Proceedings of the 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japanand the 29th Linear Accelerator Meeting in Japan (August 4 - 6, 2004, Funabashi Japan)

EFFECTIVENESS OF OPERATION TOOLSDEVELOPED BY KEKB OPERATORS
K.Sugino1,A), Y.Satoh

T.Aoyama

A)A), T.Kitabayashi

A), S.Shimomura
A)

B), H.Iida

A)

A), S.Fuke, T.Nakamura

A)A), M.Tanaka

A), T.Kawasumi

A), T.Ohkubo , H.Koiso

A), K.Yoshii

B), Y.FunakoshiA),B)

Mitsubishi Electric System & Service Co., Ltd.
2-8-8 Umezono, Tsukuba, Ibaraki, 305-0045

High Energy Accelerator Research Organization (KEK)
1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki, 305-0801

Abstract
The main tasks of KEKB operators are beam tuning and injection, operation logging, monitoring of accelerator
conditions and safety management. New beam tuning methods are frequently applied to KEKB in order to accomplish
high luminosity. In such a situation, various operation tools have been developed by the operators to realize efficientoperation. In this paper, we describe effectiveness of tools developed by the operators.

KEKB加速器運転員による運転用ツール開発の効果
１．はじめに[1]

KEKB加速器 では装置研究開発と最適なビーム
表１：運転用ツールの例
調整の探求が日々行なわれており、その成果はルミノシティのピーク値、積分値の記録更新として着実タスク
ツール例
開発言語に表れている2。
ビーム調整 iBump制御用パネル
Python/Tk
日常の運転において運転員は、KEKBコミッショ
SAD/Tk
ビーム調整用トレンドグラフ
ニンググループ(KCG)の指示のもとに、ビーム調整
Python/Tk
真空関連ミニパネル
装置状態及び入射、運転ログ記入、真空度や温度などの装置
Python/Tk
PF-AR寿命監視パネル
モニタ
状態監視、安全管理などを担当している。運転員にPython/Tk
ビーム電流リミットパネル
は状況に応じた迅速な対応が求められるが、その中でビーム調整は、安定して高いルミノシティを実現
運転ログ
運転ログモニタ
Python/Tk
できる最適な運転状態を維持するために大変重要で放射線エリアモニタログ
Python/Tk
安全管理あり、注意深く正確に行う必要がある。
更なる高ルミノシティ達成を目指して絶えず進歩
これらのツールについて以下に述べる。
し続けるKEKBの運転を効率的に行うために、運転
2.1 ビーム調整用ツール
員は日々変化する運転状況とビーム調整からの必要[2]に応じて様々な運転用ツールを開発してきた 。
[3]
KEKBの制御システム はEPICSに基づいているため、装置の設定や加速器の状態に関するデータへアクセスしやすいこと、データ群のログシステムが整っていたこと、PythonやSADなどによるアプリケーション開発を行える環境が整っていたことは、ツール開[4]発にとって便利であった 。また、KEKBスタッフからの加速器やソフトウェア技術に関する助言は、ツール開発の大きな手助けとなった。

２．運転用ツール

図1：iBump制御用パネル
左からBeam Size FB, IP Steering FB、BeamLife Time FB の設定画面である。

運転員が開発した運転用ツールの数は、KEKBのプログラムランチャーに登録されているだけで約70個になる。表1にツールの例を示す。
12E-mail: ksugino@post.kek.jp
http://www-acc.kek.jp/kekb/Commissioning/Record/Luminosity_record.html

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Proceedings of the 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japanand the 29th Linear Accelerator Meeting in Japan (August 4 - 6, 2004, Funabashi Japan)

図1にiBump制御用パネルを示す。運転員が行うビーム調整のうち、ビーム衝突調整に用いるツールである。KEKBでは衝突点付近のバンプ(iBump)を微調整することにより衝突状態の最適化を行っている。
衝突実験時には、これまでの運転で得られた経験に基づき、ビームサイズなどを目標値に近づけるよう[5]に常にiBumpをフィードバック制御している 。このツールの開発により、安定運転時は最適な目標値を設定するだけで、ほぼ自動的にiBump調整を行えるようになった。
2.2 装置状態モニタ用ツール

図4：モニタミニパネルの例
監視しているパラメータが制限値を超えると右のように色と大きさが変わる。
図4のようなミニパネルは、真空度やRFパワーなど、KCGより指示された注意すべきパラメータを監視するために用いている。パラメータが定められた制限値に達すると、図4に示すようにパネルの大きさや表示色を変え、アラーム音を鳴らすなどして注意を促すよう工夫した。また、表示項目数を必要最小限にとどめることによってパネルのサイズを小さくし、運転用端末ディスプレイの隅などに配置することで常時監視できるようにしている。このようなアラーム機能を備えたツールとしては、PF-AR加速器の寿命監視パネル(図5)、ビーム電流リミットパネル(図6)などもある。

図5：PF-AR寿命監視パネル

図2：ビーム調整用トレンドグラフ
運転員は必要に応じて様々なモニタ用パネルを開発してきた。
図2はビーム調整用トレンドグラフであり、iBumpや 衝 突 点 付 近 の ビ ー ム調整、ベータトロンチューン、ビーム電流値、ビームサイズなどのパラメータとルミノシティをトレンドグラフとしてモニタするツールである。運転員の視点から、効果的な調整を行うために必要な項目に特化したツールとして開発した。ルミノシ
ティと各パラメータの変化の相関を一目で知ることができるため調整に有用である。また、図3のビーム調整の履歴を表示するパネルも開発した。
ログ記入や過去の調整履
図3：IP Knob 調整歴を調べるのに役立って履歴パネルいる。

