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2012/2013年度亮度调试总结与展望 物理组—于程辉 一、本轮运行总结 二、亮度继续提高的要点 三、下一轮机器研究目标及对硬件的需求
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连续10个多月运行-----三次专门针对亮度的机器研究
运行中的闪光点 & 1.0×1033cm-2s-1的基石 1,小发射度&小AlphaP模式的成功应用。 2,束束作用参数在1.89GeV和2.12GeV皆超过了0.04。 在设计流强910mA以下有实现设计亮度的可能性。 高频腔能够提供超设计指标的束流功率。 4,实现4ns、6ns束团间距时间结构的注入和对撞。 反馈系统支持足够多的束团实施对撞。 & 735mA。 6,同步辐射运行束流寿命在12~15小时区间稳定供束。
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BEPCII亮度继续提高的要点 大发射度模式(158nm)在单束团大流强~10mA存在亮度优势,可搭配较少的束团(如93个)实现设计亮度;小发射度模式(100nm)在单束团小流强~6mA存在亮度优势,需搭配120~160个束团实现设计亮度。当束长拉伸超出可控范围时,单束团大流强对撞将失去优势。 实验结果表明,束团串的长度对亮度的影响较大,而大流强下不同的束团间隔4 bucket、3 bucket、2 bucket对撞亮度无明显差别。理论设计的93个束团、间隔4 bucket的方案并不具有优势,140~160个束团、间隔2 bucket的方案更具有潜力,可实施单束团6~7mA、总流强910mA的对撞,规避单束团大流强时的较强的束团拉伸效应,最终实现亮度达标。 已知1.5cm模式束束作用限~6mA,那么,1.35cm&120nm&8mA束束作用限模式的亮度优势具有不确定性。(模式已备好)
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本轮存在的问题 1,注入与对撞期间、束流参数调节时出现异常的频繁的丢束。 2,东腔氦压对负电子流强的限制。
3,BER kicker处真空度。 4,反馈系统无法完全抑制的BER横向不稳定性。 5,需要更强大而又稳定的束测支援。 6,4W2高次模效应及耦合腔设计中的缺陷。 7,直线与环相对时序的漂移导致注入困难和剂量沉积。
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东腔无束流条件下,因西腔保护而保护的原因? 如果是丢束粒子或射线所致,尽早加屏蔽或改走线方式。
1,注入与对撞期间、束流参数调节时出现异常的频繁的丢束。 K2打火、电源波动、发射机水压超限、门钮温度超限、反馈系统的状态、模式参数、晶振源故障…… 各种因素搅在一起。 东腔无束流条件下,因西腔保护而保护的原因? 如果是丢束粒子或射线所致,尽早加屏蔽或改走线方式。 任何流强下都会出现丢束,但也存在平稳期。这类似于3月1~8日1.89GeV亮度调试时的频繁丢束状态。 在分析丢束原因过程中“高频状态监测、Libera的应用”得以充分开发与应用。
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夜晚750mA (白天660mA)流强时东腔氦压已接近1.26Bar。
2,东腔氦压对负电子流强的限制。 3月1~7日1.89GeV机器研究期间, 夜晚750mA (白天660mA)流强时东腔氦压已接近1.26Bar。 为了910mA大流强的运行,提高氦压保护限至1.28Bar,同时应继续寻找氦压异常的源头,以及优化氦压平衡的算法。 655mA 570mA 氦压保护
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但是,更换下来的kicker未找到漏点,内壁上的碳来源不明,在未来的大流强运行中,kicker处的真空度将依然是重点之重的监测与研究对象。
3,BER kicker处真空度 2012年11月BER k2处真空度越来越差,停机10天更换后,真空度越来越好。 但是,更换下来的kicker未找到漏点,内壁上的碳来源不明,在未来的大流强运行中,kicker处的真空度将依然是重点之重的监测与研究对象。
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10个束团、间隔32bucket、总流强68mA时水平频谱显著。该现象在 .538模式下依然存在。
4,反馈系统无法完全抑制BER的横向不稳定性。 BER重点监控的三处疑点:4W2、LFB和K2。 10个束团、间隔32bucket、总流强68mA时水平频谱显著。该现象在 .538模式下依然存在。 大流强时BER、BSR反馈系统都无法完全抑制束流水平频谱。 当负电子某个束团流强较大时(发生在BCM错位引起注入流强失控时),就会出现BES噪声异常现象(本轮出现过三次:2月9日、4月7日和5月28日)。 4W2和注入kicker的真空都存在一些异常的现象,从阻抗角度而言,纵向反馈kicker的损失因子很大(0.25V/pC),高次模功率1800W。
