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पर्यवेक्षी नियंत्रण और डाटा अधिग्रहण प्रणाली (स्काडा)
इन्फ्रारेड फ्री इलेक्ट्रॉन लेसर (IRFEL) के लिए पर्यवेक्षी नियंत्रक एवं डाटा अधिग्रहण प्रणाली
राराप्रप्रौकें में इंफ्रारेड फ्री इलेक्ट्रॉन लेसर विकसित एवं स्थापित किया गया है। इस लेसर की मुख्य उप-प्रणालिया निम्नानुसार है :
- इलेक्ट्रॉन गन
- लो लेवेल रेडियो आवृत्ति (LLRF)
- क्लायस्ट्रोन मोड्यूलेटर (HPRF)
- रैखिक त्वरक (LINAC)
- बीम ट्रांसपोर्ट लाइन (BTL)
- अंड्यूलेटर और उसके मिरर
- लेसर बीम को प्रयोगशाला तक ले जानेवाली प्रणाली
इसके साथ कई सहायक एवं नैदानिक (डायग्नोस्टिक) प्रणालिया (सिस्टम्स) हैं :
- चीलर प्रणाली (महत्वपूर्ण पुर्जों को ठंडा करने हेतु)
- बीम स्थिति मॉनिटर प्रणाली
- अंड्यूलेटर मिरर अलायनमेंट प्रणाली (लेसिंग के लिए)
- ट्रिग्गर एवं टाइमिंग प्रणाली (सटीक सिन्क्रोनायजेशन के लिए)
- फेज़ बदलाव(शिफ्ट) प्रणाली
इसके अलावा इस लेसर का संचालन, सुरक्षित एवं सुचारु रूप से करने के लिए विभिन्न प्रणालियां है :
- सर्च एवं सिक्युर प्रणाली
- स्वचालित उद्घोषणा प्रणाली
- विकिरण मॉनिटरिंग प्रणाली
इस जटिल लेसर को नियंत्रण कक्ष से संचालित करने के लिए पर्यवेक्षी नियंत्रक एवं डाटा अधिग्रहण प्रणाली का निर्माण ले नि एवं उ वि (LCID) ने किया है। इस प्रणाली को चार मुख्य वर्गों मे बाटा जा सकता है।
- कम्प्युटर पर संचालित नियंत्रण सॉफ्टवेयर प्रोग्राम
- मुख्य सिस्टम का नियंत्रण (जैसे इलेक्ट्रॉन गन, अंड्यूलेटर और उसके मिरर इत्यादि)
- विभिन्न उपकरण (जैसे: क्षेत्र विकिरण मॉनिटर (एआरएम), ऑसीलोस्कोप, चिलर इकाई, वैक्युम नियंत्रक, केमरा, मोटर पोजीशनिंग इत्यादी)
- राराप्रप्रौकें में निर्मित नियंत्रक (जैसे: मैग्नेट पावर सप्लाई नियंत्रक, LLRF नियंत्रक, HPRF नियंत्रक, मोटर नियंत्रक, फेज शिफ़्टर नियंत्रक इत्यादी)
IRFEL में विभिन्न उप प्रणालियों को 5 औद्योगिक कम्प्यूटर (IPC) द्वारा नियंत्रित किया गया है। बड़ी संख्या में मापदंडों को GUI में समायोजित करने के लिए 2/4 मॉनिटर प्रत्येक कम्प्यूटर से जोड़े गए हैं। सबसिस्टम इंटरफ़ेस के लिए, कम्प्यूटर में कई RS-485 पोर्ट, RS-232 पोर्ट, Ethernet पोर्ट और GPIB पोर्ट स्थपित किये गये हैं।
वैक्यूम मॉनिटरिंग और डेटा लॉगिंग सिस्टम: 4 वैक्यूम गेज नियंत्रक के RS-485 नेटवर्क से बीए गेज मॉनिटरों और Ethernet पोर्ट पर 20-SIP पावर सप्लाई का नियंत्रण प्रदान किया गया है।
