Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión 20/May/2003 J. Vega, E. Sánchez, A. López, A. Portas, M....

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Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión 20/May/2003 J. Vega , E. Sánchez, A. López, A. Portas, M. Ochando Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión. Madrid, Spain. A. Mollinedo, A. Sánchez CIEMAT. Computing Center. Madrid, Spain. M. Ruiz, S. López, E. Barrera Universidad Politécnica de Madrid. Dpto. Sistemas Electrónicos y de Control. Madrid. Spain. R. Castro, C. Fuentes, D. López CSIC-RedIRIS. Madrid, Spain Remote operation in the TJ-II fusion device

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Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión20/May/2003

J. Vega, E. Sánchez, A. López, A. Portas, M. Ochando Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión. Madrid, Spain.

A. Mollinedo, A. SánchezCIEMAT. Computing Center. Madrid, Spain.

M. Ruiz, S. López, E. BarreraUniversidad Politécnica de Madrid. Dpto. Sistemas Electrónicos y de Control. Madrid. Spain.

R. Castro, C. Fuentes, D. LópezCSIC-RedIRIS. Madrid, Spain

Remote operation in the TJ-II fusion device

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Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión20/May/2003

The TJ-II fusion device

• The TJ-II heliac is a medium size helical axis stellarator located at CIEMAT (Madrid, Spain)

• Parameters– Major radius: 1.5 m– Plasma radius: 0.1-0.2 m– Toroidal field < 1.2 T– ne < 1.2 1019 m-3

– Te < 1.5 keV– ECRH heating: < 600 kW– NBI heating: 2 MW (in preparation)

• It has been designed to study the effect of the helicoidal magnetic axis on plasma confinement for different values of rotational transform

• Discharges are 0.5 s long

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Data compressionand storage(discharge file)

Set-up

Analysis(user’s programs)

DischargePre-analysis(ad-hoc apps)

Data transfer(temporary buffer)

Raw data (RO)+

processeddata (RW)

RelationalDatabase

(RW)

CIEMAT local area network (ETHERNET)

Concentrator

VXI/VxWorksVXI/VxWorks

VXI/VxWorks

DACSDACS ...

FDDI

Concentrator

VXI/VxWorksVXI/VxWorks

VXI/VxWorks

DACSDACS ...CAMAC

GPIB

RS-485CS CS

Control systems

Data acquisitionor control systems

Data acquisitionor control systems

Repeater

VXI/VxWorks

Power supplybuilding

F. O.

SWITCH

Repeater

Repeater

Repeater

TJ-II hall

F. O.

FDDI

FDDI

Router

Central server

AlphaServer/True64

Two processors (SMP)

1 Gbyte RAM

250 Gbytes disk

- RAID 1

- RAID 5

Computing CenterF. O.

Control room

RDBserver

CS

TJ-II data cycle

• Data acquisition: 928 measurement channels

– VXI, CAMAC, PXI and PCI based

• Diagnostic control systems: 11 systems– PLC and Field Point based

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Data compressionand storage

Set-up

Analysis

Discharge Pre-analysis

Data transferRaw data

+processed

data

Relationaldatabase

CIEMAT local area network (ETHERNET)

Concentrator

VXI/VxWorksVXI/VxWorks

VXI/VxWorks

DACSDACS ...

FDDI

Concentrator

VXI/VxWorksVXI/VxWorks

VXI/VxWorks

DACSDACS ...CAMAC

GPIB

RS-485CS CS

Control systems

Data acquisitionor control systems

Data acquisitionor control systems

Repeater

VXI/VxWorks

Power supplybuilding

F. O.

SWITCH

Repeater

Repeater

Repeater

TJ-II hall

F. O.

FDDI

FDDI

Router

Central server

AlphaServer/True64

Two processors (SMP)

1 Gbyte RAM

250 Gbytes disk

- RAID 1

- RAID 5

Computing CenterF. O.

Control room

RDBserver

CS

TJ-II data cycle

• Data acquisition: 928 measurement channels

– VXI, CAMAC, PXI and PCI based

• Diagnostic control systems: 11 systems– PLC and Field Point based

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Data compressionand storage

Set-up

Analysis

Discharge Pre-analysis

Data transferRaw data

+processed

data

Relationaldatabase

CIEMAT local area network (ETHERNET)

Concentrator

VXI/VxWorksVXI/VxWorks

VXI/VxWorks

DACSDACS ...

FDDI

Concentrator

VXI/VxWorksVXI/VxWorks

VXI/VxWorks

DACSDACS ...CAMAC

GPIB

RS-485CS CS

Control systems

Data acquisitionor control systems

Data acquisitionor control systems

Repeater

VXI/VxWorks

Power supplybuilding

F. O.

SWITCH

Repeater

Repeater

Repeater

TJ-II hall

F. O.

FDDI

FDDI

Router

Central server

AlphaServer/True64

Two processors (SMP)

1 Gbyte RAM

250 Gbytes disk

- RAID 1

- RAID 5

Computing CenterF. O.