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延时漂移或跳动导致注入困难、BES剂量沉积,甚至高频腔频繁保护。
6,直线与环相对时序的漂移导致注入困难和剂量沉积 延时漂移或跳动导致注入困难、BES剂量沉积,甚至高频腔频繁保护。
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下一轮机器研究目标及对硬件的需求 我们找到了影响亮度的决定性参数,束束作用参数已经进入了极限区域,定量调束在此阶段是继续前进的基础。
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需要量化的参数列表 于程辉:同步光斑的定标,耦合系数测量,发射度测量,IP束团尺寸测量,对撞轨道自动反馈,SCQ转角偏差的补偿,三种轨道分离的注入,新模式的制作。 张源:束长测量,高阶色品测量与研究,turn by turn BPM数据的功能开发(精确工作点、横向不稳定性振荡幅度的定量描述等等 ),新模式的制作。 季大恒:环BPM性能的统计,bad BPM的改进(对撞区BPM要求全部启用),BPM增益因子的置入,高频频率的优化与反馈,快速optics测量,提高optics校正精度。 魏源源:输运线BPM offset的测量、 BPM增益因子的置入,输运线轨道的实时测量与控制,输运线optics测量与在线匹配。 邢军: 暗电流来源分析与控制,非线性对暗电流影响的机制与模拟,BES噪声问题的跟踪研究,东腔氦压热源研究。 王昕昊: Topup注入的实现。
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下一轮机器研究目标 将总流强提升至910mA是下一轮机器研究的核心目标。
1,1.89GeV机器研究期间频繁大流强丢束期间偶尔出现了两次~6H束流平稳期,虽是偶尔出现,但是其中蕴含着必然性,束流稳定态的根源需要高频、束测、物理三方共同努力去寻找,进而实现单束团至多束团的亮度不打折扣、按比例上升。 2,实现单束流910mA、间隔2 bucket或3 bucket的反馈系统优化(无需另一束提供对撞阻尼)、高频系统优化、物理参数优化,为将来的亮度1E33达标提供指导依据 若能实现,将来运行则采用当前小alphaP&小发射度模式140~160个束团、间隔2 bucket、单束团6~7mA实现亮度目标;若只能实现间隔3 bucket或4 bucket,则提升发射度20%,降低betaY*至1.35cm,以提高束束作用流强限至~8.0mA,用较少的束团数实现设计亮度。
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束测系统近期需要配合改进的地方 1,BPR、BER频谱仪便捷截图、数据导出。 2,Pilot tune的测量。
3,先进的Libera电子学全部投入使用,优先保证对撞区的7套Libera尽早使用。 4,turn by turn BPM数据与开发(在线数据存储、传输、分析)。 5,直线出口处丝靶测量在线应用,提供实时束流参数。 6,反馈触发信号从高频腔后面引入。 7,数字反馈系统的研制(或购置)。 8,纵向反馈kicker的设计。 多束团效应引起的亮度损失
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高频系统近期需要配合改进的地方 1,判断西腔相位漂移原因,如何监测。(丢束相位漂移?相位漂移在前(通过反馈踢束) 束流丢?为什么只出现在西腔) 2,西腔腔压与束流参数不符的原因?重新标定? 3,消除西腔在1.6~1.7MV的打火点。 4,三个环路参数的实时监测。 5,东、西腔联动保护的原因与克服。 亮度突然变低,从3.6ns看变化很多,调西腔相位从-114.1→-128.6deg亮度恢复
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控制系统近期需要配合改进的地方 1,关于束测本地站引入的东、西高频腔500MHz信号的晃动问题。
该问题在本轮亮度调试中,因为观测到束流存在横向振荡并影响到亮度而发现,该信号测量的可靠性?扰动来源?是否会影响高频腔的工作性能?急需确认。 一旦解决,反馈触发需从高频腔引出,纵向分离方案是对撞调试的重要手段。 2,去除BES取数与TCB1之间的联锁。 3,高频频率作为例行扫描参数、实时反馈参数的可行性。 4,声音报警需要更加完善。 5,实现“The smallest the first”功能,保证束团流强的均匀性。 2013年更换了BCM的定时插件后,BCM晃动问题得到了克服,最小注入方式成功地应用在运行中,困扰运行多年的束团注入均匀性问题不再是问题。但是偶尔还出现bucket号码错位问题,导致注入出现巨大流强束团。本轮因此烧毁两台BPR反馈放大器,寻找问题的源?
