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中村 孝史*; 山本 幸男*; 荒川 正和*; 丸山 晃生*; 吉越 章隆
産業応用工学会論文誌, 11(2), p.109 - 114, 2023/09
SPring-8のBL23SUに設置された表面化学実験ステーションは、放射光軟X線を使って様々な機能性材料の表面および界面の研究に利用されている。固体表面とガスとの化学反応の理解を進めるためには、ガスの精密流量制御が必須である。本論文では、超高真空(分子流領域)におけるガスと表面の反応の実験精度および再現性を改善するための自動ガス流量コンピュター制御システムを報告する。ガス圧力制御のために、スローリークバルブのフィードバック制御システムを開発した。開発したシステムによって、装置エキスパートの実験者と同等以上の反応実験が可能となった。
宇野 定則; 高山 輝充*; 江夏 昌志*; 水橋 清
第18回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.133 - 136, 2005/11
原研高崎の3MVシングルエンド加速器は設置当初からの懸案として、加速器本体内の構成部品の耐電圧不足があった。これが原因でタンク内放電や部品の損傷が起こり、最大定格電圧である3MVを長時間安定に保つことは困難だった。そこで、特に損傷しやすい部品であった加速電圧検出抵抗は無誘導型への改良を行い、また次に損傷の著しかった加速部アクリル板の交換及び電位固定の補強、並びにアルミ製のカラム電極支持具への変更などの改造を行った結果、3MVでの定常運転が可能となった。また、制御機器の増設に柔軟対応でき、かつ安定した運転ができるように、制御系の計算機とソフトウェアの更新を実施した。
菊澤 信宏
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.504 - 506, 2004/08
原研ERL-FEL制御系にはCAMACをインターフェースとしたPCベースのネットワーク分散型制御系を自主開発し、運用してきた。しかしながら、今後の機能の維持や拡張が困難となったため、平成15年度末までに制御系の更新を行った。今回の更新で考慮した点として、更新作業の期間や費用を最小限にするために、これまでのCAMACシステムを維持するためにITRONを組み込んだローカルコントローラを開発し、ネットワーク経由で制御を行う方式とした。制御用プログラムの開発には、なるべく特定のメーカやベンダに依存しない環境を構築することを目的とし、オープンソースソフトウェアを中心に選択した。新たに導入した制御系の開発状況を報告する。
石川 信行; 阿部 健一*
電気学会論文誌,C, 124(2), p.580 - 581, 2004/02
著者らは、所望の出力応答(目標値応答特性)を実現するための離散時間型2自由度制御系フィードフォワード要素の設計法として、応答系列表現に基づく方法を提案した。この方法においては、出力応答系列とフィードフォワード要素パラメータの関係を表現する線形連立方程式の最小二乗解を求めることにより、フィードフォワード要素を設計する。本手法では安定有理関数でパラメータ表現されたコントローラを用いるため、不安定零点を有する非最小位相系の制御対象に対しても、有理関数パラメータを多項式型とした設計を行えば、所望の目標値応答特性を近似的に実現できる。本報では、非最小位相系の制御対象において生じる操作量の振動を抑制するために、正則化最小二乗法により設計を行った結果について報告する。
菊澤 信宏
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.437 - 439, 2003/08
原研自由電子レーザー用制御系はPCをベースにした分散処理型制御系であるが、1992年から使用を開始し、何度かの大きな変更を行いながらも基本的な部分は変更せずに使用してきた。しかしながら、PCとインターフェースボードが入手困難となり、ハードウェア,ソフトウェアの更新が必要となっている。本研究会では、現状の問題点と今後の更新計画の概要とシステムについて述べる。
石川 信行; 阿部 健一*
電気学会論文誌,C, 123(2), p.317 - 323, 2003/02
本論文では、規範とする目標値応答を実現するための離散時間型2自由度制御系フィードフォワード要素の近似設計法を提案する。ここで提案する方法は、有限時間区間における制御対象の出力時系列を規範モデルの出力時系列に近似的に一致させるようなフィードフォワード要素を設計するものである。本手法では安定有理関数でパラメータ表現された2自由度制御系を対象としているため、2自由度制御系フィードフォワード要素における設計パラメータと制御対象出力系列の関係が簡潔な線形連立方程式で表現される。この線形連立方程式の最小二乗解を求めることで近似的に低次元フィードフォワード要素が設計される。さらに、本論文では設計に用いる線形連立方程式に数値計算の反復解法を適用して、設計パラメータを反復的に調整する方法を提案した。制御対象が最小位相系及び非最小位相系の場合について本手法を適用した数値例により提案手法の有効性を示した。
