Sviluppo del sistema di automazione del circuito di raffreddamento del target SPES

The SPES project, currently under development at the Legnaro National Laboratories of INFN, aims at the production of radioactive ion beams using the ISOL (Isotope Separation On-Line) technique, for advanced applications in nuclear physics and the medical field. The system involves the irradiation of a Target-Ion Source (TIS) unit by a proton beam generated by a cyclotron, supported by pneumatic and hydraulic systems for coupling and cooling operations. The goal of this thesis is the implementation of automated procedures, using industrial PLCs, for the management of purge, fill, and refill phases of the ISOL system. The developed control logic is part of the Machine Protection System (MPS), which communicates via MODBUS protocol, and is designed to ensure high reliability and safety. An automated test system was also implemented, based on a PLC simulator and Python code, to validate all operational scenarios.

Il progetto SPES, attivo presso i Laboratori Nazionali di Legnaro dell’INFN, mira alla produzione di fasci di ioni radioattivi mediante la tecnica ISOL (Isotope Separation On-Line), per applicazioni avanzate in fisica nucleare e in ambito medico. Il sistema coinvolge l’irraggiamento di una Target-Ion Source (TIS) unit da parte di un fascio protonico generato da un ciclotrone, supportato da impianti pneumatici e idraulici per accoppiamento e raffreddamento. La presente tesi ha come obiettivo l’implementazione di procedure automatizzate, tramite PLC industriali, per la gestione delle fasi di purge, fill e refill del sistema ISOL. Le logiche sviluppate fanno parte del Machine Protection System (MPS), comunicante via protocollo MODBUS, e sono progettate per garantire elevata robustezza e sicurezza. È stato inoltre realizzato un sistema di test automatico, basato su simulatore PLC e codice Python, per validare tutti gli scenari operativi.