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控制系统近期需要配合改进的地方 6,电源本地电流值与给定值之间的系数校正。
全环各个电源的累计漂移对亮度的稳定性是致命的。虽然,这个漂移在理论上能够用optics的fudge因子实现修正,但是实际上是不可行,因为optics校正精度只有10%。可考虑定期进行全环电源系数的标定以减轻定期optics校正的压力 。 7,运行中,COW2工作站CPU负载长期保持95%以上,高负载已经影响到日常的运行调束。 8,升级调束工作站CPU、内存、SAD版本、TCL\TK软件版本、EPICS版本。
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BES取数前夕,为了降低BER异常暗电流,我们不得不更换了一套六极磁铁组合。
需要电源、磁铁、真空、机械配合的地方 1, BER异常寿命和暗电流随工作点关系 相同的实验条件:30束团270mA Top-up注入保持束流流强相同。 BES取数前夕,为了降低BER异常暗电流,我们不得不更换了一套六极磁铁组合。 为什么沿用多年的六极铁组合突然引发BER束流异常,而正电子仍表现正常? 为什么两套六极铁搭配计算与跟踪结果在BPR能得到符合,而在BER相差甚远? 怀疑:BER六极铁。 物理组会进行专门的测试实验,也需要电源和磁铁组在例行巡检中寻找蛛丝马迹。
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需要电源、磁铁、真空、机械配合的地方 2, BER异常高次模的来源 物理组会进行专门的测试实验,也需要各个组在巡检中查异常。
3, SCSKQ电源投入正常使用 亮度调节手段之一,校正超导磁铁安装时的滚角偏差的最佳手段。 4, 检修R4OBH02在40A左右过温报警问题。 BPR对撞区4bump核心校正子。 5, 4W2耦合腔优化设计,可考虑制作备件,等待长周期停机的时机。
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Knob调节R1OQ04电流,降低0.2A(约千分之二)可降低暗电流5倍;若直接降低0.4A则暗电流降低约一个量级。
运行中与物理相关的几个问题 兼用模式使用的1W2已经融入运行模式匹配,SAD程序以偏转角k0来定义二极铁,不同能量下,k0需要相应变化而模式没变。 Fudge因子在存储模式操作时偶尔出现误置问题,主要是Q1b数据库通道。 对撞点扫腰调节时的腰点初始化问题。 R1OQ04电流变化0.4A(千分之四)BES暗电流成量级变化的机制。 Knob调节R1OQ04电流,降低0.2A(约千分之二)可降低暗电流5倍;若直接降低0.4A则暗电流降低约一个量级。 工作点 /5.5683
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BPR: 隔8bucket运行中突然噪声异常 采用隔4bucket运行噪声正常
依旧存在的噪声问题 BPR: 隔8bucket运行中突然噪声异常 采用隔4bucket运行噪声正常 BER:当负电子某个束团流强较大时(发生在BCM错位引起注入流强失控时),就会出现BES噪声异常现象(本轮出现过三次:2月9日、4月7日和5月28日)。 2013年4月7日噪声问题本轮第三次出现 噪声在未来是否会再次成为运行的困扰?
