SEI-Tagung am HZG - Frühjahr 2014 Geesthacht<BR><BR>Studiengruppe elektronische Instrumentierung<BR>der Helmholtz-Zentren

10 Mar 2014, 13:00 → 12 Mar 2014, 18:00 Europe/Berlin

Hörsaal, Gebäude 27 (Forschungszentrum HZG)

Jörg Burmester (HZG), peter goettlicher (DESY)

SEI-Tagung 2014 Version: 17-Feb-2014 WWW-Seite: https://indico.desy.de//event/SEI_2014 10.-12.März 2014 am HZG

Anmeldung als Teilnehmer	bitte bis 23.Februar
Die Agenda ist geschlossen! Bitte E-Mail Kontakt siehe unten
Kontingent in den Hotels	bis Mitte Februar

Die Agenda der Vorträge ist erstellt Einmal jährlich treffen sich Entwickler für Elektronik, Datennahme und Prozesssteuerung an den Helmholtz-Instituten und anderer an der Forschung interessierten Institutionen.
Das Ziel ist der Austausch über ihre Aktivitäten durch Vorträge, Präsentationen und Diskussion.
Siehe auch die Homepage der SEI.
Die Zielgruppe sind Wissenschaftler/innen, Ingenieur/e/innen und Techniker/innen
Es sind einmalig Teilnehmende ebenso willkomen, wie regelmäßig Teilnehmende.
Themen können sein: Konzeptentwicklungen, Schaltungsumsetzungen, Programmierungen und Techniken der Praxis.
An allen Tagen werden Vorträge der Teilnehmer stattfinden und am Dienstag Vormittag ist Zeit und Raum für Kontakt zu Firmen bei einer mehrstündigen Ausstellung forschungsrelevanter Produkte.

Die Tagung 2014 findet statt am Forschungszentrum HZG vom 10.-12.März 2014 21502 Geesthacht, Max-Planck-Straße 1 Beginn ca. 13:00 und Ende ca. 14:00 Tagungsraum: Auf dem Forschungsgelände Im Anschluss wird noch ein Arbeitstreffen geplant: Kontrollsysteme/SPS/MicroController Dieses wird bis 17:00 enden soll. Kleine, kurze Problem- oder Lösungsansätze sollen vorgestellt werden und viel Raum zu Gespäch bleiben. Hier ist ein Link zur Homepage des Forschungszentrums: WWW-Seiten des HZG Hier ist ein Link zur Homepage der Homepage der SEI-Studiengruppe Wenn Sie mehr zum Inhalt der Tagungsserie wissen wollen, empfehle ich einen Blick in die Proceedings der letzten Tagung. Hier finden Sie die ONLINE-Version: http://sei.desy.de/sites2009/site_sei/content/e108213/e157543/SEI2013_full_color.pdf
Kontakt: Dr. Peter Göttlicher
DESY Deutsches Elektronen-Synchrotron
Notkestrasse 85
22607 Hamburg
Tel: 040/89983226
E-Mail: peter.goettlicher@desy.de , bitte mit dem Stichwort SEI im Betreff

Monday 10 March

Vorträge 1: 1 Sensorik, Schaltkreise

1 Eröffnung

....

Speaker: Dr peter goettlicher (DESY)

2 Contactless Flow Rate Sensor for Heavy Liquid Metals / Berührungsloser Durchflussmesser für Flüssigmetallströmungen

Commercial electromagnetic flow meters are typically based on flow-induced electrical voltage measurements by electrodes in direct contact with the molten mass in a steady magnetic field. In view of the typical problems coming along with applications at liquid metal flows such as high temperatures, interfacial effects and corrosion, the main disadvantage of this type of flow meter is the electrical contact to the liquid metal, which is necessary to measure the electric potential difference. Therefore, contactless operating measurement techniques are very attractive for liquid metal applications. The SAAS Corporation together with the Institute of Fluid Dynamics of the Helmholtz-Center Dresden-Rossendorf e.V. developed a contactless flow meter which uses the measuring principle of transmitting an alternating current voltage over a transformer with a large head gap. The measuring signal is generated by the phase shift of two sinusoidal voltages. The geometry of the applied magnetic field in proportion to the selected pipe cross section has a significant impact on the sensitivity of the measuring device.

