINAC-40 |
| title_full |
Temperature control system of two section electron LINAC-40 |
| title_fullStr |
Temperature control system of two section electron LINAC-40 |
| title_full_unstemmed |
Temperature control system of two section electron LINAC-40 |
| title_sort |
temperature control system of two section electron linac-40 |
| author |
Boriskin, V.N. Demidov, N.V. Ivahnenko, A.V. Levandovsky, S.P. Momot, V.A. Tarasov, G.E. Shelepko, S.V. |
| author_facet |
Boriskin, V.N. Demidov, N.V. Ivahnenko, A.V. Levandovsky, S.P. Momot, V.A. Tarasov, G.E. Shelepko, S.V. |
| topic |
Ускорители заряженных частиц |
| topic_facet |
Ускорители заряженных частиц |
| publishDate |
2006 |
| language |
English |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Система термостатирования двухсекционного ЛУЭ-40 Система термостатування двохсекційного ЛПЕ-40 |
| description |
The temperature control system of the accelerator provides thermal stabilization of the two accelerating sections
and the injector. The system consists of 7 temperature-sensitive elements, up to 8 transducers of water flow through
the objects being cooled and the detector of the water level in the tank. The microprocessor complex ADAM 5511
and the commercial thyristor controllers are used for analysis of signals from the transducers and for temperature
control. Information of the process parameters is displayed on the local control desk, as well as, via the RS-485 port
is transferred to the accelerator control room.
Система термостатирования ускорителя ЛУЭ-40, обеспечивает термостабилизацию двух ускоряющих секций и инжектора. В системе термостатирования имеется 7 датчиков измерения температуры, до 8 датчиков протока воды через охлаждаемые объекты и датчик уровня воды в баке. Для анализа сигналов от датчиков и регулирования температуры используется микропроцессорный комплекс АДАМ 5511 и тиристорные регуляторы РОТ-63. Информация о параметрах процессов выдается на местный пульт управления, а также через порт RS-485 в РС оператора ускорителя.
Система термостатування прискорювача ЛПЕ-40, забезпечує термостабілізацію двох прискорюючих
секцій та інжектора. У системі термостатування є 7 датчиків вимірювання температури, до 8 датчиків
протоку води крізь охолоджувані об’єкти та датчик рівня води у баці. Для аналізу сигналів від датчиків та
регулювання температури використовується мікропроцесорний комплекс АДАМ 5511 та тиристорні
регулятори РОТ-63. Інформація о параметрах процесів видається на локальний пульт управління, а також
через порт RS-485 у РС оператора прискорювача.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79736 |
| citation_txt |
Temperature control system of two section electron LINAC-40 / V.N. Boriskin, N.V. Demidov, A.V. Ivahnenko, S.P. Levandovsky, V.A. Momot, G.E. Tarasov, S.V. Shelepko // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 3. — С. 90-91. — Бібліогр.: 2 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT boriskinvn temperaturecontrolsystemoftwosectionelectronlinac40 AT demidovnv temperaturecontrolsystemoftwosectionelectronlinac40 AT ivahnenkoav temperaturecontrolsystemoftwosectionelectronlinac40 AT levandovskysp temperaturecontrolsystemoftwosectionelectronlinac40 AT momotva temperaturecontrolsystemoftwosectionelectronlinac40 AT tarasovge temperaturecontrolsystemoftwosectionelectronlinac40 AT shelepkosv temperaturecontrolsystemoftwosectionelectronlinac40 AT boriskinvn sistematermostatirovaniâdvuhsekcionnogolué40 AT demidovnv sistematermostatirovaniâdvuhsekcionnogolué40 AT ivahnenkoav sistematermostatirovaniâdvuhsekcionnogolué40 AT levandovskysp sistematermostatirovaniâdvuhsekcionnogolué40 AT momotva sistematermostatirovaniâdvuhsekcionnogolué40 AT tarasovge sistematermostatirovaniâdvuhsekcionnogolué40 AT shelepkosv sistematermostatirovaniâdvuhsekcionnogolué40 AT boriskinvn sistematermostatuvannâdvohsekcíinogolpe40 AT demidovnv sistematermostatuvannâdvohsekcíinogolpe40 AT ivahnenkoav sistematermostatuvannâdvohsekcíinogolpe40 AT levandovskysp sistematermostatuvannâdvohsekcíinogolpe40 AT momotva sistematermostatuvannâdvohsekcíinogolpe40 AT tarasovge sistematermostatuvannâdvohsekcíinogolpe40 AT shelepkosv sistematermostatuvannâdvohsekcíinogolpe40 |
| first_indexed |
2025-11-26T15:09:16Z |
| last_indexed |
2025-11-26T15:09:16Z |
| _version_ |
1850625776809934848 |
| fulltext |
TEMPERATURE CONTROL SYSTEM
OF TWO SECTION ELECTRON LINAC-40
V.N. Boriskin, N.V. Demidov, A.V. Ivahnenko, S.P. Levandovsky, V.A. Momot, G.E. Tarasov,
S.V. Shelepko
NSC KIPT, Kharkov, Ukraine
E-mail: boriskin@kipt.kharkov.ua
The temperature control system of the accelerator provides thermal stabilization of the two accelerating sections
and the injector. The system consists of 7 temperature-sensitive elements, up to 8 transducers of water flow through
the objects being cooled and the detector of the water level in the tank. The microprocessor complex ADAM 5511
and the commercial thyristor controllers are used for analysis of signals from the transducers and for temperature
control. Information of the process parameters is displayed on the local control desk, as well as, via the RS-485 port
is transferred to the accelerator control room.
