Sviluppo di un sistema di controllo per lo spettrografo CAOS

Abstract

Lo scopo della mia attività è quello di realizzare una nuova interfaccia tra il telesco-pio da 91 cm e lo spettropolarimetro CAOS, situati all osservatorio M.G. Fracastoro di Serra La Nave (SLN). La nuova interfaccia al telescopio dello spettropolarimetro CAOS nasce da due di-verse esigenze: 1. Rendere più efficiente il sistema di autoguida. 2. Aumentare il grado di automazione dell interfaccia al telescopio. I passi seguiti per la realizzazione del progetto sono i seguenti: 1) Valutazione dei requisiti da raggiungere in termini di precisione da parte di ogni singolo motore e conseguente scelta dell hardware sia relativo ai moduli Beckhoff sia relativo ai motori stessi. 2) Implementazione delle procedure ad hoc che permettano ad ogni singolo sottosi-stema di espletare le funzioni definite per la nuova interfaccia. 3) Realizzazione di un interfaccia grafica in ambiente TwinCAT 3 o pannello di vi-sualizzazione interattivo per ogni singolo motore. 4) Implementazione di un interfaccia grafica utente (GUI) in linguaggio Java per la realizzazione di un Client per ogni singolo motore. Nel primo capitolo vengono descritte le caratteristiche di uno spettrografo in gene-rale e di seguito le specifiche dello spettrografo CAOS, entrando nei dettagli per ogni sin-gola parte di cui lo spettrografo è composto. Poi viene descritta l attuale interfaccia tra il telescopio e lo spettrografo CAOS e le sue funzioni, infine viene proposta la descrizione di una nuova interfaccia con i suoi sottosistemi. Nel secondo capitolo vengono illustrate le funzioni delle movimentazioni della nuova interfaccia e l hardware utilizzato per ogni singolo sottosistema. Inoltre verranno dati dei cenni sull ambiente TwinCAT 3 utilizzato per lo sviluppo del software Server e sul protocollo ADS, messo a disposizione della ditta Beckhoff per mettere in comunicazione un Client, realizzato con un linguaggio ad alto livello, con il Server TwinCAT. Nel terzo capitolo vengono descritte le tecniche adoperate per la configurazione dei parametri elettrici e meccanici relativi ad ogni singola movimentazione che compone un sottosistema. A partire da tali configurazioni è stata realizzata, per ogni singolo motore, un inter-faccia grafica ingegneristica in ambiente TwinCAT 3, che permette di conoscere le infor-mazioni sullo stato del motore e di verificare le funzioni implementate con il linguaggio IEC 61131-3. In un scenario reale di comunicazione a distanza, in rete, tale software rap-presenta la parte Server . Infine è stata realizzata un Client grafico in Java, per ogni singolo motore, con lo scopo di testare il corrispondente Server e fornire un primo interfacciamento con il Server stesso. Per la realizzazione della nuova interfaccia tra il telescopio 91 cm e lo spettrografo CAOS sono stati selezionati dei prodotti che, attualmente, rappresentano lo stato dell'arte nell ambito del controllo e dell automazione industriale, in modo da avere il massimo delle prestazioni tecnologiche con la massima compattezza di assemblaggio, alta affidabilità e ridotta manutenzione. In riferimento alla precisione, considerando che l immagine di una stella sul piano focale del telescopio dovuta all atmosfera è dell ordine di 2 (secondi d arco) e che le dimensioni proiettate in cielo dalla fibra ottica sono minori di 5 secondi d arco, lo scopo dell attività relativamente al tip-tilt è stato il raggiungimento di una precisione tale da seguire un moto apparente della stella pari a 0.5 , pertanto la precisione richiesta per il riposizionamento dell oggetto da osservare nella posizione di riferimento, per la movimentazione dello specchietto tip-tilt, è pari a 0.5 equivalente a 2.4 µrad.