Speaker: Dr Stephan Lenk (SAAS GmbH)

3 Halb-balancierter Breitbandvorverstärker zur Messung des Schrotrauschens bei Graphenstrukturen

Graphen rückt als möglicher Werkstoff für zukünftige Transistoren immer mehr in den Fokus der Wissenschaft. Für die aktuelle Erforschung des Eigenschrotrauschens von Graphen wird ein breitbandiger Verstärker mit geringem Eigenrauschen (low noise amplifier, LNA) benötigt. Zur Unterdrückung des thermischen Eigenrauschens des LNA wird dieser bei einer Temperatur von 4,2 K betrieben. Um das Schrotrauschen des LNA vom Schrotrauschen des Graphens unterscheiden zu können, wird das Signal der Rauschquelle mittels eines 3dB-Leistungsteilers auf zwei Verstärkerzweige aufgeteilt. Die Ausgangssignale beider Verstärkerzweige werden in einer Korrelationsanalyse untersucht, wobei die nicht korrelierten Anteile dem Schrotrauschen der Verstärkerzweige entsprechen und verworfen werden. Lediglich die korrelierten Anteile werden weitergehend analysiert. Der Vortrag beschreibt das Design und den Aufbau des halb-balancierten rauscharmen Vorverstärkers und des benötigten Richtkopplers sowie deren Eigenschaften im Frequenzbereich von 2 GHz bis 4 GHz bei Arbeitstemperatur von 4,2 K.

Speaker: Mr Lars Petzold (KIT (IPE))

4 Erzeugung kurzer Impulse mit hoher Amplitude mit Standard CFA

Für die Untersuchung von SiPMs (im Rahmen von CMS) sowie Antennensynchronität (im Rahmen Auger) werden kurze Impulse (3....80 ns) mit hoher Amplitude (bis über 80V) benötigt. Der Vortrag zeigt eine Lösung mit Standard CFA-Verstärkern.

Speaker: Mr Franz Peter Zantis (German)

5 Vorstellung des Helmholtz-Zentrum Geesthacht und der Elektronikabteilung

Überblick über die wissenschaftlichen Aktivitäten am Helmholtz-Zentrum Geesthacht. Vorstellung der Elektronikabteilung (TKE) anhand aktueller Beispielen und herausragende Aufgaben der letzten Jahre.

Speaker: Mr Joerg Burmester (Helmholtz-Zentrum Geesthacht)

15:15 Kaffee Mo-1

Vorträge 2: FPGA und hohe Datenraten

6 Mythen des PCB-Designs digitaler High Speed Signale

Die serielle Übertragung digitaler Signale mit hohen Datenraten setzt sich auf breiter Front durch. Standards mit einstelligen Gbit-Datenraten sind Stand der Technik, zweistellige Gbit-Datenraten sind in der Einführungsphase. Mit steigender Datenrate haben die analogen Eigenschaften der Signalpfadkomponenten einen immer größeren Einfluss auf die Integrität der übertragenen Signale. Dabei kommt es immer wieder zur Über- oder Unterschätzung des Einflusses einzelner Effekte auf die Signalintegrität, die oft ihre Ursache in der Übertragung bewährter Regeln aus der Mikrowellentechnik auf die digitale Signalübertragung hat. Der Vortrag diskutiert die Mythen des PCB Designs digitaler High Speed Signale und zeigt auf, welche Effekte relevant sind und welche eine nur mehr oder weniger theoretische Bedeutung haben.

