Upgrade of monitoring and operation systems for the MLF-GCS base on EPICS and CSS

大井 元貴; 酒井 健二; 渡辺 聡彦; 圷 敦; 明午 伸一郎; 高田 弘

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036007_1 - 036007_5, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.036007

J-PARC物質生命科学実験施設(MLF)では、PLC,操作端末(OPI),インターロックシステム,サーバー等で構成されるMLF統括制御システム(MLF-GCS)によって、MLFを構成する様々な機器を統括制御しているが、OPIに使用しているSCADAソフト(iFiX)のOS依存性やバージョン互換性に欠点があった。そこで、これらの問題を解決するため、EPICSをベースに使用したシステムへ更新した。OPIにはControl System Studioを採用し、データベースにPostgreSQLを採用した。新システムは2014年1月から既存のMLF統括制御システムに接続し運用を開始した。7月まで施設運転に供しながら不具合の修正を行い、特に問題なく動作することを確認した。本件では、約7000点のデータと130画面を有する新システムおよびその性能について報告する。

3GeVRCS制御システムの概要

高橋 博樹; 榊 泰直; 佐甲 博之; 吉川 博; 加藤 裕子*; 杉本 誠*; 川瀬 雅人*

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.233 - 235, 2004/08

3GeVRCSは、MLFと50GeVMRの両施設に、異なるパラメータのビームを送る。よって、施設ごとのビームを混在することなく監視を行うことが要求される。また、パラメータ変更等が、加速器を停止することなく連続運転中に行われることから、操作によるビームロスを可能な限り低減することが要求される。本報告では、これらの実現を目指す3GeVRCS制御システムの検討・設計等の現状について報告する。

原研タンデムにおける複数の加速器を統合制御する分散型制御システムの設計

尾崎 百信*; 花島 進

第15回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.82 - 85, 2003/03

原研タンデムでは、高エネルギー加速器研究機構の短寿命核加速装置移設計画が進行中である。この計画では、複数の装置がそれぞれ独立に、あるいは統合して運転できる柔軟性が要請されている。この要請にこたえるため、現在の原研タンデムの制御システムの発展として分散型制御システムを作ることにした。ここではその基本設計について報告する。

知的保全管理システムの開発 - 故障検知・故障診断評価システムの開発 -

須田 一則; 谷 賢; 吉川 信治

PNC TN9410 98-023, 29 Pages, 1998/03

PNC-TN9410-98-023.pdf:1.33MB

原子力プラントの運転・保守における経済性や安全性の向上を図るべく様々な研究が行われている。我々は既存のプラントにおいて運転員及び保守員が果たしていた役割を代替しうる人工知能を用いた制御システム及び自律ロボットシステムの概念構築を進めている。その要素技術として、保守員の頭脳に代わるシステムである知的保全管理システムの開発を実施している。知的保全管理システムは、保守員が実施している予防保全・事後保全に関する機能、すなわち、プラント内の保全管理に係わる状態の監視、機器の異常検知、保守・補修に係わる保全方策の策定を自律的に行うことが必要である。本報告書では、予防保全における状態監視に注目して、機器の状態監視、異常診断に必要なセンサーの健全性評価システムを開発した。そのシステム構成としては近年大規模プラントにて検討されている人工知能技術の分散協調手法を採用し、エージェント毎に信号の送受信を行う通信機能及び関連機器の特性モデルを分散配置するシステムを開発した。FBRプラントの水・蒸気系を対象にシステムを構築し、試験を行った結果、各エージェント間の協調により、故障の程度をファジーアルゴリズムにより定量的に表すことを可能とした。また、故障診断評価機能のためにエージェント間相互評価によって導かれた推定値は、故障センサーの代替評価とすることができる。