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12-13直线加速器运行及改进 2013年8月 加速器中心 陈志比 2019/2/18
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年度运行概述 在 年度运行中,直线加速器 开机,9月10日提供束流, 停机。共运行321天,年度总运行机时为7704小时。 除给对撞机调试、对撞和同步辐射运行提供束流外,还需提供10号厅束流运行,运行模式多样化。 机器运行可靠、束流基本稳定、重复。圆满地完成了运行任务。
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12~13年度直线运行故障统计: 概述 时间 分类 故障时间 (小时) 影响束流 主要故障 调制器 79.0 31.5
机柜掉电、磁场电源、高整变压器、闸流管及电源、高压充电机、水路保护等 正电子靶 14.5 14 切换时不能到位 SHB 20.5 10.0 通讯、板卡、干扰、程序死机等 速调管 42.7 使用68544小时,寿命已到 微波,相控 2 工控机、老恒温箱、K16无功率、聚束器等 真空、磁铁电源、束测、防护 12.8 2.5 磁铁电源、离子泵电源、校正子电源、AM3、门禁等 网络、控制、电网 7 5 总计 186.5 107.7 概述
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本轮之改进 完成了直线1-6及10号脉冲调制器的改造,加上8A 、 9A 、 11A 、 13A;为高压充电机结构;维护简便,有利于快速恢复设备,提高运行效率; 更换了16根高功率干负载,提高了能量及能量稳定性, 至此,直线升能改造工作已完成。 16号波导、离子泵更换老炼等; 国产速调管在8A、13A位置的长期稳定运行; 设备改造对直线的长期稳定运行、提高运行效率提供了保障。
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存在的问题 Q29/Q30磁铁故障: :00 检查发现,有2个(各1个)镙丝断在磁铁里。由于空间、位置原因,无法就地处理。请磁铁、电源、通用运行及401的同志现场观察,因为磁铁离真空快卸法兰很近(约3cm),没敢当时拆卸。同时检查15组“三合一”磁铁发现,其磁铁连接点有很多已松动,请401的同志紧固,其中有些加垫片紧固、处理(包括2个已出现烧焦现象的触点)。 问题:1.其他地方存在?如校正子 电源、BQ电源、F铁电源? 存在问题
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速调管问题 9根速调管已超5万小时;当时1号更换时—42.7小时无法供束。 速调管寿命不好预计,所以存在可能影响运行的问题。
需做好备件,做好更换的准备
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闸流管 功率源组对每个闸流管、速调管记录使用时间、位置等;停用闸流管平均运行时间:17124小时
本轮功率源闸流管运行出现老化现象集中呈现的情况。本轮共安装更换新管12只。占在线(23只)运行的52%。 进口闸流管订货手续繁杂,到货时间长。本轮用国产的替代,有效的缓解了备件的压力 也许下轮运行,速调管面临同样的问题? 真空问题?正电子源处…
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总结 有领导的支持和同事们的努力, 希望下轮运行得更好!
暑期将调制器改造5台、电源更新136台、更换部分离子泵、维修Q29/Q30、AM3、监控维修等。时间紧、任务急; 环与直线同源的问题在中心领导的关注下已在进行中; 备件问题已提交中心领导和课题组长。 有领导的支持和同事们的努力, 希望下轮运行得更好!
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直线纵向和横向调试 钱磊 加速器中心 运行组
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提要 (一).机制和图像:纵向稳定性试验与Delay分析 (二).纵向保持与调整的三个阶段:盲调.猜测.完备阶段 (一).靶前
一、纵向问题 (一).机制和图像:纵向稳定性试验与Delay分析 (二).纵向保持与调整的三个阶段:盲调.猜测.完备阶段 二、横向调试 (一).靶前 (二).俘获节 (三).直线出口
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(二).纵向保持的三个阶段 1.盲调阶段: 以前
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2.猜测阶段(1.7-4.14):建立了以定时为基准的束流位置观测系统。6次纵向调整。
直线有了观察纵向的标尺. BCT1自然状态(pulser状态不变及无人为调整)与定时同步,BCT2代表2856最大加速相位。 用BCT1-BCT2位置变化等价于源间漂是不完备的,忽略了光纤温漂。设源间漂为X,300m光纤温漂为Y.
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3.完备阶段。4.14恢复Delay监测后的研究及调纵向:delay在1.45ns附近漂移时注入较好(50-75)
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Delay在1.6ns附近波动时注入较差(<50)
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纵向稳定时注入状态稳定重复,充分说明纵向对注入状态的决定性作用
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纵向问题小结 有效的纵向调整是直线横向持续优化的前提,是本轮注入能长期保持良好状态的关键.每一次的调整都有效节省了机时,避免了低谷。
半年进行了至少十次人工干预(七次纵向调整和三次晶振重置).必须从根源上改善纵向稳定性.比如源放入恒温箱.单源方案加反馈或手动移相器等
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二.横向调试(一)靶前 1.定时调整 观察到PSK位置超前,后移110ns,能量提高>40MeV. 发现K1微波尾部不平.调K1定时及鉴相区间. 核对固态放大器和Gun trigger.
