新タイミングシステムの実システムへの適用

赤坂 博美; 高野 正二*; 川俣 陽一; 米川 出

平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 4 Pages, 2005/03

トカマク型核融合試験装置JT-60のタイミングシステム(TS)には、先進プラズマ制御のためのタイミング信号の追加,変更に即応するため高い柔軟性,拡張性が求められている。また当然新規製作時の経済性も重要である。しかし、既存システムにおける改造作業は配線の組み換え,CAMACモジュールの追加及びこれに対応したソフトウェアの変更等があり、必ずしも柔軟性,拡張性があるとは言えない。さらにCAMACモジュールの価格は高価である。これらを考慮して、現在のCAMACモジュールを中心とするハードウェア型駆動方式のTSに代わってソフトウエア型駆動方式を特徴とするVMEバスモジュールで構成する新TSのプロトタイプを開発した。具体的には制御ロジックを市販のソフトウェアで作成できること,タイミング信号伝送に光ネットワークを利用していることが大きな特徴である。現在、このプロトタイプシステムに改良を加えて実システムへの適用を検討している。本発表では、新TSのシステム構成,プロトタイプシステムから実システムに組み込む場合のタイミング信号伝送時間の改善策及び更新計画について報告する。

Current status and future prospects of the JT-60U control system

米川 出; 川俣 陽一; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 吉田 英俊

Fusion Engineering and Design, 71(1-4), p.11 - 15, 2004/06

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2004.04.003

UNIXを基本としたワークステーションとVME-busシステムから構成されるJT-60制御系は1991年の改造以来、先進プラズマ制御実験をはじめとする数々のプラズマ実験において重要な役割を果たしてきた。JT-60の制御系を統括する全系制御設備は、旧式の制御用計算機とCAMACシステムで構成されていたが、上記の改造により、プラズマ制御系は0.25ミリ秒の超高速でプラズマの位置形状同定,制御,表示を行っている。またJT-60を構成する各設備の制御系も全系制御設備と同様に旧式の制御系からワークステーションとVME-busシステムという組合せを基本としたシステムへの改造を逐次、進めている。現在、JT-60は、放電時間の伸長作業と同時に制御系の改良・開発が行われている。これまでの制御系の開発・改造と、現在行われている改造・開発計画について、その概要を報告する。

JT-60高周波加熱装置制御システムの改良

篠崎 信一; 森山 伸一; 平内 慎一; 佐藤 文明*

JAERI-Tech 2003-032, 48 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-032.pdf:3.55MB

JT-60高周波加熱装置において、近年制御システムの老朽化にともなう稼働率の低下が大きな問題となっていた。そこで、トラブルの主原因となっていたCAMACから構成される入射制御系を、マイクロプロセッサに置き換え信頼性をあげるとともに、自動入射波形設定機能を導入し、オペレータの負担を大幅に軽減させた。また、装置の監視部にはパソコンとネットワーク通信を用いたシステムに更新しシステム全体の保守機能を向上させた。この結果、RF加熱装置の稼働率が大幅に向上した。

JT-60 control system

米川 出; 川俣 陽一; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 栗原 研一; 木村 豊秋; JT-60Uチーム

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.521 - 529, 2002/09

https://doi.org/10.13182/FST02-A244

この論文では、JT-60大電流化改造後(1991年)のJT-60制御システムの進展、及び数々の制御系の改良について、JT-60設計当初の考え方を含めて述べる。JT-60制御系は、構造的には階層構造を有し、機能面では分散制御の特徴を備えている。制御系を構成するハードウエア機器としては、当初はCAMACインターフエース、現在ではVME-busシステムを採用している。プラントの運転,監視を行うシステムはCAMACハイウエイとイサーネットを通信手段として用いている。プラズマ放電シーケンス制御は、VME-busシステムとタイミングシステムから構成されるシステムによって実行される。実時間プラズマ制御系とマンマシンインターフェースシステムは、これまで、JT-60の実験の進展に合わせて、継続的に改良されてきている。

Development of a new discharge control system for JT-60 with a UNIX workstation and a VME-bus system

戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 高野 正二*; 米川 出

Fusion Engineering and Design, 60(3), p.409 - 414, 2002/06

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(02)00040-6

JT-60の実験開始以来、全系制御設備の放電制御計算機システムとして使用してきた16ビットミニコンピューターを更新した。新しい放電制御計算機システムはWSとVME-busで構成する分散処理型計算機システムとした。機能分担として、WSは、ネットワークとの接続性,ファイルシステムの管理,プログラム開発の容易性から、JT-60各設備との通信や各種演算処理,データ収集等を分担し、VME-busは、リアルタイム処理に適していることから、放電シーケンスの実行とハードウエア信号の入出力処理及び一部更新できず残るCAMACとのインターフェースを分担するものとした。このシステム更新により、データ収集等が高速となり、実験が効率的になった。また、機能追加や変更に容易に対応でき、JT-60改修後の放電制御システムの改造にも十分対応できる性能を備えたものとなった。

