«Разработка и тестирование аппаратно-программных компонентов модернизации установки CMS»НИР

«Development and Testing of Hardware and Software Components in course of CMS Apparatus Modernization»

Источник финансирования НИР

Хоздоговор, Хоздоговор

Этапы НИР

# Сроки Название
1 10 октября 2019 г.-1 декабря 2019 г. «Разработка и тестирование аппаратно-программных компонентов модернизации установки CMS»
Результаты этапа: Полученные в ходе выполнения ПНИЭР результаты: ● Разработана методика тестирования и предварительной калибровки баррельного (HВ) калориметра установки CMS с помощью радиоактивного источника. Для выполнения данных исследований с учетом особенностей баррельного калориметра модернизирована и система транспортировки радиоактивного источника внутри калориметра и создан новый коммутационный модуль, который позволяет существенно оптимизировать процесс сканирования. Кроме того, разработана и протестирована методика определения возможных повреждений трубок транспортировки источника. Модифицирован, протестирован и введен в эксплуатацию комплект программного обеспечения, обеспечивающий оперативное управление работой системы транспортировки источника, контроль напряжения и тока мотора, запись и визуализацию данных (отклики модулей калориметра на сигнал источника) и первичную обработку полученной экспериментальной информации. Разработано руководство работой дежурных операторов системы. Вышеперечисленные компоненты в полном объеме протестированы при работе с двумя секторами баррельного калориметра и введены в полномасштабную эксплуатацию. ● Проведено полное тестирование и первичная калибровка баррельных калориметров установки CMS с помощью радиоактивного источника после замены считывающих модулей с ФЭУ старого образца (HPD) на модернизированные с кремниевыми фотоумножителями (SiPM). Выполнено сканирование 2448 трубок в отношении пригодности к калибровке с источником и измерения сигналов от светочувствительных элементов калориметра с 1992 трубок. По результатам измерений установлены поврежденные слои, выявлены и устранены ошибки в карте считывания сигналов, установлены неисправности, связанные с нарушениями оптических контактов и повреждениями оптических кабелей и фильтров, определены каналы с аномально слабыми сигналами и создана первичная база калибровочных данных, которая будет использована впоследствии для настройки и предварительной калибровки баррельного калориметра. ● Обработана вся совокупность экспериментальной информации дозиметрической части системы РМ контроля радиационных условий в области переднего (HF) калориметра установки КМС. Измерены интенсивности дозы ионизирующего излучения в области кварцевых волокон и ФЭУ калориметра и проведено сравнение полученных результатов с результатами моделирования. Показана высокая степень стабильности долговременной работы ионизационных камер системы РМ и возможность их использования в качестве дополнительного детектора светимости. Определены основные направления модернизации дозиметрической части системы для ее применения в условиях максимальной светимости. ● В рамках ПНИЭР были исследованы методы калибровки и мониторинга отклика адронного калориметра с помощью физических процессов. Проведен анализ разных способов калибровки адронного калориметра, обеспечивающих достижение симметричного отклика по азимутальному углу, с использованием экспериментальных данных 2016-2018 гг. и результатов математического моделирования событий. Определены оптимальные выборки событий для осуществления такой калибровки и исследованы систематические эффекты, обусловленные геометрией установки CMS и конструктивными особенностями детекторов. Проведено сравнение двух методов симметризации отклика калориметра по азимутальному углу – метода моментов и итерационного метода. В итоге было получено согласие между обоими методами в пределах 2%. Калибровочные коэффициенты включены в оперативную базу коррекций для эксперимента CMS. ● Модернизация установки CMS в плане замены электроники считывания стандарта VME на новый стандарт с микроархитектурой для телекоммуникационных вычислений (mТСА), инсталляции новых версий операционной системы Windows 10, программной среды многооконного центра с открытой архитектурой (WinCC OA 3.16) и новых разработанных компонент в составе оболочки JCOP Framework потребовала модернизации системы мониторинга и контроля параметров различных модификаций электронных карт регистрации крейтов электроники mТСА. В рамках ПНИЭР разработано программное обеспечение для дальнейшего развития системы мониторинга крейтов mТСА в составе установки CMS в программной среде WinCC OA. Разработанное ПО обеспечивает надежный, быстрый и гибкий интерфейс связи между оборудованием нижнего уровня (электроникой считывания данных) и программой мониторинга и контроля высокого уровня. ПО осуществляет прохождение, распознавание, дешифровку и первичную обработку потоков информации при обмене данными произвольного набора модулей крейтов mTCA и последовательную передачу этих данных в произвольно заданный распределенный набор высокоуровневых программ мониторинга, обеспечивающих надежность работы электроники крейтов, а также функции мониторинга и контроля, хранения информации и выработки предупреждающих сообщений. Обновленное ПО протестировано на стендах ЦЕРНа и ДЕЗИ и демонстрирует стабильность работы и отсутствие сбоев в синхронизации работы крейтов mТСА.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".