Control room

RDBserver

CS

TJ-II data cycle

• Data acquisition: 928 measurement channels

– VXI, CAMAC, PXI and PCI based

• Diagnostic control systems: 11 systems– PLC and Field Point based

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Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión20/May/2003

TJ-II remote participation system

Exp. system Exp. system Exp. system TJ-II central serverRDB

server

Workstation Workstation

INTERNET

WorkstationWorkstation

Local area network

DMZ

TJ-II RDBLogbook TJ-II DB

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Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión20/May/2003

Capabilities to provide

• Methods for remote access– Following discharge production

» Programming signal conditioning instrumentation

» Programming digitiser channels

» Monitoring programming of diagnostic control systems

» Accessing logbook (read/write)

» Audio/video system

– Accessing databases (read/write)

• Resources for work-group tools– Videoconference

– Interactive shared applications

– Chat

– …

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Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión20/May/2003

Critical aspects of the system

• Growth capabilities– Flexible enough system architecture

• It must be an “open” system– Multi-platform access

– Products and licenses for remote users: availability and cost

• The “working environment” is INTERNET– Security

– Software distribution and control of versions

– Easy system administration

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INTERNET

Web browserJava applications

Web browserJava applications

Data acquisition systems• 928 measurement channelsDiagnostic control systems• 11 control systemsTJ-II databases (R/W capabilities)• Relational and non relationalTJ-II operation logbook• R/W capabilities

• The TJ-II remote participation system is based on web technologies

– A web server is the most standard platform acting as a communication front-end

– A very scalable and flexible system architecture can be developed

– All external access depends on a single protocol and a well known communication port

• User/Remote participation system interplay has been founded on Java technology

– Network services will be provided by means of resources supplied by JSP pages

– Client tools will be web browsers and Java applications

– Deployment of Java software: there are ready-to-use solutions based on JNLP technology

» JNLP server

» JNLP client (Web Start)

• Distributed authorization and authentication system

– PAPI system

http protocolPort 80

JNLP

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Entities and Services

• TJ-II remote participation system: a set of

software resources for providing access to RPEs

• The term “remote participation service” (RPS)

describes the set of software resources for

having access to a particular TJ-II RPE

• The resources provided by a RPS can be divided

into smaller parts (functions)

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Sessions

Client Server

time

Start of sessionFIRST LEVEL ACCESS CONTROL: Is the client a registered user?

Username+password validationProfile assignment + expiry time (ticket)

Session “ticket”

Service request (+ session ticket)SECOND LEVEL ACCESS CONTROL: Is the user authorized toexecute the RPS function requested?

End of sessionRESOURCES RELEASE

Ticket revocation

Bi-directional informationexchange (if required)

. . . .

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Software resources for system access

INTERNET

User User User

Exp. system Exp. system Exp. system

User: web browser

INTERNET

Experimental system (may be RT)• Data acquisition system• Diagnostic control system

• System programming capabilities

• GUI (VNC server)

• Access control (permissions)

• Database support for system configuration

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Asociación EURATOM/CIEMAT para Fusión20/May/2003

Software resources for system access

INTERNET

User User User

Exp. system Exp. system Exp. system

User: web browser or Java app

INTERNET

Experimental system (may be RT)• Data acquisition system• Diagnostic control system

• User interface

LAN

Software abstraction layer

• Access control

• Database support for system configuration

• Communication capabilities

• System programming capabilities

SAL server

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User/system interaction

User

First level authentication

Software abstraction layer•Second level access control•Communications

Many experimental systems can be supported from a single server applicationVery modular developmentsThe experimental systems do not provide

AuthenticationUser interface resources for remote display

Minimum overhead over experimental systemsHigh degree of security: filters are external to systems

System•Data acquisition system•Diagnostic control system

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Exp. system Exp. system Exp. systemTJ-II central server

RDBserver

Workstation Workstation

Web server

INTERNET

JAVA app

Web browser

JAVA appWeb browser

JAVA appWeb browser

Local area network

DMZ

Software abstraction layerserver

Audio/video system

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Present status

• First developments: following experimental sessions

– Diagnostic control systems

– Operation logbook

– Data acquisition card programming

– INTERNET connection upgrading

– System security

• Second phase

– Visual data analysis tools

– Data access (R/W)

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Diagnostic control systems

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Operation logbook

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Data acquisition systems

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PAPI system

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Audio/video resources

• The connection to Internet of the Lab has been upgraded with a higher bandwidth to support videoconference by means of VRVS

– 100 Mb/s full duplex line

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Pending tasks

• Finishing PAPI system adaptation

• Developing the SAL to integrate data acquisition systems

• Providing software resources to remotely– perform fast visual data analysis

– download TJ-II data for analysis purposes

– upload data to the databases

• Videoconference system for following the TJ-II operation

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Acknowledgments

• This work is partially funded by the Spanish Ministry of Science and Technology under the Project No. FTN2001-1587-C02-01