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
被引用回数：3 パーセンタイル：26.42(Nuclear Science & Technology)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。
沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 羽島 良一; 静間 俊行; 山内 俊彦; 峰原 英介
Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.201 - 203, 2000/07
原研自由電子レーザー用超伝導リニアックの高周波制御系は時間変化により設定パラメータがドリフトする現象が現れている。この現象は運転開始直後に顕著に表れる。この原因が高周波制御系の温度変化によることがわかり、高周波制御系の温度特性を測定した。振幅・位相モニター系での変化は振幅で0.4%/
,位相で0.36%/となった。振幅・位相制御回路での温度変化は振幅で1%/,位相で1.6%/となった。さらに制御室の温度は扉の開閉等により7%も変化することもわかった。そこでこのような温度変化による制御系の変動を抑えるためにペルチェ素子を用いた制御系、モニター系の温度コントロールを行い、制御系の安定度の向上を図る。
not registered
JNC TJ1400 99-003, 70 Pages, 1999/03
プラント、プロセスの信頼性、安全を評価するための代表的な手法としてHAZOPがある。この安全評価手法は、多くのプラント、プロセスに適用され、その有用性は高く評価されている。しかし、ますます大型化、複雑化する化学プラントや原子力発電所等の安全問題に適用するためには、多くの労力と時間が必要であり、計算機によるHAZOP支援システムが提案されている。昨年度報告書では、ユニットの入出力変数の状態に着目して対象プロセスをモデル化し、プラントを構成する各要素の入出力変数の状態と内部事象及び外部事象の関係をデシジョンテーブルにより表現し、HAZOP及びFT生成を行う手法を提案した。デシジョンテーブルの情報を知識ベースとして計算機に格納し、HAZOP及びFT生成を行う解析システムを構築した。この解析システムを高レベル廃液貯槽冷却システム等の安全評価に適用し、有用性を示した。本研究では、プラント構成要素の異常の因果関係を記述するための要素異常基本モデルを提案する。これより、異常伝播構造の情報を考慮に入れた安全評価支援システムを開発する。要素異常基本モデルは、各構成要素における状態異常と機能不全の因果関係に関する情報を基に作成する。この要素異常基本モデルを用いることにより、構成要素の状態異常が明らかになるたけでなく、その状態異常から外部環境への影響なども解析することができる。システム開発にはGUI(Graphical User Interface)に優れたオブジェクト指向開発ツールであるG2を用いる。G2を用いることにより、解析者は簡単な操作でHAZOPを実施することが可能となる。開発した安全評価支援システムを高放射性廃液濃縮工程を対象とした安全評価を実施し、その有用性を示した。
菊地 晋
JNC TN9450 98-001, 87 Pages, 1998/10
本報告書は、実証炉における炉心変形挙動評価に資するために、制御棒下部案内管のパッド部対面間寸法データとMK-II燃料集合体における残留曲がりの軸方向プロファイルをまとめたものである。
渡邉 憲夫; 鈴土 知明
JAERI-Review 98-013, 78 Pages, 1998/09
JAERI-Review-98-013.pdf:5.87MB
近年、原子力発電プラントの計測制御系にディジタル技術が導入されつつある。しかし、これに伴い、設計、施工、安全及び許認可に関する新たな問題、特に、ソフトウェアに関する問題も生じている。したがって、原子力発電プラントの安全性を、現在の高いレベルに維持あるいは向上させるためには、規制側並びに産業界は、こうした問題に対処すべく、安全評価の方法や、技術基準、規制指針等の見直しを行うことが必要となる。本報告書では、米国研究協議会が実施した調査研究の結果と、そこで提示された勧告に対する米国原子力規制委員会(USNRC)の見解を紹介する。研究協議会による調査研究では、ディジタル計測制御技術の適用に際しての重要課題として、6つの技術的課題と2つの施策的課題を摘出し、それぞれについて、USNRCがどう対応すべきかを勧告として提示した。これらの勧告についてUSNRCは自らの対応見解を示したが、多く勧告については同意している。
武井 早憲; 谷本 育律*; 大沢 哲*; 細山 謙二*; 江本 隆; 榎本 収志*; 紙谷 拓哉*
PNC TN9410 98-053, 43 Pages, 1998/04
