基于 PC 的运动控制系统提供精确的波荡器控制 波荡器由两个磁结构构成，且两者之间的距离 — 被加速的电子的恒 定能量 — 最终决定了激光的波长。这使得驱动控制要求很高，正如 欧洲 XFEL 研究协会的 Suren Karabekyan 博士所述的那样：“两台伺 服电机用来移动两个磁铁结构中的一个。控制过程必须高度同步，以 避免电子和光子束之间出现相移。这对我们即将进行的频谱光栅实验 来说是一个关键的要求，顺序误差必须小于 1 微米。
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此外，必须确 保磁铁结构距离方面的可重复性为 ± 1 微米，因为这保证了磁场强 度的高再现性，因此，也确保了光子波长的高再现性。其目的是为了 使用标准的工业自动化系统满足这些严苛的要求。在为期数月的评估 阶段，Beckhoff 基于 PC 的控制和驱动技术成为理想的候选方案。” 集成有运动控制功能的高性能 TwinCAT 软件具有很多优点，正如 Suren Karabekyan 博士下面所解释的：“借助 TwinCAT 能够实现高精度、高 动态的驱动控制系统，有可能与多根轴完全同步。甚至可以满足我们 的最多具有 35 个单元的长波荡器系统的高同步性要求。SASE 段内对 波荡器控制的要求也很严格，这是因为对即时测量光子能量进行的使 用需要限度地同步一个段内的所有波荡器的磁铁结构距离。一个 典型的例子是新加坡樟宜机场的‘雨之舞’项目，其中有 1200 多根 的伺服轴通过 TwinCAT 同步和控制。
我们目前正致力于此，由倍福的 专家团队提供专门的支持。” 大量波荡器单元需要复杂的自动化系统 SASE 波荡器段使用 19 寸抽拉式工业 PC C5210 控制。它们通过具有电 缆冗余的 EtherCAT 环形拓扑结构联网。由于隧道长达数公里，因此必 须使用光纤电缆。此外，每个 SASE 段中的波荡器单元通过菊花链形 式的以太网互相链接。在每个波荡器单元中，控制柜式 PC C6925 通 过 TwinCAT NC PTP 控制用于 4 个 AM3052 伺服电机的 2 个 AX5206 伺服驱动器。
工业 PC 还控制三个步进电机 — 两个用于四极动子，一个用 于移相器。移相器电机与伺服驱动器同步运行，并校正各个波荡器单 元之间电子和光子束的相位。针对所需的 I/O 数据，每个波荡器单元 提供 35 个 EtherCAT 端子模块、模拟量和数字量 I/O、以及脉冲、编码 器和桥接端子模块。总体来说，基于 PC 的控制解决方案由三台 19 英 寸抽拉式工业 PC C台控制柜式 PC C个 AX5206 伺 服驱动器、364 个 AM3052 伺服电机以及约 3200 个 EtherCAT 端子模块 构成。
