Pilotage des insertions mécaniques au sein du synchrotron SOLEIL L. Chapuis, M. Massal, F. Marteau, M. Valléau, C. Benabderrahmane, O. Marcouillé, M.E.

Présentation au sujet: "Pilotage des insertions mécaniques au sein du synchrotron SOLEIL L. Chapuis, M. Massal, F. Marteau, M. Valléau, C. Benabderrahmane, O. Marcouillé, M.E."— Transcription de la présentation:

1 Pilotage des insertions mécaniques au sein du synchrotron SOLEIL L. Chapuis, M. Massal, F. Marteau, M. Valléau, C. Benabderrahmane, O. Marcouillé, M.E. Couprie ABSTRACT : Pour le contrôle des insertions motorisées (APPLE 2, Wiggler, Onduleur sous vide), SOLEIL a développé son propre système de motorisation autour d’une solution industrielle. Il est basé sur des moteurs pas à pas de type VRDM3913 de chez Berger Lahr associés à des contrôleurs PLC et des unités de puissance TLC6. Les moteurs équipés d’un frein de maintien, d’un contrôle de rotation ainsi que d’un contrôle de température, développent chacun une force de 6 kN. Le système de contrôle réalisé est identique pour toutes les insertions motorisées, seul le nombre d’axes à piloter varie. Ce système permet, de faire varier à la fois la distance en verticale (Entrefer ou Gap) entre les mâchoires, la position longitudinale relative (Phase) entre deux rangées d’aimants sur une même mâchoire ainsi que la position des mâchoires par rapport à l’axe faisceau (Offset). Les positions de l’entrefer sont données par les encodeurs linéaires absolus LT140S de chez TR-Electronic à lecture optique d’une très grande résolution (0,1µm) fixés entre le bâti et les mâchoires de l’insertion. Ainsi les mouvements des poutres sont mesurés directement en prenant en compte les jeux de la mécanique. La sécurité est aussi accrue en cas de panne de l’alimentation. La relecture des codeurs absolus évite de revenir à une position de référence lors de la mise sous tension. Avec ce système, les mesures de positionnement et de reproductibilité, pour le gap comme pour la phase, sont meilleures que 1µm. Une correction de type backlash permet d’éliminer les jeux mécaniques différents lors des phases d’ouverture et de fermeture de l’entrefer. TLC 61x TLCC Bus CAN pour les encodeurs Boitîer de sécurité STOP Puissance moteur Encodeur rotatif Encodeur linéaire absolu Interface de contrôle Informations de sécurité Liaison Ethernet Module Frein Programme TLCC TLCC_Main Liaison CAN SSI Max GAP Limit Switches Apple 2 U20 BERGER LAHR STEPPER MOTOR VRDM 3913 LWC Absolute Linear Encoder for GAP TR–Electronic LTS xxx Max GAP Limit Switches Min GAP Limit Switches GSW1 GSW2 GSW3 GSW4 Absolute Rotary Encoder for GAP without Vaccum Chamber TR–Electronic CE-65 SSI LTS1LTS2 ROT1 ROT2 ROT3 ROT4 OFFSW1 OFFSW2 BERGER LAHR STEPPER MOTOR VRDM 3913 LWC Limit switches for OFFSET Absolute Rotary Encoder for OFFSET TR–Electronic CE-65 SSI LTS7 M7 LTS8 M8 LTS6 M6 Phase Limit Switch BERGER LAHR STEPPER MOTOR VRDM 3913 LWC Tilt Switch Absolute Linear Encoder TR – Electronic LTS xxx BERGER LAHR STEPPER MOTOR VRDM 3913 LWC BERGER LAHR STEPPER MOTOR VRDM 3913 LWC BERGER LAHR STEPPER MOTOR VRDM 3913 LWC Max GAP Limit Switch Absolute Linear Encoder TR – Electronic LTS xxx Phase Limit Switches Absolute Linear Encoder TR – Electronic LTS xxx Absolute Linear Encoder TR – Electronic LTS xxx Min GAP Limit Switches GSW1 GSW2 GSW3 GSW4 GSW5 GSW6 GSW7 GSW8 PSW1 PSW2 PSW3 PSW4 TSW1 TSW2 LTS1 LTS2 LTS3 LTS4 LTS5 M1M2 M3M4 M5 PSW5 PSW6 PSW7 PSW8 1 2 3 6 7 8 9 a,b c,d e,f abcdef 1.Contrôleur multiaxes (TLCC) 2.2 à 8 unités électronique de puissance (TLC6) 3.Alimentation 24V continu 4.1 à 4 filtres pour le secteur, implantés sur la face arrière 5.2 à 6 modules de puissance pour commander les freins des moteurs (face arrière) 6.Relais temporisé pour activer les freins en cas d’urgence 7.3 interrupteurs pour le secteur 220V (2 axes par interrupteur : a,b c,d e,f) 8.Interrupteur pour l’alimentation 24V du contrôleur TLCC (Reset) 9.Bornier pour le raccordement et l’alimentation des sécurités Platine de commande Initialisation des différentes Insertions Programme TLCC Toutes les insertions peuvent être initialisées avec leur propre fichier de configuration, implanté dans l’automate TLCC. Il permet de choisir pour chaque onduleur son nombre d’axes, les valeurs de sécurité, les différents paramètres des variateurs, etc. 1 2 3 1.Liste des fonctions du programme de l’automate TLCC 2.Liste des commandes de pilotage 3.Principe de fonctionnement du programme Mesures de reproductibilité réalisées sur l’onduleur U18 Cryogénique (3 axes). Différence entre le gap demandé à l’automate et le gap obtenu sur 5 cycle de fermeture par pas de 1mm. La mesure de l’entrefer s’effectue sur les encodeurs linéaire avec une résolution de 0,1µm. Encodeur linéaire absolu - SSI + Inc - TR-Electronic Firm : TR-Electronic Type : LT140-S Resolution : 0.1µm Interface : SSI – 24 bits Moteur pas à pas: BERGER LAHR VRDM3913 – 3 PHASES Ecarts de positionnement de l’entrefer pour un onduleur HU64 à 8 axes. La mesure a été effectuée pour un mouvement de fermeture du gap maximum au gap minimum, avec un pas de 500 µm. Les résultats sont obtenus à l’aide des 4 encodeurs du gap placés respectivement en entrée et sortie sur la poutre haute et la poutre basse. Les écarts varient entre -0,5µm et 0,5µm ce qui donne une précision du mouvement de l’ordre de 1µm.