Speaker: Rudi Ganss (b1 engineering solutions GmbH)

Slides Mythen_des_PCB-Designs_digitaler_High_Speed_Signale_-_Rudi_Ganss.pdf

7 FPGA bases readout and control for PANDA components

tbd

Speaker: Matthias Drochner (FZ Juelich / ZEL)

8 MTCA.4 fuer das optische Synchronisations System am XFEL und FLASH Beschleuniger

Bei DESY wurde als Ersatz fuer das in die Jahre gekommene VME System der relativ neue MTCA.4 Standard fuer viele Komponenten am Beschleuniger etabliert. So wird auch die Signalverarbeitung fuer das optische Synchronisations-System, das eine femtosekundengenaue Zeitreferenz fuer verschiedene Anwendungen wie Elektronen-Ankunftszeitmonitore, Laser Synchronisationen und die LLRF Regelungen zur Verfuegung stellt, in Zukunft auf MTCA.4 Hardware basieren. In diesem Vortrag werden die dazu verwendeten Module und die Topologie des Systems vorgestellt.

Speaker: Mr Matthias Felber (DESY)

Slides 14'03_Felber_SEI_Geesthacht_short.pdf

9 Heterogeneous Systems in Computing Intensive Applications: FPGA -- GPU complexes

The aspects of application development on parallel computing platforms are highly acute today. With the intensive increase in the integration level of silicon devices enabling parallel computing technologies on a single chip the power of supercomputers became available for computing systems of the compact class. Thus, more sophisticated and calculation intensive computing methods have become broadly available for the scientific society and industry. However, the inevitable drawback for this computing boost is often a cardinal change in the application design and development approach. The present talk addresses two types of compact HPC platforms and their synergy from combinational use in a single computing complex: FPGA-based expansion cards and graphics processing unit coprocessing boards. The characteristic features of FPGA and GPU architectures are discussed to identify the major aspects of the application design for these platforms. The example applications presented in the talk are MEG, CT reconstruction, and image segmentation.

Speaker: Dr Sergey Suslov (ZEA-2, Forschungszentrum Juelich)

Slides 24_Heterogeneous_Hamburg_upd.pdf

10 A Real-time Histogramming Unit for Luminosity Measurement of each Bunch Crossing at CMS

The Real-time Histogramming Unit (RHU) is a VME board for sampling and processing discriminated signals from detectors in real time and free of dead-time. The RHU is used at the CMS experiment to measure the arrival time of signals from the BCM1F detectors relative to the orbit trigger of the LHC at CERN. The RHU incorporates a FPGA, 21MBit memory and an embedded Linux system for readout. For each input channel a histogram is produced by the FPGA algorithm in real time that contains the hits per bunch over several orbits. A postmortem buffer can be used for data analysis after a beam dump.

Speaker: Mr Marek Penno (DESY)

11 SeRiVAS - A testing tool for VMEbus modules

SeRiVAS is an universal control software for all VME based modules which can be used for different test purposes. The control of such a module occurs through an USB interface (Wiener&Plein USB Controller) or via optical interface (CAEN V2718 PCI-VME Module). The software allows to define and to execute command sequences of any length. A command consists of a writing process or a reading process to an address of a module. Moreover, it can carry out firmware upgrades for the FPGA V1495. SeRiVAS is available for Linux, OS X and Linux.

Speaker: Mr Sebastian Richter (Desy)

Abendessen Montag

Abendessen bei Francesco (Hinfahrt mit dem Bus von Tesperhude)
www.ristorantefrancesco.de

Tuesday 11 March

Vorträge 3: Verschiedenes

12 Rework of Leadless Components - Der Flaschenhals im Produktionsablauf

Die Bauform der "Leadless Components" wie QFN und LED Komponenten halten unaufhörlich Einzug in allen Bereiche der Elektronikfertigung. Zusätzlich zu den Herausforderungen in der Fertigung bringen diese Bauteile große Probleme im Rework und in der Handhabung der Baugruppen bei der Nacharbeit mit sich.