PACS: 29.17.+w
The LU-40 temperature control system (Fig.1) is
made for the stabilization of the accelerated section op-
timal size. Unlike the previous developments, the de-
scribed system is able to accumulate data and to carry
out the control action using the consistent with personal
computer (PC) ADAM5511 controller. The MERA6052
terminal is used for the data representation and for the
thermostatic system regime change. There are 7 temper-
ature-sensitive elements, 3 transducers of water flow
through the objects being cooled and the detector of the
water level in the tank.
Fig.1. Thermostatic system functional diagram of the
LU-40 accelerator
The system hydraulic block diagram is presented in
Fig.2.
During temperature control the proportional integro-
differential (PID) law is used to maintain the optimal
sizes of the accelerated sections. This enables to main-
tain accelerated section temperature accurate to ±0.5 de-
gree when linac operation regime changes stepwise. Un-
der slow disturbance accelerated section temperature is
kept accurate to ±0.2 degree. After accelerator is turn
on, the operating conditions of the thermostatic system
are set within 15 minutes.
The mode conditions of the LU-40 thermostatic sys-
tem are completely automatic without operator partici-
pation and a blocking signal is sent to other accelerator
systems if a malfunction occurs. The accelerator opera-
tor can change the work regime of the thermostatic sys-
tem using the local console (the MERA6052 terminal)
or the central control board of the accelerator. To do this
operator’s PC is connected to the RS-485 serial port of
the controller. For the information transmission between
the thermostatic system and operator’s PC MODBUS
standard protocol is used.
Fig.2. Thermostatic system hydraulic diagram of the
LU-40 accelerator. R – water flow relay; RL – water
level relay; P1,P2 – manometers; T0…T6 – thermocou-
ples; AS1,AS2 – accelerating sections; TW – tank with
water; W – external cooling water; PW – main pump;
RW – stand-by pump; HE – heat exchanger; AV – actu-
ator valve; H1,H2 – heaters; V1,V2 – voltmeters;
RA – accelerating resonator
The system service routine is written in C++ lan-
guage. It starts to run automatically when electric power
is turned on. Then the starting routine checks and per-
forms an initialization of peripherals of the ADAM5511
controller (modules of 5000 series, RS-232 serial port,
RS-485 serial port, etc.). If an emergency event is deter-
mined, the program execution is suspended if the occur-
ring equipment malfunction can be removed on-line;
otherwise it exits. If the check and the initialization are
executed successfully, there exists an opportunity to
perform the following procedures: analog date reading
from the module of 5000 series, discrete date reading
from the module of 5000 series, output data forming
from the module of 5000 series for the control of the ex-
ecute analog devices, output data forming from the
module of 5000 series for the control of the execute dis-
____________________________________________________________
PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2006. № 3.
Series: Nuclear Physics Investigations (47), p.90-91.
90
crete devices, the communication between the controller
and MERA6052 terminal or emulator computer terminal
through RS-232 port for the thermostatic system control
and for operation mode display (by symbol-by-symbol
swapping), the communication between the controller
and PC or other peripherals for the thermostatic system
control and for operation mode display (by network
MODBUS protocol).
For PID algorithm realization the following formula
[2] is applied:
*(( ) ( _ (1/ )*( )* ) *( _ ) / )CO KP TP SP Sn O Ti TP SP Ts KD TP PV O Ts= − + + − + − ,
where KP is a proportional factor; KD is a derivative
factor; Ti is a time interval of integration; TP is mea-
sured temperature; SP is a temperature setting; Ts is
sampling time; Sn_O is a integral component value for
preceding step; PV_O – the temperature value for pre-
ceding step.
