Titelaufnahme

Titel
Development of a temperature monitoring system for the ATLAS muon spectrometer / von Hermann Fuchs
VerfasserFuchs, Hermann
Begutachter / BegutachterinFabjan, Christian
Erschienen2010
Umfang125 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Temperaturüberwachung / ATLAS / Muon Spektrometer / Temperatur / PVSS / Finite State Machine / FSM / Überwachung / Monitored Drift Tubes / CERN
Schlagwörter (EN)monitoring / temperature monitoring / ATLAS / Muon Spectrometer / temperature / PVSS / finite state machine / FSM / Monitored Drift Tubes / CERN
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-44915 Persistent Identifier (URN)
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Development of a temperature monitoring system for the ATLAS muon spectrometer [11.77 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Der ATLAS Detektor ist mit einem Durchmesser von 22 m und einer Länge von 44 m der größte Teilchendetektor. Er wird durch das ATLAS Detector Control System (DCS) kontrolliert um einen sicheren und konsistenten Betrieb zu gewährleisten. Diese Diplomarbeit beschreibt das Muon Temperature Monitoring (MTM) Projekt und seine Entwicklung am CERN, für welches ich von der Planung bis zur abschließenden Implementierung in das ATLAS DCS verantwortlich war. Dieses gewährleistet eine effiziente Temperaturüberwachung der ATLAS Monitored Drift Tubes (MDT) Kammern.

Das MTM Projekt verwendet gemeinsame ATLAS DCS Entwicklungswerkzeuge und Strategien. Es wurde mit Hilfe der Programmierumgebung PVSS erstellt, wobei der Großteil des User Interfaces in das ATLAS Finite State Machine (FSM) Interface integriert wurde. Der Anwender hat die Möglichkeit aus verschiedenen Ansichten auszuwählen, welche einen Überblick über den Zustand der Temperaturüberwachung, sowie den entsprechenden Temperaturen der MDT Kammern bieten. Spezielle Ansichten können von ausgebildeten Detektorexperten verwendet werden um defekte Komponenten aufzuspüren, sowie Fehler im ATLAS MDT System zu finden. Mit Hilfe eines vernetzten PVSS System werden die Temperaturinformationen gesammelt. Nach der Analyse der Daten werden Temperaturgradienten in die COOL Datenbank exportiert und die Temperaturen der MDT Kammern farblich dargestellt.

Für jeden einzelnen Temperatursensor aller MDT Kammern wurde eine Anzahl von Konfigurationsparametern zusammengestellt. Diese enthalten für jeden Sensor Koordinaten, Positionen, Kalibrationskonstanten, Auslesekanäle, Alarmschwellen... Diese Daten wurden in einer Art und Weise gespeichert, welche es anderen ATLAS DCS Projekten und off-line Analyse Programmen ermöglicht auf diese zuzugreifen.

Desweiteren wurde während dieser Diplomarbeit ein Markierungssystem entwickelt, welches es ermöglicht defekte Sensoren zu verwalten. Dieses Datenbank basierte System bietet koheränte und zentral gespeicherte Marker. Das Hauptaugenmerk wurde hierbei auf die Flexibiliät des Systems gerichtet um eine einfache Erweiterbarkeit des Systems auf andere Sensoren und Geräte zu ermöglichen. Die positive Resonanz von drei weiteren MDT DCS Projekten, welches dieses System übernommen haben, machen dieses Markierungssystem zu einem gutem Kandidaten für weitergehenden Einsatz.

Nach intensiven Tests und Begutachtungen wurde das MTM Projekt in das ATLAS DCS System integriert und steht nun den Anwendern des ATLAS Kontrollraums zur Verfügung.

Zusammenfassung (Englisch)

The ATLAS detector featuring a diameter of 22 m and a length of 44 m is the largest particle detector ever built. It is controlled by the ATLAS Detector Control System (DCS) to ensure a safe and coherent operation of the experiment. This thesis describes the Muon Temperature Monitoring (MTM) project and its development at CERN, for which I was completely responsible, from the conception until the final implementation into the ATLAS DCS. Its scope is to provide an efficient temperature monitoring of the ATLAS Monitored Drift Tube (MDT) chambers accessible from the ATLAS control room.

The MTM project takes advantage of common ATLAS DCS development tools and development strategies. It is written in PVSS, with the majority of the user interface implemented in the ATLAS Finite State Machine (FSM) interface. The operator can choose between various panels, providing an overview of the state of the MDT chamber temperature monitoring and of the respective chamber temperatures themselves. In addition, a temperature overview panel is available, which provides a quick overview of the temperature distribution within the MDT system. Specialised expert panels can be used by trained detector experts to quickly pinpoint faulty devices and debug the MDT system. The MTM project uses a PVSS distributed system to collect the temperature data. After sorting and analysing the data, temperature gradients are exported to COOL and the temperatures of the MDT chambers are displayed.

For every temperature sensor mounted on all the MDT chambers a number of configuration parameters have been collected. This included coordinates, location, calibration constants, readout channels, alarm levels... This data was stored in a way which enables other ATLAS DCS projects and even off-line analysis tools to access this data.

Furthermore, during this thesis a flagging system has been designed not only to keep track, but also to deal with faulty temperature sensors. A database based approach ensures coherent and centrally managed flag information at all times, while providing maximum flexibility. Emphasis has been put on the flexibility of the system to make it easily adaptable to all other kinds of devices. Currently three other MDT DCS projects are using this flagging system. Feedback from this systems and the flexibility makes it a good candidate for further enrolment.

After extensive tests and reviews, the MTM project has been integrated into the ATLAS DCS and is available in the ATLAS control room.