Speaker: Mr Franz Leitenstern (Martin GmbH)

13 Real-Time control on single atoms

Abstract: Im Bereich von quantenoptischen Experimenten gibt es zwei entscheidende Komponenten, einen Resonator, um einzelne Atome innerhalb einer Falle fangen zu können, und die Rechenleistung für die Simulation, Steuerung und Auswertung von Experimenten. Wir beschäftigen uns mit einem stark gekoppelten Atom-Cavity System. Dabei werden sowohl interne Atomzustände, z.B. der Quantenzustand des Systems, als auch externe Freiheitsgrade, wie z.B. die Atombewegung, gesteuert. Im letzteren Fall wird das Atom innerhalb der Falle über einen aktiven Feedback gehalten. Dazu werden Änderungen des Messsignals innerhalb von wenigen Nanosekunden mit Hilfe der FPGA FlexRIO Technologie detektiert. Für die Steuerung des Experiments wird eine hohe Anzahl von I/O Kanälen mit unterschiedlichen Zeitanforderungen benötigt. Deshalb wird die derzeitige Windows OS basierte Lösung der Hauptsteuerung durch eine Real-Time PXI basierte Lösung ersetzt. Die Herausforderung ist dabei die Synchronisation der I/O Kanäle, die im User Interface für verschiedene Messsequenzen dynamisch konfiguiert werden können.

Speaker: Mrs Maria Bernard-Schwarz (National Instruments Germany GmbH)

14 IBIS-Modelle in SPICE-Umgebungen

Zur Schaltungssimulation sind SPICE-Simulatoren weit verbreitet. Ein Nachteil vieler dieser Simulatoren ist jedoch, daß sich mit ihnen nicht direkt IBIS-Modelle simulieren lassen. Für eine ganze Reihe von digitalen Schaltkreisen stehen jedoch nur solche Modelle zur Verfügung. Der Vortrag greift ein im Jahre 1999 veröffentlichtes Verfahren zum Übertrag von IBIS-Modellen in eine SPICE-Umgebung auf. Er beleuchtet besonders die zeitabhängige Modellierung digitaler Schaltkreise auch für Bedingungen, die über die von Spezifkationen gesetzten Grenzen hinausgehen (z. B. Frequenz > spezifizierte Grenzfrequenz). Er untersucht Grenzen, die hier einer Simulation gesetzt sind.

Speaker: Dr Wolfram Sorge (HZDR)

Slides 33_LTibis.pdf

Ausstellung

15 Ausstellung von elektronischen Meßkarten - Agilent, Acqires

Ausstellung von elektronischen Meßkarten

Speaker: Mr Hans Dieter Spelthann (Agilent Acqiris Operation)

16 Austellung - Beckhoff

IPC-PLC Motion I/O Scientific Automation

Speaker: Mr Nils Burandt (Beckhoff Automation GmbH)

17 Ausstellung, CAEN

Ausstellung und Vorführung unserer Neuentwicklungen.

Speaker: Mr Nico v. Düring (CAEN GmbH)

18 Farnell GmbH

Rework Station Rework of BGA, CSP and QFN The rework stations facilitates the reliable and precise rework of BGA-, CSP-, and QFN-components, connectors and sockets. Innovative technologies such as “Advanced Vision Placement”, Hybrid Heating Technology and the intuitively operated “Easy Solder” software ensure safe soldering and de-soldering without the intervention of operators in the soldering process. Rework of SMD USB-Socket on Mainboard Rework of SMD USB-Socket on Mainboard These compact rework stations are, in addition to soldering and de-soldering, suitable for removing residual solder and for dispensing fluxes and solder pastes. With the software “Easy Solder” all rework profiles are easily managed. The EXPERT product family offers a comprehensive selection of Hybrid and IR Underheaters to ensure ideal conditions for the different rework applications. MARTIN offers different options and tools to get the best from the equipment in each application.

Speakers: Dirk Riemann (Farnell GmbH), Kevin Kohlstedt (Farnell GmbH)

19 iseg Spezialelektronik GmbH

Hochspannungsversorgungen

Speaker: Maik Donix (iseg Spezialelektronik GmbH)

