网络应用于超导磁体的改进

在经历了比平时更长的冬眠后，大型强子对撞机(LHC)重新启动。在超级质子同步加速器(SPS)中安装了新的束流堆，取代了大型强子对撞机的超导磁体。此外，研究人员拆除并交换了一些电缆。

除此之外，这些升级将使对撞机达到更高的集成光度——光度越高，实验可以收集到的数据就越多，从而可以观察到罕见的过程。去年，这台机器能够在49%的时间内以稳定的光束运行，研究人员可以从中收集数据，而前一年只有35%。

大型强子对撞机于2008年首次启动，目前仍是欧洲核子研究中心加速器综合体的最新成员。它由一个27公里长的超导磁体环组成，其中有许多加速结构，以增强沿途粒子的能量。在加速器内部，两束高能粒子以接近光速的速度运动，然后相互碰撞。光束在不同的束管中以相反的方向传播——两根管保持在超高真空中。

它们在由超导电磁铁维持的强磁场的引导下绕着加速器环旋转。这种电磁铁是由一种特殊的电缆线圈构成的，这种电缆在超导状态下工作，可以有效地导电，没有电阻或能量损失。这需要将磁铁冷却到271.3°c，比外太空的温度还要低。由于这个原因，加速器的大部分连接到液氦的分配系统，液氦冷却磁铁，以及其他供应服务。

数千块不同种类和大小的磁铁被用来引导光束绕过加速器。其中包括1232个15米长的偶极磁铁，用于弯曲光束，以及392个5 - 7米长的四极磁铁，用于聚焦光束。在碰撞之前，另一种类型的磁铁被用来将粒子“挤”得更近，以增加碰撞的机会。这些粒子是如此之小，以至于让它们相撞的任务就像向相距10公里的两根针发射，而且精度极高，使它们中途相遇。

加速器的所有控制、服务和技术基础设施都集中在CERN控制中心的同一个屋檐下。从这里开始，大型强子对撞机内部的粒子束将在加速器环周围的四个位置发生碰撞，这四个位置与atlas、CMS、Alice和LHC四个粒子探测器的位置相对应。

欧洲核子研究中心的工程师们正在使用canopen网络模块来控制和监测电源。这些嵌入式本地监控板(ELMB)模块是多功能设备，专注于提供模拟输入/输出(I/ o)、数字输入/输出、SPI连接和自定义功能。它们被安装在Atlas、CMS、LHC、Alice和Totem实验中。该产品基于Atmel公司的Atmega 128微控制器，带有片上CAN控制器，具有128 KiB闪存和4 KiB SRAM。PCA82C250收发芯片由NXP公司生产。这些模块被插入ELMB或特定于应用程序的主板。

在某些应用中，使用以太网到can网关。这些网关旨在提供PCI和USB接口板的替代方案，将CANopen网络连接到CERN控制系统。

本文最初发表于自动化(CiA)网站上的CAN．CAN in Automation是CFE Media的内容合作伙伴。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

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