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3.组合C01,C02改善Pr2光斑形状.束流更接近轴向 A.调C01,02使PR2光斑更接近圆.
, 和 光斑和BCT比较.
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靶前轨道稳定运行三月后,提高电子枪流强到1V(2013.5.6),注入有明显改善
4.将A0F2反向加10A( ) 靶前轨道稳定运行三月后,提高电子枪流强到1V( ),注入有明显改善
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横向小结 1.直线性能的巩固和进一步提高需要大量深入细 致的工作及足够的机时.特别是下轮换电源并改控制界面的情况下。目前取数任务的完成情况看,很难给出时间供直线大规模调试.(比如双脉冲注入,可能节省的时间没有用掉的机时多) 2.输运线轨道系统为分析判断问题提供了良好的平台,对横向状态保持起了重要作用.希望直线BPM作成类似transport libera的形式,全程分析束流状态(优先靶前5个BPM). 3.性能上很难明显提高,但状态保持和故障判断上应该可以作得更好.特别是第一判断的全面性准确性上. 4.需要专职作束流物理的人才.
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希望丝靶测量与直线轨道监测结合以寻找关联性
8.靶前聚束优化的设想(机时12-20H) 直线出口 1.能量稳定度的观测 希望丝靶测量与直线轨道监测结合以寻找关联性
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BEPCII 高频系统运行总结 ( ) 黄彤明 代表高频组全体成员 2013年8月3日 北京 怀柔
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1.3 本轮运行亮点 对撞束流功率突破2*120 kW,试验最高入射功率143 kW;
带束高频电压提高到1.60 MV以上,最高达1.80 MV; 对撞无丢束:69小时、47小时; 组成了丢束诊断工作组,及时对每次丢束给出初步分析和判定,为分析和解决各类故障提供了一定的帮助。
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1.4 超导腔trip统计 其他高频硬件故障: 水、风、damper温度过高、东厅室温过高、LLRF插件故障、分子泵电源故障等;
非高频原因: 束流振荡、超导铁、电源故障等
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2.1 2012年暑期检修 门钮风冷改造 常规检修: 超导腔电动调谐器检修:拆卸、清洗、安装 低电平控制系统检修 发射机控制计算机更新
其它水、电、风等维修
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2.2 运行中出现并已经解决的问题 调谐臂支座倾斜 腔压振荡 低电平压电陶瓷过流保护断电(2013.2.3)
耦合器冷却水压力超高( ) 东腔发射机管体水压偏低( ) 东腔隔热真空分子泵机组电源故障( ) 西腔高次模吸收器温度过高报警( ) 发射机风冷皮带断裂( ) ……
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2.3 运行中出现但仍存在的问题 西腔耦合器窗真空放气较严重 两腔联动 东腔氦压异常升高(老问题)
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3 机器研究 丢束诊断 “高频-束流”系统研究: 束团长度研究 高频腔压标定
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3.1 丢束诊断 建造了2套高频信号监测系统,辅助分析丢束原因 对明确丢束原因的高频截图进行了比较、分析和归类,建立了图像资料库
至今,积累并分析图像600多幅 高频信号列表 CH1 Vc-West SCC CH2 Pf-West SCC CH3 Pref-West SCC CH4 e+ beam CH5 ON/OFF (LLRF switch) -West SCC CH6 Tuner position-West SCC CH7 Pizeo voltage-West SCC CH8 Pizeo load-West SCC CH9 Frequency loop phase-West SCC CH10 Coupler vacuum-West SCC CH11 Vc phase-West SCC CH13 Vc-East SCC CH14 Pf-East SCC CH15 Pref- East SCC CH16 e- beam DL750 Scopecorder:16通道高速记录仪
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基于超导腔HOM功率测量束团长度实验的小结
束长测量相对可信 : 腔压增大,束长减小,符合规律; 相同束团数下,e+的Kloss值小于e-,反映出西腔电压真实值偏低些;通过测fs也证明了西腔腔压真实值比理论值偏低,二者吻合; Kloss值随单束团流强增加略有下降,反映了拉伸效应。
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通过测fs得出高频腔压,结论: 东腔腔压显示值比真实值低1.2%; 西腔腔压显示值比真实值高7.6%
需要根据fs标定的腔压来重新校核功率计?以保证fs实测与理论值一致? e- fs 理论 fs e+ fs
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4 未来运行展望 高频系统下一轮运行任务艰巨 2*900mA@1.89GeV → 130 kW
对撞能量和流强提高→高频功率、电压提高 对撞模式下: → 130 kW → 150 kW 高流强必须高腔压匹配:每台超导腔高频电压需要≥1.7 MV 同时,腔压提高势必增加低温热负荷!
