Automated front-end software generation for industrial systems control

CERN (European Council for Nuclear Research) is a particle physics reasearch facility and its most famous component is Large Hadron Collider (LHC), the world’s largest and highest-energy particle accelerator. The importance of monitoring LHC and all the other machines in the CERN accelerator complex at any time makes it necessary to use highly reliable and safe control systems. At CERN accelerators control is carried out using several components such as PLCs (Programmable Logic Controllers), PCI Extensions for Instrumentation (PXI) and other micro-controller families. These devices typically present different communication protocols, making their integration in the control system difficult and time-consuming. A solution to mitigate the communication issues given by this heterogeneity was found with IEPLC. As a matter of fact, IEPLC proposes a framework to define communication interfaces in a hardware independent manner, allowing in addition to automatically generate all the resources required to implement a common and generic Ethernet communication. Given the complexity of the accelerator control system though, even if using IEPLC, an hardware expert would still need to create some complicated configurations in order to monitor some accelerator equipment. This work aimed to provide a service to allow the controller experts to automatically generate a basic configuration and the generic code providing the data transfer between the equipment and the control consoles, freeing hardware experts from tedious, repetitive and error prone coding.

Il CERN (European Council for Nuclear Research) è un laboratorio di fisica delle particelle e la sua parte più conosciuta è il Large Hadron Collider (LHC), il più potente e più grande acceleratore di particelle del mondo. L’importanza di controllare in qualunque momento LHC e le altre macchine che costituiscono il complesso di accelerazione del CERN rende necessario l’utilizzo di sistemi di controllo altamente affidabili e sicuri. Al CERN il controllo degli acceleratori è effettuato mediante l’utilizzo di numerosi componenti come, ad esempio, PLC (Programmable Logic Controllers), PCI Extensions for Instrumentation (PXI) e altre famiglie di microcontrollori. Questi dispositivi solitamente offrono differenti protocolli di comunicazione che richiedono tempi lunghi per effettuare la loro integrazione nel sistema di controllo. Una soluzione per attenuare i problemi di comunicazione risultanti da questa eterogeneità è rappresentata da IEPLC. Esso, infatti, offre un framework per definire interfacce di comunicazione indipendentemente dall’hardware utilizzato, consentendo inoltre la generazione automatica delle risorse necessarie a realizzare un’interfaccia di comunicazione Ethernet generica e comune a tutti i dispositivi. Nonostante l’introduzione di IEPLC, la complessità del sistema di controllo degli acceleratori costringe gli esperti dell’hardware a dover comunque scrivere del codice per creare configurazioni che permettano di gestire i dispositivi mediante il sistema di controllo. Lo scopo del lavoro oggetto di questa tesi è stato la creazione di un servizio che permettesse agli esperti dell’hardware di generare automaticamente configurazioni di base per i dispositivi e il codice sorgente necessario ad assicurare il trasferimento dei dati tra l’hardware e le console di controllo, sollevandoli dalla scrittura di codice ripetitivo.