オンライン臨界安全監視システムの開発研究

not registered

PNC TJ1632 97-001, 139 Pages, 1997/03

PNC-TJ1632-97-001.pdf:2.91MB

核燃料再処理工場等に用いられる安価で即応性の良い臨界安全監視システムの開発を目的として、過去5年間にわたって逐次型ARMAモデル同定手法の安全監視システムへの応用と言う観点から各種の検討を行ってきた。これらの成果を実際のシステムとして構築することがこれからの課題であり、本年度はこれらの知見を実際の臨界安全監視システムとしてシステム化するために必要となるモジュールに付いて検討を行うと共に、平成8年3月に動燃事業団・大洗工学センターのDCA実験装置において行われた炉雑音実験データを解析し、これまでの手法の有効性と限界を確認すると共に以下の結論を得た。1.中性子信号を検出し、アナログ/ディジタル変換を行うシステム構成は中性子検出器に何を用いるかによって変わる。しかし、今回のDCA実験データの解析結果はパルス型の中性子検出器の方が、電流型よりも有効であることを示している。電流型の場合には、ハムノイズを除去するための適当なノッチフィルタを設計しなくてはならない。2.従来は、同軸ケーブルなどを用いて信号の伝送を行ってきたが、近年、光ケーブルを用いた信号の伝送技術が主流となっている。そこで、本システムでは光伝送制御システムの利用を提案する。この技術は大量の情報の伝送を可能にするばかりでなく各モジュールの遠隔制御を可能にする。また、この方法は、耐電磁誘導障害、耐火性に富み、システムの信頼性を高める。3.信号解析部として、システムを固定化してしまうROMチップを用いるよりも、近年目覚ましい進歩を示している高性能計算機と各種の信号解析ソフトウェアを組み合わせた総合信号解析処理システムを提案した。この手法はソフトウェアや解析技術の進歩を即座にシステムに取り入れることが可能となるばかりでなく、特別なシステムを付加することなく、時代と共に進歩・発展する柔軟な臨界安全監視システムを構築することができる。

大規模・実時間ベースシステムの開発(1)-基本概念と機能-

尾崎 禎彦; 須田 一則; 吉川 信治; 小澤 健二

PNC TN9410 96-101, 40 Pages, 1996/04

PNC-TN9410-96-101.pdf:1.73MB

原子力プラントの安全性,信頼性向上を目的とした運転制御の高度化,知能化の観点から,プラントで人間(運転員,保守員)が運転制御,保守において果たしている役割を人工知能で代替することを目指し,平成3年から原子力クロスオーバー研究の一環として自律型プラントの開発を進めてきている。自律型プラントにおいては,運転制御,保守保全に係わる人工知能や知的ロボットが必須であるが,それらが有効,かつ,適応的に稼働するためには,プラントに関する膨大な量の知識,情報の中から,必要な知識,情報が適切な形,タイミングで遅滞なく,これら人工知能や知的ロボットに与えられる必要がある。自律型プラントにおける知識ベースの特徴として,原子力プラントの設計,運転,保守といったプラントの全ライフサイクルをカバーする多様で,大規模なものとなること,そして,プラント運転制御の使用に耐え得る実時間性が保証されたものであることが必要となる。この知識ベースの,正にこの大規模であることと実時間性との両立が可能となる知識ベースの構築,運用手法,方式の開発が愁眉の課題となっている。大規模実時間知識ベースシステム構築に関する研究開発は,平成6年度からのクロスオーバー研究第2期の中で実施に着手された。平成7年度には,自律型プラントにおける人工知能の役割を整理し,また,過去の軽水炉での事故例における事象進展に対応した運転員操作を整理,分析し,自律型プラントという人工知能システムでの知識ベースに期待される機能と課題について検討した。自律型プラントにおける大規模・実時間知識ベースの基本概念と機能に関して,特に,診断を含めたプラント運転制御における診断推論機構と知識,また,大規模と実時間の両立のための知識の共有化と動的合成,再配列,さらには,未知,未経験事象への対応という点からの学習による知識の更新(修正)の必要性を明らかにした。本報告では,軽水炉での事故例の整理,分析結果を含めてこの知識ベースの基本概念と機能についての検討結果を報告する。

