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報告書

3NBT陽子ビームモニター用のEPICSシステムの開発

大井 元貴; 明午 伸一郎

JAERI-Tech 2005-025, 52 Pages, 2005/03

JAERI-Tech-2005-025.pdf:3.28MB

大強度陽子加速器施設(J-PARC)陽子ビーム輸送施設(3NBT)では、陽子ビームモニターとして、プロファイルモニター,ハローモニター,ロスモニター,陽子カレントモニターを設置する。これらのモニターからのアナログ信号は、CAMAC電源クレート上のADCによってデジタル情報に変換され、CAMACクレートコントローラーCC/NETにインストールされたEPICS IOCを通じてEPICSシステムで監視を行う。特に3NBTでは、陽子ビームモニターの情報を陽子ビーム周期と同じ25Hzで監視し、全てのデータをデータサーバーに保存する。そこで、本報告では、3NBT陽子ビームモニター用EPICSシステムを開発・構築し、CAMACとCC/NET, EPICSを用いたビームモニターシステムで十分な性能が得られるか検証を行った。その結果として、CC/NETとEPICSを組合せることによって、25Hz周期で陽子ビームモニターからの信号を欠損なくデータサーバーに保存し、また、監視できることを明らかにした。

報告書

原研ERL-FELのための制御・データベースシステムの開発

菊澤 信宏

JAERI-Tech 2005-022, 48 Pages, 2005/03

JAERI-Tech-2005-022.pdf:3.14MB

原研ERL-FELではパーソナルコンピュータ(PC)ベースのネットワーク分散処理型制御系を独自開発し、運転を行ってきた。その制御系はイーサネットで接続されたPC(NEC製PC98シリーズ)上に構築された。しかしながら、PCは使用開始からすでに10年以上が過ぎてPCの規格が変わってしまったために修理や交換部品の入手が難しく、今後の機能の維持が困難となっていた。さらに、オペレーティングシステム(OS)のメーカサポートの打ち切りにより修正プログラムが提供されなくなったため、多数のPCをネットワークで接続して使用することはネットワークセキュリティ上の問題があった。このため、従来のPCベースのネットワーク分散処理型制御系の信頼性や安全性を向上させるために、高い信頼性が要求される産業用機器や家電などに多くの導入実績を持つ$$mu$$ITRONをOSとして組み込んだコントローラを開発した。このローカルコントローラの開発とあわせて、将来のコンソール用計算機の更新が容易なように、多くの処理系で高い互換性を持つJava言語により制御用プログラムを新規に開発した。これらによって、高い信頼性と互換性が確保されたため、長期間の連続運転を前提とした信頼性の高い独自の制御系の開発に成功した。

論文

JT-60データ処理設備におけるCAMAC制御及びデータ収集の改良

佐藤 稔; 清野 公広; 大島 貴幸; 坂田 信也; 小関 隆久; 松田 俊明; 長坂 康史*; 小畑 敬義*

平成16年度大阪大学総合技術研究会報告集(CD-ROM), 3 Pages, 2005/03

JT-60データ処理設備では、老朽化したCAMACシステムをいかに効率よく温存し、従来と変わらないCAMAC制御及びデータ収集を行うために、上位計算機システムの改良を進めている。従来のVMEシステムからPCIシステムに移行するため、CAMACを制御するモジュールのデバイスドライバの開発、またデバイスドライバを利用したアプリケーションの開発を行った。

論文

Replace of the CAMAC control system

益岡 俊勝*; 菊澤 信宏; 山本 佳孝*; 中村 豪志*

Proceedings of 5th International Workshop on Personal Computers and Particle Accelerator Controls (PCaPAC 2005) (Internet), 3 Pages, 2005/00

原研ERL-FELでは電磁石電源や高周波電源などの機器とのインターフェースにCAMACを使用していたが、制御用のコンピュータのハードウェアやソフトウェアが老朽化し、継続して使用することが困難となったため、更新を行った。今回の更新ではCAMAC以下の機器はそのまま使用することにし、リアルタイムOSであるITRONを組み込んだコントローラを開発した。制御用コンピュータからはTCP/IP通信でリモート制御が可能であり、リアルタイム制御性も向上した。コントローラはPCIバスボードに対応しているため、これまでPCで制御していた部分にも適用可能である。この開発はITRONを組み込んだコントローラをPCの置き換え用途として加速器制御に使用した世界で最初の例であり、十分実用に耐えうるものであることを明らかにした。