図6：ビーム電流リミットパネル
2.3 運転ログ用ツール
運転ログ記入は運転員にとって重要なタスクの一つである。図7は運転ログモニタである。
EPICS/Pythonにより重要な項目を自動で記録している。ログの自動化によって、運転員はよりビーム調整に集中できるようになり、また
正 確 な ロ グ記入が可能

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図7：運転ログモニタ

Proceedings of the 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japanand the 29th Linear Accelerator Meeting in Japan (August 4 - 6, 2004, Funabashi Japan)となった。
現 在 の KEKB 運 転 ロ グ
は 電 子化されWebベースログになっているが、このツールによる自動記入[6]が応用されている 。
2.4 安全管理用ツール

図8：放射線エリア
モニタ用ツール

図8は放射線エリアモニ
タ用ツールの出力例である 。 KEKB に 配 置 さ れ た
放射線モニタの積算値を調べ、統計的な表を作成して放射線管理に役立てている。

３．運転員によるツール開発の効果

４．まとめと今後の課題
KEKB運転員による運転用ツール開発について、ツールを紹介し、その効果について述べた。ツール開発によってより多くのタスク遂行が可能となる。
また運転員自らがツール開発を行うことは、運転状況に即した迅速な開発につながる。
今後もKEKB加速器の性能は更に向上することが期待される。運転員は運転状況に合わせて臨機応変に、より効率的にタスクを遂行しなければならないであろう。より高度なソフトウェア技術を習得し、これまで培ってきたノウハウを生かして洗練されたツールを開発することが有効であるかもしれない。
昨年度は夏期加速器メンテナンス期間を利用してソフトウェア技術習得機会を設けたが、その後ツール開発量が増加したことから、成果はあったと考えている。今後も技術習得機会を更に増やし、高度な技術を持ったスペシャリストの養成と運転員全般のソフトウェア知識向上によって、ツール開発がより促進されるであろう。

運転員がツール開発を行う動機は、KCGを含む謝辞
KEKBスタッフからの運転に対する要求に答えるた
め、あるいは運転員自らの運転を効率的に行うため
加速器運転制御及び運転用ツール開発に対して多の場合がほとんどである。
大なる助言を下さいました、KCG及びKEKB制御グ
3章で紹介したパネルで、前者は例えば装置状態ループを含むKEKBスタッフの皆様に深く感謝致しモニタ用ミニパネルがそれに当たる。運転状況におます。
いて、ある場所の真空度に注意するという新しい要求があるとする。運転員にとって１つタスクが増え参考文献ることになるので、他のタスクと合わせてより効率[1] S.Kurokawa and E.Kikutani, “Overview of the KEKB的に遂行しなければならない。運転員がこなせる仕
accelerators”, Nucl. Instr. and Meth. A499 (2003) 1.
事量は、運転員それぞれの経験、スキルなどの能力[2] K.Yoshii, et al., “
The Operator-developed Useful Tools atにもよるが、短期間で増やせるものではない。そこ
KEKB Accelerator”, Proceedings of Workshop on
で、この場合では新しいタスクを効率にこなすべく、
Accelerator Operation 2003, March 10-14, 2003.
注意すべき真空度を監視するミニパネルを試作する[3] N.Akasaka, et al., “KEKB accelerator control system€35, Nucl.
ことになる。
Instr. and Meth. A499 (2003) 138.
後 者 は 運 転 ロ グ モ ニ タ や iBump制 御 用 パ ネ ル、
[4] M.Tanaka, et al., “Rapid Application Development by
ビーム調整用トレンドグラフなどである。
KEKB Accelerator Operators using EPICS/Python€35, 第１回日本加速器学会会年会・第29回リニアック技術研
運転ログを自動化したことは、ログ記入のタスク
究会プロシーディングス, Aug. 4-6, 2004.
負荷軽減に非常に有効であった。現在のKEKBは連[5] M.Tanaka, et al., “KEKB加速器 iBump Feedback の調整
続入射を行っているため、入射時刻の記録などが頻による高ルミノシティの持続”, Proceedings of the 14th
繁であり、重要性が増したと言える。
Symposium
onAccelerator
Scienceand Technology, Nov.
iBump制御は2.1で述べたパネルによって、安定時
11-13,2003.にはほぼ自動化されている。このパネルで行っていURL: http://conference.kek.jp/sast03it/WebPDF/2P005.pdf
る制御法は運転員のアイデアをもとにしている。
[6] K.Yoshii, et al., “Zope Based Electronic Operation Log
ビーム調整用トレンドグラフは、運転状況の変化
System - ZLog€35, 第１回日本加速器学会会年会・第29を把握し、効果的なビーム調整を行うことを目指し
回リニアック技術研究会プロシーディングス, Aug. 4て開発したものである。積極的に運転員の意見を取6, 2004.
り入れ、改良を進めている。
運転員は常に運転に接しているので、運転状況の変化を素早く知ることができる。また、運転員はツールのユーザーでもある。ユーザー自らが開発者となることで、ツールの問題点を見つけ、カスタマイズや改良を素早く行えるのではないかと考えている。

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