20 igus Energiekettensysteme, Spezialleitungen und Gleitlagertechnik

KEIN VORTRAG GEPLANT! Vorschlag des Ausstellungskonzeptes: - 10 bis 11. März: ... Bereitstellung von Mustern zu den Themenbereichen: - Energieketten im Reinraum und Vakuum - Chainfelx Spezialleitungen - TriflexR für die 3D-Energiezuführung - Gleitlagertechnik im Reinraum und Vakuum - DrylinE ... Keine Anwesenheit von igus-Mitarbeitern - 12. März: ... Bereitstellung von Mustern zu den Themenbereichen: - Energieketten im Reinraum und Vakuum - Chainfelx Spezialleitungen - TriflexR für die 3D-Energiezuführung - Gleitlagertechnik im Reinraum und Vakuum - DrylinE ... Von Fa. igus für ca. 3 bis 4 Stunden anwesend: - Christian Wille (Technischer Verkaufsberater Gleitlagertechnik) - Markus Böhm (Technischer Verkaufsberater (Energiekettensysteme)

Speaker: Mr Markus Böhm (igus GmbH Energieketten)

21 National Instruments

22 boards & solutions for MTCA.4, PowerBridge Computer

MTCA.4 based system solutions for test & measurement; pre-certified starter kits, broad range of industrial I/O (field busses, fast & slow A/D, digital I/O, serial I/O, motor controller, FPGA, product customization, etc.); power supplies; HVF cooperation partner for future developments

Speaker: Mr Kay Klockmann (powerBridge Computer)

23 MTCA.4 System und VME/Desktop Digitizer, Struck Innovative Systems

x

Speaker: Dr Kirsch Matthias (Struck Innovative Systeme GmbH)

24 Crates, Power Supplies and Modules for Physics Experiments, Wiener Plein und Baus GmbH

Presentation of Crates, Power Supplies and Modules for Physics Experiments.

Speaker: Mr Thomas Berner (WIENER Plein + Baus GmbH)

10:20 Kaffee Di-1

11:30 Mittagessen Dienstag

FOTO-Termin

Exkursion zum Batteriehersteller Reppenich-GmbH

Besichtigung auf dem Gelände des Forschungszentrum HZG

Abendessen Dienstag

Abend Essen beim Schiffshaus Lauenburg ( jeweils Hin- und Rückfahrt mit
einem Bus)

Wednesday 12 March

Vorträge 4: Systeme und Datenerfassung

25 Offshore Datenerfassung (Technische Unterstützung für die Küstenforschung)

Überblick über die Zusammenarbeit des Technikums mit den Gruppen "Operationelle Systeme" der Küstenforschung. Messdatenerfassungen auf Schiffen, Flugzeugen, Offshore-Plattform FINO3 und Messstationen in unmittelbarer Nähe der See. Systeme/Projekte: FerryBox (Wasserparametermessung), X-Band- und HF-Radar (Wasser-Strömungsmessung), Wellenmessbojen,GMOS (Global Mercury Observation System) mit CARIBIC(Civil Aircraft for the regular Investigation of the atmosphere Based on an Instrument Container) Vortrag soll hauptsächlich die technischen Herausfordungen Projekte behandeln. In der anschließenden Diskussion kann bei Interesse auch noch auf die wissenschaftlichen Aspekte und Ergebnisse eingegangen werden soweit mir diese bekannt sind.

Speaker: Mr Jan Bödewadt (HZG)

26 Planzen-PET und Einsatz von USB 3.0 fuer die Datenerfassung

Das Forschungszentrum Juelich (ZEA-2) entwickelt gemeinsam mit "Philips Digital Photon Counting" einen PET-Detektor fuer Pflanzen. Es soll eine Uebersicht ueber das Gesamtprojekt gegeben werden, der Fokus liegt jedoch auf der Verwendung von USB 3 fuer den schnellen Datentransport aus dem FPGA zum Erfassungsrechner.