Below is the code fragment using this formula, it en-
sures the stable work under changes of input and output
signal value.
ER=TP-SP;
Sn=Sn_0+ER*Ts* (KP*(1/Ti));
if (Sn > 4095) Sn=4095;
if (Sn < 0) Sn=0;
if (Ts == 0.0) Ts=0.1;
DPV= (TP-PV_0)/Ts;
if (Ti == 0) Ti = 10;
CO=KP*ER + Sn + KP*KD*DPV;
Sn_0=Sn;
PV_0=TP;
if (CO >= 4095) CO=4095;
if (CO <= 0) CO=0;
out5024=CO.
There also exists an opportunity to accumulate data
of the controlled object temperature change on the oper-
ator’s PC. An example of the temperature change at the
accelerator turning on is shown in Fig.3. The thermo-
static system has been operating successfully for more
than year.
Object T change
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
14
:2
4:
04
14
:3
3:
04
14
:4
2:
04
14
:5
1:
03
15
:0
0:
03
15
:0
9:
03
15
:1
8:
02
15
:2
7:
02
15
:3
6:
02
15
:4
5:
01
15
:5
4:
01
16
:0
3:
01
16
:1
2:
00
16
:2
1:
00
16
:3
0:
00
16
:3
8:
59
Time(min.)
Te
m
pe
ra
tu
re
C T0
T1
T5
T3
Fig.3. Temperature change diagram for the accelerat-
ing sections (T0,T1), for the accelerating resonator
(T5), and for water at heat exchanger exit (T3) during
turn on of the LU-40 accelerator
Authors are grateful to V.A. Kushnir and
V.V. Mitrochenko for advice and discussion of the re-
sults obtained.
REFERENCES
1 K.I. Antipov, M.I. Ayzatsky,Yu.I. Akchurin et al.
S-Band Electron Linac with Beam Energy of 30…
100 MeV // Problems of Atomic Science and Tech-
nology, Series: Nuclear Physics Investigation. 2004,
№5(46), p.135-138.
2 www.geocities.com/oleg_kaliberda/pid_
sim1/pid_sim1R.htm
СИСТЕМА ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ДВУХСЕКЦИОННОГО ЛУЭ-40
В.Н. Борискин, Н.В. Демидов, А.В. Ивахненко, С.П. Левандовский, В.А. Момот, Г.Е. Тарасов,
С.В. Шелепко
Система термостатирования ускорителя ЛУЭ-40, обеспечивает термостабилизацию двух ускоряющих
секций и инжектора. В системе термостатирования имеется 7 датчиков измерения температуры, до 8 датчи-
ков протока воды через охлаждаемые объекты и датчик уровня воды в баке. Для анализа сигналов от датчи-
ков и регулирования температуры используется микропроцессорный комплекс АДАМ 5511 и тиристорные
регуляторы РОТ-63. Информация о параметрах процессов выдается на местный пульт управления, а также
через порт RS-485 в РС оператора ускорителя.
СИСТЕМА ТЕРМОСТАТУВАННЯ ДВОХСЕКЦІЙНОГО ЛПЕ-40
В.М. Борискін, М.В. Демідов, О.В. Ивахненко, С.П. Левандовський, В.О. Момот, Г.Є. Тарасов,
С.В. Шелепко
Система термостатування прискорювача ЛПЕ-40, забезпечує термостабілізацію двох прискорюючих
секцій та інжектора. У системі термостатування є 7 датчиків вимірювання температури, до 8 датчиків
протоку води крізь охолоджувані об’єкти та датчик рівня води у баці. Для аналізу сигналів від датчиків та
регулювання температури використовується мікропроцесорний комплекс АДАМ 5511 та тиристорні
регулятори РОТ-63. Інформація о параметрах процесів видається на локальний пульт управління, а також
через порт RS-485 у РС оператора прискорювача.
____________________________________________________________
PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2006. № 3.
Series: Nuclear Physics Investigations (47), p.90-91.
91
http://www.geocities.com/oleg_kaliberda/pid_
V.N. Boriskin, N.V. Demidov, A.V. Ivahnenko, S.P. Levandovsky, V.A. Momot, G.E. Tarasov, S.V. Shelepko
REFERENCES
В.Н. Борискин, Н.В. Демидов, А.В. Ивахненко, С.П. Левандовский, В.А. Момот, Г.Е. Тарасов, С.В. Шелепко
В.М. Борискін, М.В. Демідов, О.В. Ивахненко, С.П. Левандовський, В.О. Момот, Г.Є. Тарасов, С.В. Шелепко
|