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Roberto Losito，CERN
在全球较为强劲的粒子加速器，即大型强子对撞机(LHC)上，实时测量和控制主要组件的位置，以高可靠性和准确度来吸收标称粒子束核心中的高能粒子。
使用LabVIEW、LabVIEW Real-Time模块、LabVIEW FPGA模块和NI SoftMotion软件以及用于PXI的NI可重配置I/O硬件来开发基于FPGA的运动控制系统，以拦截偏轨或不稳定的粒子束。
Roberto Losito - CERN
Alessandro Masi - CERN
欧洲核子研究中心，俗称CERN，是全球规模较大的粒子物理实验室。CERN位于法国和瑞士的边界，于1954年成立，作为一个研究组织，该中心的科学家致力于研究物质的基本构成及物质间的相互作用力。
CERN使用称为粒子加速器的机器来使离子束或质子束对撞或撞击其他物质。这种撞击将释放足够巨大的能量来重现宇宙形成时的高能环境。从LHC中粒子对撞采集到的数据将提供前所未有的关于宇宙形成的信息，进而揭示诸如为什么粒子具有质量，或暗物质的起源等问题。
LHC圆周长达27 km，位于地下150 m深处，它能够让粒子束以接近光速对撞。为了实现这样的对撞，LHC将两束质子或正电荷离子送至圆形隧道，以相反方向运动。超流态氦浴中的超导磁体处于1.9 K（-271 ºC或-456 ºF）的低温状态，控制LHC中粒子束的轨迹。每个粒子束的最大能量为350 MJ，相当于400吨的火车以150 km/h的时速行驶所具有的能量，能够熔化500 kg的铜。
由于粒子束具有极高的能量，可靠性至关重要。偏离轨道的粒子束可能给对撞机造成灾难性的损坏。为防止粒子偏离既定的路径，我们安装了超过100台称为准直仪的设备。准直仪通过石墨块或其他大质量材料来吸收标称粒子束核心中的高能粒子。每台准直仪都由安装在独立NI PXI机箱中的NI可重配置I/O模块进行控制，以实现共计120套PXI系统的冗余。在标准配置下，一个机箱通过20分钟的运动曲线，可控制安装在3个不同准直仪上的多达15台步进电机，以精确、同步地排列石墨块；同时，另一个机箱检查同一准直仪的实时位置。在工程的第二阶段，我们计划再增加约60多台准直仪和60个PXI系统，最终PXI系统总数将达到约200个。
对于给定的准直仪，两台PXI机箱的控制器上运行LabVIEW Real-Time，以确保可靠性，同时，连接外设插槽的可重配置I/O设备上运行LabVIEW FPGA，以对准直仪进行控制。我们采用NI SoftMotion Development模块（已停售）及NI可重配置模块来快速构建控制LHC 27 km圆周长范围内约600多台步进电机所需的定制运动控制器，且同步精度可达毫秒级。这些设备上的现场可编程逻辑门阵列(FPGA)则为我们提供了所需的控制级别。相比传统的VME和基于可编程逻辑控制器的模型，LabVIEW和PXI解决方案因其体积小巧、坚固耐用且经济高效而成为我们最终的选择。
为了满足严格的定时、精度及可靠性要求，我们选用了基于可重配置I/O及LabVIEW FPGA的运动控制和反馈系统。我们选用的设计平台仅集成了我们所需的功能，因而节省了不必要的成本，而且无需自己开发软件驱动程序，从而减少了完善系统所需的人力资源。
LHC于2008年9月10日开始运行，一束加速质子进入LHC 17英里的地下隧道，并在不到一个小时后成功地穿过了沿隧道间隔排列的每个粒子探测器，完成了整圈的运动。世界各地的科学家和研究人员已经迫不及待地要开始揭开有关宇宙组成的奥秘。
Roberto Losito
CERN
电话：41-22-767-6263
roberto.losito@cern.ch