एरिया रेडिएशन मॉनिटरिंग: कंट्रोल सॉफ्टवेयर कंट्रोल रूम से ARM और BLM (कुल 12) की डाटा लॉगिंग और सचेतन सुविधा प्रदान करता है।
476 मेगाहर्ट्ज LLRF नियंत्रण: प्रणाली को नियंत्रण कक्ष से, आयाम, कोणांक ऑन/ऑफ इंटरलॉक मॉनिटरिंग, फॉरवर्ड और रिफ्लेक्टेड पल्स के पर्यवेक्षण/नियंत्रण की सुविधा दी जाती है। प्री-बन्चर ट्यूनर का मोटराइज्ड कंट्रोल भी दिया गया है।
एस-बैंड LLRF नियंत्रण: स्टैण्डर्ड इंस्ट्रूमेंट्स : 2-DSO, 4 पावर सप्लाई, RF जनरेटर और प्रभाग द्वारा विकसित डाटा अधिग्रहण नियंत्रक के द्वारा LLRF नियंत्रण किया गया है।
HPRF नियंत्रण: HPRF प्रणाली में प्रभाग द्वारा विकसित डाटा अधिग्रहण नियंत्रक के द्वारा हाई वोल्टेज डीसी पावर सप्लाई, चिलर यूनिट, फिलामेंट पॉवर सप्लाई, थाइराट्रॉन हीटर पॉवर सप्लाई, थाइराट्रॉन रिजर्वायर, इलेक्ट्रोमैग्नेट पॉवर सप्लाई इंटरलॉक और स्टेटस मॉनिटरिंग किया गया है।
बीम ट्रांसपोर्ट लाइन मैग्नेट पावर सप्लाई नियंत्रण: बीम ट्रांसपोर्ट लाइन के 45 चुंबक पावर सप्लाई के लिए कंट्रोल सॉफ्टवेयर ऑन/ऑफ, सेटपॉइंट, रीडबैक, फॉल्ट मॉनिटरिंग और संदेश/चेतावनी सिग्नल की सुविधा प्रदान करता है। 20 सोलेनॉइड मैगनेट का नियंत्रण प्रदान किया गया है।
बीम पोजिशन मॉनिटरिंग प्रणाली: 12 बीम पोजिशन मॉनिटर और 2 स्लिट को नियंत्रित करने के लिए 5-इन-हाउस विकसित मोटर कंट्रोलर को RS485 बस टोपोलॉजी में लगाया गया है।
ट्रिगर/टाइमिंग सिस्टम: IRFEL सबसिस्टम को सिंक्रोनाइज़ करने के लिए 8-CH प्रोग्रामेबल टाइमिंग जनरेटर का उपयोग किया गया है।
सर्च एंड सिक्योर सिस्टम : 8 स्थानों पर सर्च एंड सिक्योर इकाइयों से मिलकर एक यंत्रस्थ सर्च एंड सिक्योर सिस्टम स्थापित किया गया है। स्वचालित घोषणा प्रणाली ऑडियो-विज़ुअल संदेशों और चेतावनियों को प्रसारित करती है।
फेज शिफ्टर, अंड्यूलेटर और करेक्टर कॉइल, चिलर सिस्टम (4 चिलर्स) और टनल के तापमान और वेवगाइड N2 प्रेशर मॉनिटरिंग के लिए नियंत्रण हार्डवेयर/सॉफ्टवेयर्स लगाए गए हैं।
कॉम्पैक्ट अल्ट्राफास्ट टेराहर्ट्ज़ फ्री इलेक्ट्रॉन लेसर (CUTE-FEL) के लिए स्काडा प्रणाली
राराप्रप्रौकें में CUTE-FEL परियोजना के लिए एक सुपरवाइजरी कंट्रोल सिस्टम विकसित किया गया है। सेटअप में स्पंदित थर्मिओनिंक गन, रैखिक त्वरक (लिनैक), बीम ट्रांसपोर्ट लाइन (बीटीएल) और अंड्यूलेटर असेंबली है। विभिन्न सहायक प्रणालियां हैं, जो लिनैक और बीटीएल में वैक्यूम, वेवगाइड असेंबली में गैस का दबाव, विकिरण आदि की निगरानी करती हैं।