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下轮运行高频研究重点 物理方面: 东腔氦压升高 HOM与束流轨道偏移 危险模式模拟与测量 工程方面: 优化高频信号监测系统,提高丢束诊断水平
减少trip率 进一步研究Arc抗干扰问题 高频相位跳变(主振信号源?Or LLRF环路?)
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2019/2/18 BEPCII控制系统运行总结 控制组
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主要内容 定时系统 安全联锁 Wiggler控制系统 电源控制 Archiver服务器 大屏幕与计算机 其他相关工作 总结 故障分析统计表
2/18/2019 加速器中心 控制组
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电子枪触发和直线BCT信号时间关系研究 测量BCT信号和电子枪触发的相对时间关系;
电子枪高压平台的相关参数,温度23~22.4,高压23KV; 2/18/2019 加速器中心 控制组
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安全联锁 高频系统安全联锁控制改进(已完成); BEPCII安全联锁语音提示改进; 对撞连锁保护改进(电子枪注入联锁新需求);
改进前的连锁条件为: 紧急停机和隧道门打开,高频无法加腔压; 正常停机只是2秒钟联锁高压,目的是打掉环束流; 目前连锁状态为: 正常停机、紧急停机和隧道门打开,高频无法加腔压; BEPCII安全联锁语音提示改进; 状态提示:机器准备、机器运行、停机、紧急停机、同步请求注入; 报警提示:人身安全报警、东高频报警、西高频报警、E+KICKER报警、E-KICKER报警、环真空报警、输运线真空报警、同步12号厅报警、同步13号厅报警和低温报警; 低温报警是状态提示,把它从报警提示改为状态提示; 提示的声音原来是报三次后就停止,改为状态提示报三次后停止,报警提示只要报警存在就一直报,在程序中加一个消音按键,可以去除声音; 对撞连锁保护改进(电子枪注入联锁新需求); 2/18/2019 加速器中心 控制组
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Wiggler控制系统 4台Wiggler控制系统已运行10余年,电子学设备面临老化、故障频发等问题;
对撞转同步模式后,3W1和4W2磁铁控制系统均出现过故障报警提示; 目前3W1只能在本地进行操作; wiggler控制系统的同型号设备均已停产; 3W1还可以找到停产的同型号备件; 4W2、1W1、1W2等3台wiggler控制设备的同型号备件已无法买到; 计划与机械组合作制定改进方案,对全部Wiggler控制系统进行更新; 2/18/2019 加速器中心 控制组 59
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电源控制 配合检查频繁丢束问题,排除接触不良等因素的影响; 根据最高2.3Gev高能量运行调束的需要,电源控制本轮运行进行了部分改进;
经物理组与电源组同意,调整部分电源远控的最大可操作范围限制值; R14IMB、R23IMB两台电源,由870A放宽到940A; R34Q1B电源,由950A放宽到1050A,之后又根据需要放宽到1100A; R3IQ03、R4IQ03两台电源,由140A放宽到143A; 与电源组配合将R3IQ02、R4IQ02与R3IQ03、R4IQ03电源的控制通道进行互换; 每台电源的最大工作电流值、最大可操作电流值生成新的数据库记录,以及电流给定和回采系数重新下载; 输运线4台公用段校正子电源(双向)变更为Q铁电源(单向)使用; 修改对应的配置文件、数据库记录(每台电源约50个)、ramping程序、人机界面等,本轮运行工作正常; 配合电源组排查故障; R3OQ04电源无回采值问题、R2OBV07电源报警后无Alarm信号输出问题、SCQW电源给定与回采电流值差0.8A问题、R1IQ06多次掉电问题等; 配合检查频繁丢束问题,排除接触不良等因素的影响; 将16台超导电源、60余台正电子环四极铁电源PSI与电源连接的电缆接头重新插拔拧紧。控制组检查电缆与PSI的接头,电源组检查电缆与电源的接头; 2/18/2019 加速器中心 控制组
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电源控制 电源控制本轮运行故障18次,前端处理器宕机2次,PSI电源接口故障16次; 为进一步提高系统可靠性,今年暑期检修时计划进行以下改进