Speaker: Dr Peter Wuestner (Forschungszentrum Juelich / ZEA-2)

27 Taktsynchronisierung und Zeitmessung in einem verteilten Datenerfassungssystem

Die Zeitmessung mit einem verteilten Datenerfassungssystems erfordert die Synchronisierung der einzelnen Uhren. Eine dedizierte Taktverteilung ist für diese Anwendung eine einfache und präzise Lösung, erfordert aber zusätzlichen Installationsaufwand und bereitet vor allem bei der Skalierbarkeit des Gesamtsystems Probleme. Stattdessen können auch die vorhandenen Datenlinks der einzelnen Module für eine Zurückgewinnung des Systemtaktes verwendet werden. Es wird gezeigt, wie mit industriellen Komponenten (FPGA und Gigabit-Ethernet PHY) die Synchronisierung auf eine Taktfrequenz realisiert wird. Der Abgleich der Uhren erfolgt anschließend Protokollbasiert (Precision Time Protocol) über die Ethernet-Schnittstelle. Es werden die hardwareseitigen Anforderungen, die Umsetzung sowie die experimentellen Ergebnisse vorgestellt. Das implementierte System erreicht Genauigkeiten im Sub-Nanosekunden Bereich mit einer 1000Base T Punkt-zu-Punkt Verbindung.

Speaker: Philipp Födisch (HZDR)

28 Developments in DESY FS-DS

Detector development

Speaker: Mr Sergej Smoljanin (DESY)

29 TwinCAT 3 - Automation Interface - die offene Schnittstelle zur automatischen Codegenerierung

Das Automation Interface der Automatisierungssoftware TwinCAT 3 ermöglicht die Fernsteuerung des TwinCAT Engineering-Systems und die automatische Erstellung von Programmen und Konfigurationen. So kann, abhängig vom Automatisierungsgrad, die manuelle Bearbeitung von Steuerungsprojekten und die damit verbundenen Fehler verringert bzw. vermieden werden. Durch die Automatisierung der Projekterstellung wird die Qualität der Engineering-Ergebnisse gesteigert – bei gleichzeitiger Zeit- und Kostenersparnis.

Speaker: Mr Carsten Brunotte (Beckhoff Automation GmbH)

10:55 Kaffee Mi-1

Vorträge 5: Graphische Kontrolloberflächen

30 Ein Prototypexperiment am DESY Teststrahl mit dem Leitsystem DOOCS

Im Zuge der Vorstudien zu einem möglichen International Linear Collider (ILC) Projekt und dessen Detektoren wird am DESY Teststrahl seit einigen Jahren ein Prototypexperiment für eine Zeitprojektionskammer (TPC) betrieben. Dieser Aufbau bietet durch seine vielfältigen Anforderungen ein sehr geeignetes Experimentierfeld für die zugehörige Automatisierungstechnik. Im Vortrag wird über die bisherigen, sehr positiven Erfahrungen mit dem eingesetzten Leitsystem DOOCS berichtet, das hier abseits seines üblichen Einsatzfeldes als Beschleunigerkontrollsystem genutzt wird.

Speaker: Mr Oliver Schäfer (Universität Rostock, DESY Hamburg)

31 dynamische Oberflächengenerierung zur Anlagensteuerung mit LabVIEW

In diesem Vortrag soll herausgestellt werden, wie mit LabVIEW eine Anlagensteuerung umgesetzt wurde, die sich dynamisch an die wechselnden Probenortumgebungen anpasst. Die Hardwareadaption ist nahezu komplett konfigurierbar und läuft im wesentlichen über Beckhoff-SPSen und Taco-Server. Linux als Zielplattform rundete die Anforderungsliste ab.

Speaker: Mr Oliver Frank (TKE)

32 Steuerung einer Sputteranlage mit LabVIEW

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Speaker: Mr Jürgen Buhrz (TKE)

33 Automatisierungslösung für Vakuumkammern realisiert mit LabView und Simatic S7-300

Steuerung und Visualisierung von Vakuumexperimentierkammern für Hochleistungslaser. Die Steuerung erfolgt mit einer Siemens Simatic S7-300. Zur Visualisierung und Bedienung des Prozesses wird eine LabView Oberfläche in Multi-Client Architektur verwendet.

Speaker: Mr Henrik Tietze (HZDR)

34 Abschluss

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Speaker: Dr peter goettlicher (DESY)

13:25 Mittagessen - Mi

Workshop: Im Anschluss an die SEI-Tagung: uC/SPS/Kontrollen - Nicht Teil der SEI-Tagung selber