मास्टर-स्लेव आर्किटेक्चर पर आधारित एक स्काडा सिस्टम डिजाइन किया गया है। वितरित आर्किटेक्चर में एक मास्टर कम्प्यूटर के साथ 8-सबसिस्टम स्लेव कंट्रोलर्स (MCS-51 आधारित), 4-वैक्यूम गेज, RF सिग्नल जनरेटर, BPM कंट्रोलर RS485 पर स्टार टोपोलॉजी में जुड़े हुए हैं। मास्टर कम्प्यूटर रिमोट कंट्रोल रूम से मशीन के संचालन के लिए एक मानव मशीन इंटरफेस (MMI) प्रदान करता है। क्रिटिकल बीम पैरामीटर की निगरानी के लिए एक अलग पर्यवेक्षक कम्प्यूटर है। मास्टर कम्प्यूटर 100Mbps ईथरनेट लिंक पर सुपरवाइजर कम्प्यूटर से जुड़ा है। सुपरवाइज़र कम्प्यूटर में GPIB नेटवर्क पर जुड़े फॉरवर्ड और रिवर्स स्पन्दो और RF पावर मीटर की निगरानी के लिए 2-DSO हैं। सिस्टम के सुरक्षित संचालन के लिए सॉफ्टवेयर के साथ-साथ हार्डवेयर में विभिन्न सुरक्षा सुविधाओं को शामिल किया है।
वर्टिकल टेस्ट स्टैंड के लिए नियंत्रण प्रणाली
राराप्रप्रौकें ने (ACD के सहयोग से) स्वदेशी विकसित सुपर कंडक्टिंग रेडियो फ्रीक्वेंसी कैविटीज़ (SCRFC) के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए वर्टिकल टेस्ट स्टैंड विकसित किया है। इस गतिविधि के अंतर्गत एक पीएलसी आधारित नियंत्रण प्रणाली को प्रक्रिया के विभिन्न मापदंडों की निगरानी और नियंत्रण के लिए विकसित किया गया है। नियंत्रण प्रणाली Siemens7 S7-300 PLC पर आधारित है और 16-चैनल डिजिटल I/O, 8-चैनल एनालॉग I/O प्रदान करती है। तापमान स्तर के लिए विभिन्न निगरानी उपकरण कम्प्यूटर के साथ लगे हैं। इस नियंत्रण प्रणाली में VTS क्रायोजेनिक्स मापदंडों को नियंत्रित और मॉनिटर करने के लिए कम्प्यूटर में ग्राफिकल यूजर इंटरफेस है। WinCC सॉफ्टवेयर का उपयोग करके यह ग्राफिकल यूजर इंटरफेस विकसित किया गया है।
MOVPE विकास के लिए डेटा अधिग्रहण और नियंत्रण प्रणाली
MOVPE मशीन में रिएक्टर चैम्बर होता है जहाँ विभिन्न गैसों को नियंत्रित तरीके से मिश्रित किया जाता है, ताकि वेफर वृद्धि को प्राप्त किया जा सके। विकास की गुणवत्ता को बनाए रखने के लिए, रिएक्टर चैम्बर का दबाव और तापमान सटीक रूप से नियंत्रित किया जाता है। गैसों का मिश्रण सोलनॉइड वाल्व और मास फ्लो कंट्रोलर्स (MFCs) की मदद से किया जाता है। इसमें 32 एमएफसी, 24 सोलनॉइड वाल्व, वैक्यूम सिस्टम, तापमान नियंत्रक और दबाव नियंत्रक इकाई हैं। एक पीएसी(PAC) आधारित प्रणाली विकसित की गई है जो सभी उपकरणों को सेट पॉइंट प्रदान करती है और रीडबेक लेती है। कम्प्यूटर पर लैबव्यू आधारित SCADA सॉफ्टवेयर चलता है, जो वेफर ग्रोथ की रेसीपी लिखने के लिए ऑपरेटर को GUI प्रदान करता है। रेसीपी विकास के प्रत्येक चरण में आवश्यक सभी