系统中使用VME前端处理器共16块,本轮运行出现宕机2次,故障率12.5%; 前端处理器宕机,导致部分控制显示页面数据显示不正常,重启恢复,处理时未影响束流运行; 系统中使用电源接口PSI共计380余块,本轮运行出现故障16次,故障率为4.2%; 板卡硬件故障6次,占PSI故障的37.5%; 1U小机箱型PSI因供电模块电源线接触不良导致通讯故障10次,占PSI故障的62.5%; 为进一步提高系统可靠性,今年暑期检修时计划进行以下改进 针对信号线缆接口处的接触不良进行的改进 配合电源组更换PSI及电缆的模拟信号DB9连接器,更换为军品插头,需要现场焊接; 针对1U小机箱型PSI内的供电模块电源连接线接触不良进行的改进 输运线1U小机箱型PSI全部更换为VME-PSI。已定制多槽位、专用的PSI供电机箱,并启动自制VME-PSI板卡等相关工作; 储存环PSI供电模块连接线更换。供电模块电源连接线一端压接molex 6针插头 ,另一端直接焊接在PSI电路板上并封硅胶进行固定, 其中最关键的5V信号采用双线冗余; 2/18/2019 加速器中心 控制组
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总结 控制系统几乎与所有硬件系统都有接口;
首先要保证自身系统中的各种设备工作正常; 还要协助相关联的系统排查综合性问题; 对于控制系统来说,不管能量高低、流强大小,工作在何种运行模式,都需要一直保证系统稳定可靠运行; 本轮运行中组内参加运行维护的各位同事同心协力、不辞辛苦,在他们的精心维护下,保证了系统运行平稳,故障率较低; 赵卓、王金灿参加运行值班,可胜任值班长进行调束工作; 其他参加On Call值班的同事,定期巡检,不分昼夜,随叫随到,积极配合调束,及时处理各种问题; 2/18/2019 加速器中心 控制组
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逐束团束流测量数据分析 ---基于逐束团BPM系统 加速器中心 束测组 邓庆勇 2013 BEPCII 年会
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内容提要 一:逐束团BPM系统方案 二:BEPCⅡ对撞模式下的丟束研究 三:BEPCⅡ同步模式下的寿命研究 四:BEPCⅡ不稳定性实验
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逐束团BPM系统方案 系统简介 硬件设备 四路500MHz,14bit ADC
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处理流程 数据结构 典型现象分析 在线监测方案 BEPCⅡ对撞模式下的丟束研究 丟束情况小结 未明确现象讨论
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BEPCⅡ对撞模式下的丟束研究 一:不稳定性 工作点缓慢漂移,不均匀丟束 束团间振荡有明显增大势 丟束先后顺序和振荡有对用关系 二:腔压
处理流程 数据结构 典型现象分析 在线监测方案 BEPCⅡ对撞模式下的丟束研究 丟束情况小结 未明确现象讨论 一:不稳定性 工作点缓慢漂移,不均匀丟束 束团间振荡有明显增大势 丟束先后顺序和振荡有对用关系 二:腔压 快速丟束(几百圈),并且有负的脉冲 束团齐整 束团无振荡 三:工作点 工作点向半整数靠近 明显的振荡导致束流阶梯式的丟束 不均匀丟束 其他:有待进一步研究
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BEPCⅡ对撞模式下的丟束研究 独立运行(10-20分钟恢复), 直观有图(值班人员做预判), 尽量详尽(根据已有的情况),
处理流程 数据结构 典型现象分析 在线监测方案 BEPCⅡ对撞模式下的丟束研究 丟束情况小结 未明确现象讨论 独立运行(10-20分钟恢复), 直观有图(值班人员做预判), 尽量详尽(根据已有的情况), 数据保存(进一步研究)。 显示 时域 全环流强变化曲线 束团流强变化曲线 束团每圈的位置(x,y) 频域 丟束前3万圈频谱 每隔3万圈取1万圈频谱 供值班人员预判
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BEPCⅡ同步模式下的寿命研究 每2分30秒取1万圈的数据,计算RMS Bucket time RMS 处理流程 关于寿命的波动
寿命VS波动 每2分30秒取1万圈的数据,计算RMS RMS Bucket time
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BEPCⅡ同步模式下的寿命研究 处理流程 关于寿命的波动 寿命VS波动 X 频谱 X RMS 0.792 time Y RMS
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BEPCⅡ不稳定性实验 开反馈 关反馈 5万圈 bucket X Position X Position time time bucket
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BEPCII束测系统运行状况总结 岳军会 束测组 BEPC第十五届年会 北京·怀柔 2013年8月2日-4日
