Standaard industriële componenten voor een bijzonder project

Standaard industriële componenten voor een bijzonder project

Deeltjesfysica. Het is niet iets waar je iedere dag mee te maken hebt. Toch heeft Rexel de organisatie Nikhef met standaard industriële componenten ondersteund in het werk aan de deeltjesversneller in het Zwitserse CERN. Nikhef heeft een zeer belangrijke bijdrage geleverd aan het ontwerp en de bouw van de deeltjesdetector genaamd de VErtex LOcator (VELO). Luc Jansen en Martijn van Overbeek vertellen wat ze precies gedaan hebben bij CERN en over de rol van Rexel in dit project.

Om de VELO goed te kunnen bedrijven zijn er drie belangrijke regelsystemen nodig: een hoog vacuümsysteem, een koelsysteem en stappenmotoren om de detector te kunnen positioneren ten opzichte van de protonenbundels. In deze systemen zijn programmable logic controllers (PLC’s) opgenomen die Rexel geleverd heeft.

project_photo_landscape1 CERN

De LHCb-detector op CERN in Genève doet onderzoek naar de eigenschappen van antimaterie. De ‘ruggengraat’ van dit experiment bestaat onder andere uit de VELO en de Outer Tracker (OT), die beiden door Nikhef ontworpen en gebouwd zijn. Nikhef heeft ook meegewerkt aan de ontwikkeling van software die de sporen reconstrueert die geladen deeltjes achterlaten.

LHC

“De versneller LHC in CERN ligt 100 meter onder de grond, in een tunnel van 27km omtrek”, legt Luc uit. “In 2008 gingen de eerste deeltjes door de nieuwe LHCb-detector. LHC is in staat om hoge energie aan de protonen te geven. Voor een hoger energieniveau is een hoger magnetisch veld nodig om de deeltjes binnen het bundelkanaal te houden. Conventionele magneten zijn te groot voor in de bestaande tunnelDaarom is de keuze gevallen op supergeleidende magneten. Supergeleiding houdt in dat je door dunnere wikkeldraden duizenden ampères kunt sturen, mits de temperatuur van de magneten op -270˚C wordt gehouden. Voor deze koelsystemen wordt vloeibaar helium gebruikt.”

De deeltjesversneller in CERN
ligt 100 meter onder de grond in een tunnel

project_photo_square CERN

Luc Jansen werkte jaren als design engineer voor Nikhef. Zijn belangrijkste taak was het ontwerpen van PLC-besturingssystemen. Martijn van Overbeek is werktuigbouwkundig instrumentmaker bij Nikhef. Hij houdt zich bezig met het bouwen van koelsystemen, leidingen, drukvaten, kleppen etc.

Complexe systemen met standaard componenten

Martijn: “Met een standaard koelsysteem wordt CO2 gekoeld om daarmee de detector te koelen. Voor de besturing van het koelsysteem is gebruik gemaakt van een PLC.” Luc gaat verder: “Naast de besturing is ook een automatisch sms alert ingebouwd. Als de temperatuur of de druk te ver oploopt, krijgt de beheerder van het systeem een melding. Nikhef kan ook vanuit Nederland op de PLC inloggen om assistentie te verlenen.

Nikhef maakt prototypes voor wetenschappelijke doeleinden. Een installatie wordt één keer gemaakt en ingezet voor een unieke en specifieke toepassing. Bij het ontwerp wordt gebruik gemaakt van zoveel mogelijk standaard industriële componenten, omdat deze materialen functionele continuïteit garanderen, essentieel voor de besturing van ’s werelds grootste deeltjesversneller.

Naast de besturing is ook een automatisch sms alert ingebouwd. Als de temperatuur of de druk te ver oploopt, krijgt de beheerder van het systeem een melding

project_photo_portrait CERN

Ondersteuning door Rexel

De ondersteuning vanuit Rexel lag vooral op het gebied van software engineering, advies over PLC’s, grafische schermen en training. “Recent hebben we op CERN de installatie nog moeten aanpassen voor nieuwe experimenten die binnenkort van start gaan”, aldus Luc. “Voor de compressor van de primaire koeler moest een nieuwe frequentieregelaar geconfigureerd worden. Rexel heeft ons geassisteerd bij het overzetten van de bestaande data naar de nieuwe frequentieregelaar. Het was fijn dat we op Rexel konden terugvallen.”

Rexel heeft ons geassisteerd bij het overzetten van de bestaande data naar de nieuwe frequentieregelaar. Het was fijn dat we op Rexel konden terugvallen

project_photo_landscape CERN

Meer informatie over dit project is te vinden via de links: Film LHCb – The Beauty Experiment en nikhef.nl