वाल्व, एमएफसी, तापमान/दबाव और इंटरलॉक स्थितियां का नियंत्रण किया जाता है। आवश्यकता के अनुसार, इस तरह के कई 100 स्टेप को एक विधि में दर्ज किया जा सकता है। सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से विधि के अनुसार क्रिस्टल को बनाता है। विधियों को ऑफ़लाइन लिखा जा सकता है और फिर मशीन की उपलब्धता के अनुसार उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया को पूरा होने में मिनटों से लेकर घंटों तक का समय लगता है और यह पूरी तरह से स्वचालित है।
कॉपर वाष्प लेसर प्रणाली के लिए पीएलसी आधारित नियंत्रण इकाई
प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) आधारित कंट्रोल इकाई को कॉपर वाष्प लेसर प्रणाली के संचालन की निगरानी और नियंत्रण के लिए विकसित किया गया है। पीएलसी प्रोग्राम में लेसर प्रणाली को सुरक्षित और मज़बूती से संचालित करने के लिए विभिन्न इंटरलॉकों को शामिल किया गया है। उपयोगकर्ता से इनपुट प्राप्त करने और विभिन्न पैरामीटरों की स्थिति प्रदर्शित करने के लिए टीएफटी डिस्प्ले और स्पर्श इनपुट के साथ मानव मशीन इंटरफ़ेस प्रदान किया गया है।
लेसर श्रृंखला के लिए सटीक सिंक्रनाइज़ेशन नियंत्रण का स्वचालन
MOPA कॉन्फ़िगरेशन में लेसर इकाइयों को अनुकूलित प्रदर्शन के लिए ठीक से सिंक्रनाइज़ करने की आवश्यकता है। लैबव्यू आधारित सेटअप विकसित किया गया है, जो कॉपर लेसर MOPA सिस्टम के सटीक सिंक्रनाइज़ेशन के लिए संवृत पाश नियंत्रण प्रदान करता है। सॉफ्टवेयर, उप-नैनोसेकंड परिशुद्धता के साथ विलंब(डीले) सेटिंग और उपयोगकर्ता के अनुकूल ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (जीयूआई) प्रदान करता है। इसमें कॉपर लेसर मापदंडों जैसे पल्स पुनरावृत्ति दर और लंबी अवधि के लिए लेसर शक्ति स्थिरता की निगरानी करने का भी प्रावधान है।
ट्यून करने योग्य डाई लेसर के लिए डाई तापमान नियंत्रण इकाई
थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर आधारित डाई तापमान नियंत्रण इकाई विकसित की गई है। उपयोगकर्ता के चयनित तापमान पर यह इकाई, परिवेश तापमान से 5 डिग्री सेल्सियस नीचे तक, डाई घोल के तापमान को 0.2 डिग्री सेल्सियस तक स्थिरता प्रदान करती है । इस इकाई को RS-232 का उपयोग करके कम्प्यूटर से जोड़ा गया है और सॉफ्टवेयर विकसित किया है। सॉफ्टवेयर के द्वारा उपयोगकर्ता वांछित तापमान निर्धारित कर सकता है और वर्तमान तापमान की निगरानी कर सकता है। तापमान प्रचालेखन सुविधा भी प्रदान की गई है।
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