Implementation of an MRACnn System on an FBR Building Block Type Simulator

Ugolini; 吉川 信治; 小澤 健二

PNC TN9410 95-253, 13 Pages, 1995/10

PNC-TN9410-95-253.pdf:0.5MB

本報告書は、ニューラルネットワークに基づいたモデル適応制御システム(MRACnn)の、高速増殖炉用ビルディングブロックタイプ(BBT)シミュレータへの実装について述べる。本報告の目的は、この制御手法が高速増殖炉もんじゅの3基の蒸発器の出口蒸気温度の制御性能をなお一層向上させることを、BBTシミュレータを用いて示すことである。MRACnnシステムとBBTシミュレータは、外部共有メモリを両者がアクセスすることにより結合された。その上で、MRACnnシステムは、BBTシミュレータで構築されたもんじゅプラント内のPID制御システムに替わって給水調整弁の開度を算出して蒸発器を制御している。MRACnnは2種類の実験を通じて評価された。その1つは、1ループの蒸発器のみをMRACnnで制御して他の2基の蒸発器は従来のPIDシステムによって制御する実験であり、他方は3基の蒸発器全てをMRACnnで制御する実験である。双方の実験で、対象とした全ての過渡条件下で、MRACnnが蒸発器の蒸気出口温度をPIDよりも設定値に近く保つことが確認された。

Design concept of control system for cryogenic distillation columns of fusion reactor

山西 敏彦; 奥野 健二

JAERI-M 93-162, 23 Pages, 1993/09

JAERI-M-93-162.pdf:0.59MB

核融合炉燃料給排気系及びブランケット系の深冷蒸留塔に対して制御システムを設計した。3つの基本的制御モードを、塔頂製品流がより重要な塔、塔底製品流がより重要な塔、フィードバック流れを持つ塔に対し、それぞれ提案した。各々の塔に対し、製品流中の鍵となる成分を選択し、その鍵成分の分析に適した分析方法を検討した。幾つかの塔は、制御システムの分析手段として、ガスクロマトグラフを必要とする。ガスクロマトグラフによる分析はある程度の時間を要するが、その時間が、制御システムの安定性にかなりの影響を与える。1つの重要な結論として、ガスクロマトグラフに許される分析時間は約20分であることが判明した。ガスクロマトグラフにより、約20分間で分析を終了することは可能である。ガスクロマトグラフによる分析手段は、このように、深冷蒸留塔の制御システムに適用可能である。

The Control system for the JAERI tandem particle accelerator using transputers

花島 進; 荘司 時雄; 塩崎 康男*; 斎藤 基*; 大金 康夫*; 関口 智*

Transputer/Occam Japan 5, p.69 - 81, 1993/00

トランスピュータは並行処理技術の利用を身近なものにしている。原研タンデムではトランスピュータと並行処理技術による新しい制御システムを作り実用化した。このシステムでは制御のデータ点の扱いが高水準に一般化され、個々のデータ点へのアクセスはすべてプロセス間のメッセージ交換により行なわれる。任意のプロセス間の通信を動的に行うために、通信は特別な「モニター」と呼ぶプロセスを介して行なわれる。実際の運用で、システムは信頼性よく動いた。しかし、モニターのメッセージ転送能力は当初の目標に至らなかった、今後の課題であろう。

制御システム設計・解析プログラム群,DPACS/J

栗原 研一; 本多 光輝*; 中村 幸治; 木村 豊秋

JAERI-M 89-126, 387 Pages, 1989/09

JAERI-M-89-126.pdf:7.6MB

制御系の設計や解析に於いては、制御対象のモデル化及び制御系設計の最適化のために数多くの施行錯誤を強いられるのが普通である。DPACS/Jは、この複雑な制御系設計を計算機支援の下で効率良く実施するためのプログラム群であり、トカマクプラズマの放電制御のために開発された。本報告は、制御システム設計・解析プログラム群DPACS/Jについて、理論概要・処理機能、使用方法を述べたものであり、一般の利用者は本報告を利用手引として用いることができる。