포항가속기연구소 - LabVIEW를 이용한 EPU 제어 프로그램 구현

Author(s):
최효진 연구원 - 포항가속기연구소

Industry:
Research

Products:
LabVIEW, PXI/CompactPCI

The Challenge:
포항가속기연구소에 설치된 EPU (Elliptically Polarized Undulator) 빔라인은 편광된 방사광을 이용하여 Transition metal이나 Rare earth의 자기적 전자 구조에 대한 연구를 수행한다.

The Solution:
EPU6 Undulator Control Server 작성은 누구나 쉽게 배우고 활용할 수 있는 LabVIEW Program을 이용하였다. Control Circuit Board와 RS232 통신을 위해 National Instruments사(한국NI. #02-3451-3400 WEB:ni.com/korea)의 모델명 NI PCI-232/4 Board를 장착하였다.

EPU6 개요
포항가속기연구소에 설치된 EPU (Elliptically Polarized Undulator) 빔라인은 편광된 방사광을 이용하여 Transition metal이나 Rare earth의 자기적 전자 구조에 대한 연구를 수행한다. 현재는 광원으로 한 개의 EPU를 사용하지만 Polarization을 원활하게 바꾸기 위해서는 장기적으로 두개의 EPU를 놓을 수 있도록 SR Turner에 Support Structure를 설치해 두었고, EPU 빔라인의 모든 광원부품들도 두개의 EPU에 사용할 수 있도록 계산하여 만들고 설치하였다. EPU6 Control PC는 WEB을 통해 EPU6 Undulator Server 상에서 동작중인 Control Program과 동일한 내용을 보며 Control/Monitor 한다. 본 Report는 EPU6의 Magnetic GAP Size 조절장치와 Phase 조절장치의 구성형태와 제어방법 그리고 제어프로그램에 관해 설명한다.
EPU6 Undulator Control Server 작성은 누구나 쉽게 배우고 활용할 수 있는 LabVIEW Program을 이용하였다. Control Circuit Board와 RS232 통신을 위해 National Instruments사(한국NI. #02-3451-3400 WEB:ni.com/korea)의 모델명 NI PCI-232/4 Board를 장착하였다. 그리고 기타 제어를 위한 GAP 제어 프로그램 그리고 위상 제어 프로그램이 필요하다.

EPU6 제어 프로그램

EPU6 GAP 제어 프로그램
가속기연구소에서 작성한 EPU6 GAP Control Program을 이용하여 Motor Controller와 Encoder용 Driver Software를 구성하였다. Driver Software를 작성하여 이용하는 것이 Program을 검토하기도 쉽고 Modify하기도 간편하다.

EPU6 Phase 제어 프로그램

Parker OEM010 Driver를 이용하여 Motor Driver에 Step Pulse와 Direction Signal을 보내는 프로그램이다.
EPU6 Control PC는 WEB을 통해 EPU6 Undulator Control Server와 연결된다. Control Room과 Server 사이는 EPICS Tool을 이용하여 Control과 Monitor가 이루어진다. 외부 컴퓨터가 WEB을 이용해 접속한 후 Undulator 오동작을 못하도록 Server에 EPU6 Control PC만 접속하여 Control 할 수 있도록 조치하였다. 또한 Injection 시에는 Control PC가 Gap을 제어하지 못하도록 Control Room에서 통제한다.
EPU6 Server의 프로그램 구조는 (1) EPU6 Undulator Control Circuit Board와 RS232 통신을 하는 EPU6 제어 Program (2) Control Room과 통신하는 EPICS Tool Program과 EPICS Server (5) 제어 및 Status Data를 공유하는 Global Database (6) EPU6 Control PC를 위한 LabVIEW Program의 WEB Server 로 구성된다.
EPU6 제어 프로그램과 EPICS 통신 프로그램을 구분한 이유는, 개별 Test가 가능하다는 것이다. 프로그램 작성 시, Module별 Test 및 검증 방법과 재사용 방법을 생각해야 한다.

WEB을 이용한 EPU6 Control PC
LabVIEW Program의 WEB을 이용한 Control/Monitor를 한다. EPU6 WEB Server가 작동중인 상태에서, EPU6 Control PC의 WEB Browser에서 http://EPU6/EPU6.htm을 찾으면 된다.

LabVIEW EPICS 통신
Control Room에서 Injection Mode로 전환해야만 GAP과 Phase Setting 명령이 수행된다. 다음은 EPU6 Server에서 Control Room과 Data 교환을 담당하는 프로그램이다. 그림에서 Control Room Monitor용으로 Array-Type을 적용하였고, 저장링 빔 안정화 목적으로 Insertion Device의 Parameter 중 GAP (EPU6_GAP_MON)과 Phase (EPU6_PHASE _MON) Position을 Monitor할 수 있도록 개별 Channel Name을 만들었다.

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최효진 연구원
포항가속기연구소

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