2010年初，來自約 60 個國家的1萬多人參加了歐洲核子研究中心（簡稱CERN）的世界上最大規(guī)模的粒子加速器（大型強子對撞機，簡稱LHC）建成儀式，該項目是目前物理學(xué)界最重要的基礎(chǔ)研究項目。其加速器及系統(tǒng)安全工作將由源自西門子公司的、采用“硬連接”自控技術(shù)的130控制系統(tǒng)來控制和監(jiān)控。
為了實現(xiàn)自動測量、檢查并確保所有關(guān)鍵系統(tǒng)能夠保持高度的可用性和可靠性，CERN使用了西門子提供的Profisafe及“工業(yè)無線局域網(wǎng)”解決方案，數(shù)百個SIMATIC S7-300和S7-400控制器，其中包括36個具有集中電源通斷功能的“電源互鎖控制器” (PIC) 及由西門子集團分公司 ETM 提供的PVSS（過程可視化和控制系統(tǒng)）監(jiān)控系統(tǒng)。
CERN之所以大量使用西門子公司的控制器和處理器，是希望利用成熟的商用技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化。另一個原因就是，所用控制器必須在一系列嚴(yán)格的測試中表現(xiàn)出非常高的可靠性，而所用的測試方法幾乎是絕無僅有的，并且還要在其他應(yīng)用中繼續(xù)采用這些測試方法。西門子的相關(guān)產(chǎn)品恰恰滿足了CERN在以上方面的要求。
大型強子對撞機自動控制最大的挑戰(zhàn)無疑是負(fù)責(zé)兩個質(zhì)子束運動方向和加速控制的超導(dǎo)磁鐵的安全冷卻問題和低溫實驗問題。在這臺“世界上最長的冷凍機”內(nèi)，由16個配備了CPU 416-2的SIMATIC S7-400控制器各自控制約250個閉環(huán)電路和500個報警、互鎖電路，與磁鐵緊鄰的 15000 耐輻射傳感器和執(zhí)行器通過 Profibus 或 WorldFIP 現(xiàn)場總線進(jìn)行訪問。
2002年，CERN整體實現(xiàn)了PVSS過程控制和可視化軟件的標(biāo)準(zhǔn)化，并建議所有SCADA功能采用。據(jù) Blanco博士介紹，“為了選擇和支持有限數(shù)量的產(chǎn)品，CERN進(jìn)行了大規(guī)模市場調(diào)查，并成立了一個工作小組。最終我們從超過一百種競爭性解決方案中選擇了西門子的PVSS系統(tǒng)，因為其作為大型強子對撞機的上位系統(tǒng)，在開放性、可擴展性和靈活性方面最為符合我們的要求。”
為了加強與CERN之間的成功合作，也為了給客戶提供經(jīng)過CERN測試的創(chuàng)新產(chǎn)品，西門子從 2008 年開始成為CERN Openlab的合作伙伴。除了IT行業(yè)的幾家公司外，西門子是CERN Openlab中唯一的工業(yè)贊助商和開發(fā)伙伴。其“自動化和控制技術(shù)中心”旨在進(jìn)一步提高自動化產(chǎn)品的軟、硬件技術(shù)，以供將來在大型強子對撞機中使用，其中包括軟件工程領(lǐng)域的數(shù)據(jù)安全和開放性問題。據(jù)稱，CERN有關(guān)人士表示，未來將繼續(xù)加強與西門子公司的合作，促進(jìn)互利互惠、雙贏局面的進(jìn)一步發(fā)展。
供稿人：Nicolas Mader
Karsten Schneider
部門：西門子公司工業(yè)自動化公司（瑞士）
西門子公司工業(yè)自動化公司（紐倫堡）
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