事業団では、大電流電子線形加速器の利用技術の一環として、単色ガンマ線源、自由電子レーザー、大強度陽電子源などを検討している。本報告書は、大強度陽電子線源を開発するために、陽電子ビームを効率良く収束する装置への超伝導コイルの適応性を評価した。超伝導コイルを用いた場合の陽電子強度を常伝導コイルの場合と比較したところ、強度が2倍以上になることがわかった。さらに、ソレノイドコイルとして超伝導コイルの特性を調べるため、小型コイルを製作し、定格電流まで励磁する試験を実施した。中心軸上の最大磁場強度を測定した結果、設計値である5.6Tを達成した。従って、陽電子ビームを収束する装置に超伝導コイルを用いた場合、収束コイルとして機能することを確認した。
not registered
PNC TJ1612 98-001, 77 Pages, 1998/03
HAZOPは定性的な安全評価手法の1つであり、その有用性は広く知られている。この方法は様々な分野の専門家により構成されるグループが、ブレーンストーミング形式により組織的に解析を進める手法であり、解析における見落としが少なく、確実な解析結果が期待できる。フォールトツリー解析(FTA)は定性的、定量的に安全性を評価できる手法であり、航空、宇宙産業から原子炉の信頼性、安全工学などに適用されている。しかし、FTAで困難な問題は、いかにしてフォールトツリー(FT)を生成するかという点である。HAZOP、FTAともに安全評価手法としての有用性は認められているが、安全評価には多くの時間と労力が必要であり、計算機によるHAZOP支援支援システムやFT自動生成システムが提案されている。昨年度研究報告書では、解析対象プロセスをメインプロセス部(配管系を中心とした部位)と周辺部(制御回路部、補助装置)に分類し、モデル化することで変数の分類を行った。これによりHAZOPによる解析を配管から電気、空気配管などを含む周辺装置部まで拡張した。この解析結果とHAZOP支援システム(三菱総合研究所が開発したもの)による解析を組み合わせることにより全体の解析を行った。また、HAZOPの解析結果をFTに変換することにより、定性的な解析を定量的な解析へと応用可能とした。本研究では、ユニットの入出力変数の状態に着目して対象プロセスをモデル化し、プラントを構成する各要素の入出力変数の状態と内部事象及び外部事象の関係をデシジョンテーブルにより表現する。このデシジョンテーブルにより整理された情報を基に、HAZOP及びFT生成を行う手法を提案する。デシジョンテーブルの情報を知識ベースとして計算機に格納し、HAZOP及びFT生成を行う解析システムを構築した。この解析システムを高レベル廃液貯槽冷却システム等の安全評価に適用し、有用性を示す。
竹内 末広; 阿部 信市; 花島 進; 堀江 活三; 石崎 暢洋; 神田 将; 松田 誠; 大内 勲; 田山 豪一; 月橋 芳廣; et al.
Proc. of 8th Int. Conf. on Heavy Ion Accelerator Technology, p.152 - 167, 1998/00
原研タンデム加速器は1982年以来16年間安定かつ有効に原子核物理、原子・分子物理、固体物理、核化学等の研究のため稼働を続けてきた。またタンデム加速器からの重イオンをさらに加速するために開発・建設を進めてきた超伝導ブースターが1994年に完成し、高エネルギーでの実験に順調に寄与してきた。タンデム加速器本体その他の現状、ブースターの現状、タンデム及びブースターの利用状況、制御系の開発、現在進行中の高電圧端子内ECRイオン源開発等についてまとめて発表する。
杉本 昌義
Proc. of Int. Workshop on Controls for Small-and Medium-Scale Accelerators, 0, p.115 - 117, 1998/00
原研自由電子レーザーの制御系が稼動し始めてから3年が経過した。現在およそ10台のパソコンをシンワイヤのイーサネットないし無線モデムで接続している。各機器の制御はCAMACおよびGPIBを介して行い、グラフィカルユーザーインターフェースを使用したオペレータインターフェースを標準に採用したシステムをWindows上に設計・実現化した。最近従来の方法に代わるトップダウン型の制御方式が可能なインターフェースを設計し新規の電子銃の制御に応用することを試みた。従来方式は制御対象項目を選択することから始まるがそのためには機器の性質の熟知が必要で同時に扱えるパラメータ数には限度がある。代わりに個々のタスクを代行するエージェントの選択から始めるという手法をとるとタスクの目的さえ理解すれば運転が可能となる。この方法に基づく電子銃制御インターフェースの設計について述べる。
福田 敬則*; 大嶋 巌*; 大田 裕之; 村山 志郎*; 中村 武則*; 伊藤 健司
PNC TJ2164 97-004, 38 Pages, 1997/10
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制御系による原子炉出力制御の特性評価石川 信行; 鈴木 勝男
JAERI-Research 97-038, 17 Pages, 1997/05
JAERI-Research-97-038.pdf:0.56MB