JT-60保護インターロックVME-busシステム開発

高野 正二*; 赤坂 博美; 戸塚 俊之; 米川 出

NIFS-MEMO-36, p.443 - 446, 2002/06

JT-60保護インターロックCAMACシステムは、JT-60プラント機器の保護動作を行うハードワイヤードシステムとは別に、非標準事態信号及びその保護動作状態を運転員に通知するためのものである。本システムを構成するCAMACモジュールは製造後約18年が経過しており、維持管理が困難になりつつある。一方、上位のJT-60プラント運転状態を監視する運転系計算機システムは、ワークステーションへの更新が検討されている。そこで、本システムについても新運転系計算機システムと整合をとり、VME-busシステムへの更新を計画した。新たな保護インターロックVME-busシステムは、高速演算プロセッサ(MVME2604)とI/Oモジュールを搭載したVME-busシステムで構成し、ソフトウェアは従来の機能を維持した。本システムの開発にあたっては、システムの動作状態を通知すること、入力信号模擬装置を製作し動作確認を行うなどの工夫をした。本研究会ではシステム構成及び工夫点について報告する。

ワークステーションとVME-busを利用したJT-60新放電制御計算機システムの開発

赤坂 博美; 末岡 通治; 高野 正二*; 戸塚 俊之; 米川 出; 栗原 研一; 木村 豊秋

JAERI-Tech 2001-087, 109 Pages, 2002/01

JAERI-Tech-2001-087.pdf:6.83MB

1985年の実験開始以来使用してきた放電制御計算機システムを、2001年3月に、ワークステーションとVME-busによって構成する分散型制御システムに更新した。ワークステーションは、VME-bus及びJT-60各設備との通信と放電制御における演算処理を分担し、リアルタイム処理に適しているVME-busは放電シーケンス制御を分担するものとした。この更新により、放電制御システムの制御機能及び信頼性が向上するにとどまらず、今後のJT-60の改造にも充分に対応できるものとなった。4月からの運転は順調に行われ、データ収集速度は従来の約2倍になったことを確認した。本報告書では、新放電制御計算機システムの機能,開発上の工夫及び初期運転結果についての詳細を述べる。

Mass data acquisition systems in JT-60 data processing system

大島 貴幸; 松田 俊明; 次田 友宣; 坂田 信也; 佐藤 稔; 小岩 素直*

Review of Scientific Instruments, 72(1), p.517 - 519, 2001/01

https://doi.org/10.1063/1.1319866

1988年から運用しているTMDS (Transient Mass Data Storage System) は、高速サンプリング時間で大容量のデータ収集を行うものでありJT-60データ処理設備特有のシステムである。TMDSはミニコンピュータと半導体メモリで構成され、5secごとにデータ収集し、データ総量約300MB/ショットのデータを直接接続されたショット間処理計算機(ISP)に転送する。TMDSは老朽化のためCPUやチャンネル数を増力することはできず、1996年に高速VMEデータ収集装置FDSを開発し並行運用してきた。これは6MB/チャネル、1または5secごとにデータ収集ができ、WSとVMEメモリモジュールから構成される。今回TMDSを更新するにあたりFDSの技術をもとに、大容量データ転送のためにシステムを開発した。そしてギガビットイーサネットスイッチでTMDS、データサーバ及びISPを接続した。

Remodeling of JT-60 discharge control system

米川 出; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 高野 正二*; 栗原 研一

Fusion Engineering and Design, 48(1-2), p.17 - 23, 2000/08

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(00)00118-6

JT-60の放電制御系は、制御用計算機、CAMACモジュールを主要な構成機器として、約15年に渡り使用されてきた。その間、プラズマ実験の進展に伴い、種々の改造を実施してきたが、部品供給、コスト及び性能面から、限界点に到達したと云える。そこで、可能な限り低コストで、拡張性を備えた放電制御系に改造することとした。改造にあたっては、JT-60の実験停止期間を最小にするために、運転経験に基づく改良を除いて、これまでの機能を維持することを基本とした。新放電制御系は、ソフトウェア開発用のワークステーションと、実時間で稼動するVMEバスシステムをイサーネットで接続した制御システム構成を基本とした。このシステム構成により、新システムが稼動した後も、ホストワークステーションで並行してソフトウェア開発が可能となる。新放電制御系は、2001年初頭から運用開始となる予定である。

原研軟X線ビームライン(BL23SU)用挿入光源の制御系の開発

平松 洋一*; 島田 太平*; 宮原 義一*

JAERI-Tech 99-082, p.274 - 0, 1999/12

JAERI-Tech-99-082.pdf:7.81MB

SPring-8の23番セルに設置された原研軟X線ビームライン用挿入光源の制御系を開発した。この挿入光源は、平面型可変偏光アンジュレータ(APPLE型)であり、上下に設置された2対の磁石列を相対的に動かして、水平直線偏光、垂直直線偏光、だ円偏光、左右円偏光の放射光を発生する装置である。本制御系では、磁石列のギャップ駆動と位相駆動に伴って、蓄積リングの電子ビーム軌道が変動するのを制御するために、10台の補正電磁石で速い(周期=24msecの)軌道修正をかけることができる。一定の周期(2secで、バラツキ誤差0.1%以下)の位相駆動を実現することにも成功した。開発したシステムは、SPring-8全体の制御系で採用されている「SVOCコマンド制御方式」に合致したものになっている。