論文

原研ERL-FEL制御系の現状

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。

論文

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

 被引用回数:5 パーセンタイル:59.89(Nuclear Science & Technology)

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。

論文

Development of workstation-based CAMAC data acquisition system for JT-60 data processing system

佐藤 稔; 次田 友宣; 大島 貴幸; 坂田 信也; 岩崎 慶太*; 松田 俊明; 射場 克幸; 小関 隆久

Fusion Engineering and Design, 71(1-4), p.145 - 149, 2004/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:59.89(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理設備では、プラズマ計測の制御及びデータ収集にCAMACが広く使われている。運用から15年以上も経過しており、老朽化による保守や機能拡張に支障をきたしているため、CAMACを制御するミニコンピュータ及びマイクロコンピュータをUNIXのワークステーションに置き換えた。また、GUIによる画面制御やネットワークを介しての遠隔計測環境を構築するために、アプリケーションソフトウェアの開発を行い、システムの更新を図った。さらに、次期CAMAC制御システムに向けて、Linux用のCAMACデバイスドライバの開発を進めている。

論文

JT-60データ処理設備におけるCAMACの制御及びデータ収集

佐藤 稔; 松田 俊明

平成15年度高エネルギー加速器研究機構技術研究会報告集(CD-ROM), 3 Pages, 2004/00

JT-60データ処理設備では、計測機器の制御及びデータ収集にCAMACが広く使われている。従来CAMACの制御は、マイクロコンピュータで行っていたが、徐々にUNIXのワークステーション及びPCに移行している。移行されたCAMACシステムの制御及びデータ収集方法について報告する。

報告書

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。

論文

$$mu$$ITRONを用いたJAERI ERL-FEL制御系の開発

菊澤 信宏

第14回加速器科学研究発表会報告集, p.269 - 271, 2003/00

JAERI ERL-FELでは制御系におもにCAMACを用いているが、CAMACとのインターフェースに産業用に広く使われている$$mu$$ITRONを組み込んだコントローラを開発し、既存のPCと交換する予定である。また、これにあわせて制御用ソフトウェアをJava&CORBAなどで構築し、マルチプラットフォーム対応とする。これによって以前のPCを使った制御系に比べて安定性やリアルタイム制御性が向上することが期待される。新しい制御系の概要を報告する。

論文

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

 被引用回数:2 パーセンタイル:80.93(Nuclear Science & Technology)

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。

論文

Data processing and analysis systems for JT-60U

松田 俊明; 戸塚 俊之; 次田 友宣; 大島 貴幸; 坂田 信也; 佐藤 稔; 岩崎 慶太*

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.512 - 520, 2002/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:80.93(Nuclear Science & Technology)

JT-60データ処理システムは多くの計算機からなり、進展する計算機ネットワーク技術を利用した近代化が進められている。最新のCMOS技術を用いた主計算機は放電あたり約550MBのデータを処理する。FDDI付ギガビットイーサネットスイッチがデータ量の増加により導入された。CAMACシリアルハイウェイドライバーVME bus用を用いたワークステーションで多くのミニコンの更新を実施した。JT-60データ解析システムはデータベースサーバと解析サーバからなり、ともにUNIXサーバである。全系データベースと計測データベースからなる実験データベースがデータベースサーバ内に保管され、解析サーバ上のさまざまの解析ツールでそれを利用する。遠隔協力においても、遠隔からのJT-60への実験参加,遠隔解析のため同様のシステムが用意され、1996年より使用されている。

論文

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

 被引用回数:2 パーセンタイル:80.93

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。

論文

Recent changes of JT-60 data processing system

松田 俊明; 次田 友宣; 大島 貴幸; 坂田 信也; 佐藤 稔; 岩崎 慶太*

Fusion Engineering and Design, 60(3), p.235 - 239, 2002/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:61.4

