Instrumentsteuerung

Das netzwerkbasierte Steuerungssystem NICOS wurde ursprünglich am MLZ für Neutronenstreuinstrumente entwickelt. Zu den wesentlichen Zielen zählen die Flexibilität, die Benutzer- und die Wartungsfreundlichkeit sowie die Wiederverwendbarkeit.

Mit NICOS können wissenschaftliche Instrumente sowohl über interaktive Schnittstellen (GUI, Befehlszeile) als auch über ein Skriptsystem ferngesteuert werden. Die NICOS-Benutzerskripte sind mit einigen geringfügigen Einschränkungen in Python geschrieben. Diese Vorgehensweise ermöglicht die Erstellung sehr flexibler Skripte für komplexe Probleme und gleichzeitig eine einfache, interaktive Nutzung.

NICOS verfügt über eine große Entwicklergemeinde und steuert Instrumente an Einrichtungen auf der ganzen Welt:

• MLZ (Garching, Deutschland)
• PSI (Villigen, Schweiz)
• ESS (Lund, Schweden)
• LAHN (Laboratorio Argentino De Haces De Neutrones, Buenos Aires, Argentinien)
• Materials Growth & Measurement Laboratory at Charles University (Prag, Tschechische Republik)
• ISIS (Didcot, Vereingtes Königreich)
• Idaho National Lab (Idaho Falls, USA)
• Neutron Radiography Facility (NRF) of Oregon State University (Corvallis, USA)
• Röngten-Zentrum der TU Wien (Wien, Österreich)

Tango und seine Erweiterung Entangle bilden als verteiltes System die Grundlage für die Instrumentsteuerung. In Zusammenarbeit mit den Servern sind sie im Wesentlichen für die Abstraktion der Hardware und deren Ansteuerung zuständig, um eine standardisierte Sicht auf die Hardware zu ermöglichen. Dadurch wird eine erleichterte Austauschbarkeit sowie Wiederverwendbarkeit erreicht, was insbesondere bei der Inbetriebnahme, Fehlersuche und Reparatur von großem Vorteil ist.

PILS steht für “PLC Interface Layer Specification” und bezeichnet das am MLZ zur Kommunikation mit speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) verwendete Protokoll.

Die Gruppe unterstützt die Probenumgebung bei der Anwendung des Sample Environment Communication Protocol (SECoP) durch die Entwicklung und den Einsatz des Frappy-Frameworks.

Nicht alle Komponenten an einem Instrument werden ständig für die Durchführung von Experimenten benutzt. Dazu zählen beispielsweise Probenumgebungen wie Kryostate, Öfen oder Magnete. Zur Unterstützung der Instrumentverantwortlichen für eine relativ einfachen Integration dieser Komponenten in die Steuerung werden sogenannte Control-Boxen eingesetzt. Die Entwicklung dieser Boxen erfolgt in enger Zusammenarbeit mit der Gruppe “Probenumgebung”. Die Control-Boxen enthalten neben der erforderlichen Hardware für die Ansteuerung der Geräte der Probenumgebungen auch die notwendige Infrastruktur für die Integration in die Instrumentsteuerung.