GMTO工程师
José Soto(左)和Hector Swett使用了Beckhoff的TwinCAT 3自动化软件，根据望远镜规格验证了各种组件。巨型麦哲伦望远镜
GMTO公司)
EtherCAT和基于pc的控制已经被指定用于巨型麦哲伦望远镜的自动化，包括3000多个运动轴和站点范围的现场总线基础设施。
曾经安装在智利·安德斯的Las Campanas天文台，巨型Magellan望远镜（GMT）将为天体物理学和宇宙学研究社区引入许多机会。望远镜设计将具有比哈勃空间望远镜通过将七个镜子与总直径25米的光学系统所带来的大型光学望远镜提供的成角度分辨率，该角度分辨率大。
这些进展将使GMT能够通过减少由地球大气造成的失真而比目前更清晰地捕捉到天文物体的图像。据GMTO公司前副总裁帕特里克·麦卡锡博士说，“GMT的任务是提供工具，使未来的天文学家能够做出伟大的发现，并推进我们对宇宙的知识的前沿。”
从事类似望远镜项目的科学家和工程师通常使用定制的控制组件构建自己的自动化解决方案。然而，建造GMT的团队对此有不同的看法，GMTO高级电子工程师José Soto解释说:“我们想改变把望远镜视为特殊的、完全不同于其他自动化系统的历史方法。面向未来的工业控制解决方案有能力解决我们今天在天体物理学中面临的许多问题。”
Beckhoff AM8000伺服电机在整个望远镜设计中都是指定的，包括3000多个运动轴。(巨型麦哲伦望远镜- GMTO公司)
为GMT指定自动化和控制组件要求仔细考虑由于实时通信和控制要求，特别是考虑系统将拥有超过3,000个运动轴。除旋转望远镜的22层外壳外，必须以最大的精度移动柔性镜，以实现自适应光学器件，实现最高的图像分辨率。
一个示例是主动光学系统，需要每次镜子的170气动执行器集成，以支撑每个镜子的质量。工程团队确定了对现代强大的自动化和控制组件的需求，但也可以支持技术的未来进展，解释：“由于这些项目需要很长时间，我们必须在各方面都考虑过时。战斗过时最有效的方法是在经过验证的工业技术上标准化。“这些因素LED GMTO使用工业标准标准化控制系统的许多规范，例如在Beckhoff自动化提供的解决方案中找到。
寻找基于pc的自动化解决方案
GMTO的工程师开始探索工业自动化和控制。工程师们检查了多个工业以太网网络，但发现EtherCAT提供了灵活的拓扑结构和可伸缩性，以及在一个网络中集成多达65,535个EtherCAT设备的能力，符合GMT标准的系统规范。索托说:“EtherCAT将被嵌入到几乎每一个GMT望远镜系统中——从主镜到大气色散补偿器、外壳、安装，甚至设施中的建筑自动化。”
据GMTO工程师Hector Swett称，安全超过EtherCAT (FSoE)也为望远镜的联锁和安全系统提供了令人印象深刻的功能。FSoE通过标准EtherCAT网络为GMT提供安全等级的TÜV-certified通信，分布式双安全I/O模块的众多选项，并与Beckhoff工程环境和工业pc (IPCs)集成。
当前的某些GMT规范推荐多种基于pc的控制器，这些控制器可以由Beckhoff解决方案实现。联锁和安全系统依靠许多安全控制器和din导轨安装的CX9020嵌入式pc与EL6910 TwinSAFE逻辑I/O模块一起工作。Swett说，这些设备通过EtherCAT自动化配置文件(EAP)通过FSoE相互连接，以实现危险分析所需的安全功能。带有单核1.4 GHz Intel赛扬处理器的CX2020嵌入式pc被用于GMT硬件开发工具包，该工具包是为该项目的合作伙伴开发望远镜仪器而构建的。
TwinCAT 3自动化软件为设备的测试提供了一个关键平台，它是望远镜周围结构控制的专用软件。“基于pc的望远镜外壳控制器将直接运行TwinCAT，”Swett说。“它还提供了实时能力，通过OPC UA将这个庞大的应用程序与天文台控制系统连接起来。”作为系统开放的范例，TwinCAT支持许多语言的控制逻辑编程，例如IEC 61131-3中包括的那些语言，包括面向对象的扩展，以及Microsoft Visual Studio中提供的计算机科学语言。该软件可以通过ADS和EtherCAT自动扫描和配置第三方设备，为从传感到运动控制等任务提供了最佳平台。
在努力将现成的工业组件应用到望远镜设计中时，GMTO工程师已经测试了许多Beckhoff组件，包括CX2020基本CPU模块、AS1020步进电机和EtherCAT I/O模块。(巨型麦哲伦望远镜- GMTO公司)
因为望远镜将有成千上万的运动轴，可靠的电机和驱动器在最终配置中至关重要。“当我们的集成商团队开始调试望远镜时，它们很可能会使用AM8000伺服电机，例如，在大气色散补偿器或GIR（GREGorian仪器旋转器）中，将所有连接到Cassegrain焦点的所有乐器移动，”SOTO解释说。
新技术和创意重新定义了我们的宇宙
经过几十年的努力，GMTO的最终目标正在成为焦点，为望远镜指定的可靠的自动化和控制组件增加了清晰度。Soto解释说:“使用EtherCAT作为GMT现场总线可以实现I/ o级的实时通信。我们实现了2khz的循环时间，这允许有足够的带宽来关闭一系列子系统的环路，极大地扩展了我们的控制和网络能力。”紧凑的EtherCAT I/O模块和嵌入式pc节省了控制柜的空间，并且pc控制器与I/O的距离较远，减少了散热。Swett补充说:“减少热量对GMT来说是一件大事。“热量使外壳内的空气更加动荡，当光在空气中传播时，动荡会扭曲图像。这种分布式I/O架构可以帮助我们避免这种情况。”
十年来，这种观察和发现的过程不属于设计和建造GMT的工程师，而是用它使用它来探索宇宙的天体物理学家和宇宙学家。研究人员在使用望远镜时，可以灵活地带来自己的创意，以使我们尚未想象的巨大发现。
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