倍福kl2408端子模塊原裝倍福卡件BECKHOFF  通過其像激光一樣的 X 射線線束，歐洲 X 射線自由電子激光裝置開 辟了全新的研究領(lǐng)域，從而能夠?qū)崿F(xiàn)諸如納米三維圖像等功能，破譯 病毒和細(xì)胞的原子結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，并檢查超快速的化學(xué)反應(yīng)。倍福kl2408端子模塊原裝倍?？﨎ECKHOFF該設(shè)施總長 為 3.4 公里，大部分位于地下隧道，并將由漢堡的歐洲 XFEL 研究機(jī)構(gòu) 獨(dú)立運(yùn)營。它將供來自世界各地的研究小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。目前，已 有十一個(gè)國家建設(shè)該裝置：丹麥、德國、法國、意大利、波蘭、俄羅 斯、瑞典、瑞士、斯洛伐克、西班牙和匈牙利。

歐洲 X 射線自由電子激光裝置的特點(diǎn)是，在超導(dǎo)加速器技術(shù)的推動 下每秒種 27,000 束 X 射線線束的超高重復(fù)率。線束的波長為 0.05 至 6 納米，其長度非常短，甚至可以看見原子結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。由于持續(xù)時(shí) 間不到 100 飛秒（1 飛秒 = 10-15 秒），它甚至可以記錄分子或磁化 反轉(zhuǎn)是如何形成的。激光的特性將使得在原子層三維成像成為可能。 被加速電子的 X 射線線束 X 射線線束形成的起始點(diǎn)是一個(gè) 1.7 公里長的超導(dǎo)線性電子加速器。

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電子束被加速到一個(gè)接近光速的高能量狀態(tài)。加速度在被稱為“諧振 器”的特殊形狀的空腔中發(fā)生。這一切可以實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，并衍射出 X 射 線激光裝置所需的一束非常窄且均勻的電子束。 被加速的電子全速通過波蕩器 — 特殊的磁鐵組件，它強(qiáng)制粒子通過 一個(gè)嚴(yán)密的回旋過程。電子發(fā)射出 X 射線，射線因?yàn)楣馀c電子的交 互而進(jìn)一步放大。由于光的傳播速度比電子快，光“追趕并超過”粒 子，并會在這一過程中對它們產(chǎn)生影響。其中一些電子被加速，另外 一些則被減速，因此，這些電子構(gòu)成了大量薄盤。盤內(nèi)的所有電子現(xiàn) 在同步輻射，產(chǎn)生超短、強(qiáng)烈的 X 射線線束，這些線束具有類似于 激光的特性。 為了讓這個(gè)自放大自發(fā)輻射（SASE）的原理生效，波蕩器系統(tǒng)由多臺 設(shè)備構(gòu)成，每臺設(shè)備都位于一個(gè)扇形陣列式加速器的后面。

歐洲 X 射 線自由電子激光裝置一開始將有 3 個(gè)波蕩器系統(tǒng) — SASE，1 和 2 各有 35 個(gè)波蕩器單元，而 SASE 3 有 21 個(gè)單元。所有波蕩器系統(tǒng)加一起的 總長度為 555.1 米。 基于 PC 的運(yùn)動控制系統(tǒng)提供精確的波蕩器控制 波蕩器由兩個(gè)磁結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且兩者之間的距離 — 被加速的電子的恒 定能量 — zui終決定了激光的波長。這使得驅(qū)動控制要求很高，正如 歐洲 XFEL 研究協(xié)會的 Suren Karabekyan 博士所述的那樣：“兩臺伺 服電機(jī)用來移動兩個(gè)磁鐵結(jié)構(gòu)中的一個(gè)?？刂七^程必須高度同步，以 避免電子和光子束之間出現(xiàn)相移。這對我們即將進(jìn)行的頻譜光柵實(shí)驗(yàn) 來說是一個(gè)關(guān)鍵的要求，順序誤差必須小于 1 微米。

此外，必須確 保磁鐵結(jié)構(gòu)距離方面的可重復(fù)性為 ± 1 微米，因?yàn)檫@保證了磁場強(qiáng) 度的高再現(xiàn)性，因此，也確保了光子波長的高再現(xiàn)性。其目的是為了 使用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)自動化系統(tǒng)滿足這些嚴(yán)苛的要求。在為期數(shù)月的評估 階段，Beckhoff 基于 PC 的控制和驅(qū)動技術(shù)成為理想的候選方案。” 集成有運(yùn)動控制功能的高性能 TwinCAT 軟件具有很多優(yōu)點(diǎn)，正如 Suren Karabekyan 博士下面所解釋的：“借助 TwinCAT 能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高 動態(tài)的驅(qū)動控制系統(tǒng)，有可能與多根軸*同步。甚至可以滿足我們 的zui多具有 35 個(gè)單元的長波蕩器系統(tǒng)的高同步性要求。

SASE 段內(nèi)對 波蕩器控制的要求也很嚴(yán)格，這是因?yàn)閷磿r(shí)測量光子能量進(jìn)行的使 用需要zui大限度地同步一個(gè)段內(nèi)的所有波蕩器的磁鐵結(jié)構(gòu)距離。一個(gè) 典型的例子是新加坡樟宜機(jī)場的‘雨之舞’項(xiàng)目，其中有 1200 多根 的伺服軸通過 TwinCAT 同步和控制。我們目前正致力于此，由倍福的 專家團(tuán)隊(duì)提供專門的支持。” 大量波蕩器單元需要復(fù)雜的自動化系統(tǒng) SASE 波蕩器段使用 19 寸抽拉式工業(yè) PC C5210 控制。

它們通過具有電 纜冗余的 EtherCAT 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)聯(lián)網(wǎng)。由于隧道長達(dá)數(shù)公里，因此必 須使用光纖電纜。此外，每個(gè) SASE 段中的波蕩器單元通過菊花鏈形 式的以太網(wǎng)互相鏈接。在每個(gè)波蕩器單元中，控制柜式 PC C6925 通 過 TwinCAT NC PTP 控制用于 4 個(gè) AM3052 伺服電機(jī)的 2 個(gè) AX5206 伺服