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主要内容 维护改进 机器研究 下一步计划 其他项目
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纵向反馈系统运行 订购两台国产放大器,从运行的情况来看,基本可行,但价钱便宜很多; 单束团流强过大会造成放大器的损坏;
可邀请dimtry升级纵向反馈系统(估计免费),使之可用于同步模式。 下一步想进行纵向反馈cavity的设计和研制工作,有如下优点: 1,带宽窄,不会感应很多功率,对放大器和负载有利; 2,束流阻抗小,有利于减小不稳定增长的时间; 3,Cavity kicker的分路阻抗大,有利于减小放大器的功率。
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横向反馈系统运行 基本状况还可以,需要频繁调节 考虑到下一步亮度提高的问题,建议上数字反馈系统
Dimtel公司的前端电子学+信号处理电子学,总的下来需要180万元,可完成对撞和同步模式的横向反馈系统 有了数字反馈系统可以方便的进行不稳定性的分析
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BCM运行情况及存在问题 BCM的bucket显示有时候会出现错位的情况,如果这时候采用最小先注的注入方式则会注出大束团,需要值班人员手动调节,很简单的两步,不复杂。 分析原因,之前的有些应该是给BCM系统的50Hz触发偶然大幅度跳动造成的,该问题已经通过换定时模块解决;有些情况则应该是改动高频相位或者gun delay造成的。
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束损系统 束损数据放入了achiever数据库中,可以随时调用查看,帮助分析问题
目前BLM数据放在Achiever备份数据库下BPM_BLM: now中
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兼用模式维修改造 18台旧电子学全部完成升级 新购进22台libera brilliance+ 电子学性能有了很大幅度提升,在线使用
表明,TBT测量精度优于5um
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机器研究 Pilot tune系统 统一主振 直线和环之间的延时测量 Bunch by bunch测量及分析 Laser wire系统
束团纯度测量 其他
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统一主振测试结果 500MHz 71.4MHz作触发,所测的的500MHz信号的晃动量,标准差为7ps 71.4 MHz 71.4 MHz
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直线和环之间的延时测量 延时测量基本准确的反映了直线和环之间的时间关系,直线运行组人员凭借此能够快速的调高注入速率,已成为日常运行所依赖的一个监测工具。
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Bunch by bunch 测量系统 采样率为500MHz,精度为14bit,可完成bunch by bunch的采样功能,最大可采集5s数据。 1,分析束流丢失和高频trip的因果关系; 2,分析丢束情况(均匀丢束或者先丢几个束团等) 2,分析工作点的变化情况; 3,分析不稳定振荡幅度及其变化;
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Laser Wire 系统已于2012年暑期停机期间安装于输运线电子段隧道
下图:激光进入真空管道处结构。 Laser Wire 系统已于2012年暑期停机期间安装于输运线电子段隧道
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束团纯度测量 系统灵敏度:1mA:50cps 系统测到的计数比在103,还需要进一步提高计数比
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下一步计划 纵向反馈系统 Cavity 的设计以及软件的更新 横向反馈系统
模拟系统升级为数字反馈系统,尽快确认高频后500MHz是否可用于横向反馈系统,如果不能,也要查清原因。 统一主振 下一步在线调试,争取在下一轮调束中用上 Pilot tune 尝试新的方案,争取早日在线使用 兼用模式性能提高 尽快调试到货的libera brilliance,期望能够在兼用模式下发挥作用,通过验收
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其他项目 1,乌克兰直线加速器 2,ADS项目束测和控制任务 3,北方光源
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