線形制御理論に基づいて設計された制御器を非線形性をもつ原子炉出力の制御に適用した場合の制御特性劣化を補償する簡便な方法として、ゲインスケーリング法を提案する。この方法は原子炉核動特性の非線形性が入力反応度と中性子密度の積の項のみで生じる簡単な構造であることに着目し、制御器で生成された制御入力を出力レベルに応じてスケーリングして、制御特性の向上を図るものである。本報告書では、Hフィードバック制御系に本手法を適用した場合の制御特性を時間領域および周波数領域で評価しその有効性を示す。
not registered
PNC TJ1612 97-001, 69 Pages, 1997/03
HAZOPは、プロセスの安全性と通転の問題を明らかにする手法である。プロセスの各部における設計基準からのズレに着目し、その原因を明らかにする。さらにプロセスに与える影響について評価し、それらを検出し、また発生を防止する手段について検討される。近年、計算機によりHAZOPを支援するためのシステムがいくつか開発されている。Perttu Heinoら(1995)よる知識ベースを用いたHAZOPシステム、Venkatasubramanianら(1995)によるHAZOP解析システムのための有向グラフモデル、そして、著者ら(1995、1996)は、連続プロセス、回分プロセスを対象として、PrologによるHAZOPシステムを提案した。これらのシステムにより、これまでの人の手による解析と比較し、短時間で解析結果を得ることが可能である。動力炉・核燃料開発事業団の委託により(株)三菱総合研究所が開発したHAZOP支援システムは配管系の解析に適しているが、制御回路などの周辺装置に対しては解析が困難である。本稿では制御回路などの周辺装置に対するHAZOP解析法を提案する。周辺装置部の入出力変数の関係を記述するためのモデルを提案する。このモデルはシステム工学の入出力関係を基準としている。異常伝播モデルをこの変数関係を基に求める。周辺装置のHAZOPを提案するモデルに基づき実施し、配管系に対してはHAZOP支援システムにより解析する。両方の解析結果を組み合わせて対象とするシステムのHAZOP、FTを完成する。
武田 宏*; 澤井 定*; 石上 ひとし*
PNC TJ1409 97-012, 25 Pages, 1997/03
1開発成果・設計・運転経験の反映開発成果、設計・運転経験など、プロジェクトで得られた全ての知見は、主として下記に反映される。1)現在のプラント運転の安全性・信頼性の向上2)現在のプラントの改良設計3)次のプラントの設計2"設計/研究開発/プラント特性データベース"構築の考え方"設計/研究開発/プラント特性データベース"は、上記の目的に活用できるように構築する。(1)設計と研究開発を融合したデータベースプロジェクトの研究開発は、設計技術根拠、即ち、建設方針、設計基準、許容設計限界値、設計の検証などの確立が主体であることを考慮して研究開発と設計の各データベースを融合したデータベースを構築する。(2)プラント特性の組み入れプラント設計は安全裕度を入れて行うが、プラントはその固有の実力性能、即ち、安全率なしで稼働する。従って、下記の発展が効果的にできるよう、プラント特性(とくに初期特性)をデータベースに組み入れた。1)設計と実力性能を比較評価して、適切な安全裕度を設定2)定期検査データとカップルした劣化度評価3)燃料の燃焼・組成変化に伴う特性変化の解明4)実際のプラント特性に基づく技術と設計の高度化3"設計/研究開発/プラント特性データベース"の構成以上の評価を基に、本データベースを下記の構成にした。1)設計基本事項2)設計関連技術情報(設計技術根拠)3)プラント特性
武田 宏*; 澤井 定*; 石上 ひとし*
PNC TJ1409 97-011, 25 Pages, 1997/03
1開発成果・設計・運転経験の反映開発成果、設計・運転経験など、プロジェクトで得られた全ての知見は、主として下記に反映される。1)現在のプラント運転の安全性・信頼性の向上2)現在のプラントの改良設計3)次のプラントの設計2"設計/研究開発/プラント特性データベース"構築の考え方"設計/研究開発/プラント特性データベース"は、上記の目的に活用できるように構築する。(1)設計と研究開発を融合したデータベースプロジェクトの研究開発は、設計技術根拠、即ち、建設方針、設計基準、許容設計限界値、設計の検証などの確立が主体であることを考慮して研究開発と設計の各データベースを融合したデータベースを構築する。(2)プラント特性の組み入れプラント設計は安全裕度を入れて行うが、プラントはその固有の実力性能、即ち、安全率なしで稼働する。従って、下記の発展が効果的にできるよう、プラント特性(とくに初期特性)をデータベースに組み入れた。1)設計と実力性能を比較評価して、適切な安全裕度を設定2)定期検査データとカップルした劣化度評価3)燃料の燃焼・組成変化に伴う特性変化の解明4)実際のプラント特性に基づく技術と設計の高度化3"設計/研究開発/プラント特性データベース"の構成以上の評価を基に、本データベースを下記の構成にした。1)設計基本事項2)設計関連技術情報(設計技術根拠)3)プラント特性