JT-60データ処理システムは多くの計算機からなり、進展する計算機ネットワーク技術を利用した近代化が進められている。本システムにおいては、最近、3つの大きな変更があった。VMEbusを利用した高速データ収集システムFDSが大容量データ記録システムTMDSを拡張するために開発された。現在、3台29チャンネル構成である。TMDSはミニコンと5$$mu$$秒サンプリング用6MBのメモリ6チャンネルからなるが、VMEbusを利用したシステムに更新された。その他、マイコン付補助クレートコントローラは、VMEbusのドライバを用いたワークステーションで更新され、数Tバイトの生データを保管しているカートリッジテープライブラリの更新のためデジタルリニアテープ(DLT)ライブラリが導入された。

論文

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; 下野 貢; 平内 慎一

NIFS-MEMO-36, p.87 - 90, 2002/06

JT-60高周波加熱装置の制御システムは運転開始から10年以上経過し、経年劣化が大きな問題になりつつあった。特に旧式のミニコンピュータとCAMACから成る制御システムは技術の進歩によって急速に陳腐化し、保守部品手配やプログラム改良等が困難になっただけでなく、頻繁な不具合発生によってRF加熱装置の稼働率の低下を招く状態であった。このためJT-60高周波加熱装置の高周波の入射制御を行う部分をマイクロプロセッサに置き換え、入射波形自動整形機能を持たせた。さらに装置の監視を行う部分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、その制御/保護機能の充実を図るとともにシステム全体の保守性を考慮したものにした。改良後、新制御システムにより、装置の運転効率が飛躍的に向上した。

論文

JT-60新タイミングシステムの開発について

赤坂 博美; 川俣 陽一; 米川 出

NIFS-MEMO-36, p.424 - 427, 2002/06

全系制御設備のタイミングシステム(TS)は、臨界プラズマ試験装置JT-60においてプラズマの生成,維持,さらにその消滅に至る一連の放電シーケンスを実行する際に、複数機器の動作やデータ収集などを行うためのタイミング信号及び制御クロック信号等を発信し、放電シーケンス制御における時間基準を統括的に制御するシステムである。現在のTSのハードウェアは、製造後18年以上経過しているCAMACモジュールから構成されており、保守部品の入手,修理は困難な状況にある。そこで、本TSを抜本的に更新するための設計,検討に着手した。新TSの設計検討においては、将来のJT-60の改造及び長時間放電(現在15秒から300秒)に対応できるシステムとすることを目標とした。即ち、CAMACモジュールで実施していた機能をソフトウェアに置き換え、システムの柔軟性及び拡張性を最大限に可能とした。またクロックパルスに関しては高速なプラズマ制御周期(現在250μsec)に対応するため、50$$mu$$sec周期と高速性を有するものとした。本研究会では、TSの現状と新TSの構想及び設計開発について報告する。

論文

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。

論文

ACM-AのUNIX化,2

岩崎 慶太*; 佐藤 稔; 松田 俊明

NIFS-MEMO-36, p.479 - 482, 2002/06

プラズマ計測に用いられるJT‐60 データ処理設備はCAMAC モジュールを使用して各計測装置の制御と計測データの収集等を行っている。その中核となるマイクロプロセッサ付補助クレートコントローラACM‐A はJT-60 の放電シーケンスに同期して装置の制御、設定、監視等を行うマイクロコンピュータ付CAMAC モジュールである。しかしこのシステムのハードウェア,ソフトウェアの調整を行うには構築当初の特殊な技術が必要になるため、システムの汎用性を図りWS(UNIX )化した経緯について報告する。

論文

ACM-AのUNIX化,1

佐藤 稔; 岩崎 慶太*; 松田 俊明

NIFS-MEMO-36, p.475 - 478, 2002/06

JT-60データ処理設備では、運用開始から15年以上経過した現在でもCAMACの制御にACM-Aというマイクロコンピュータを使用している。しかし、近年老朽化及び保守に支障をきたすことから、ACM-Aに替わり一部であるがPCやWSでCAMACを制御するようになってきている。そこで、運用開始から現在に至るまでのACM-Aソフトウェア開発環境の移り変わりについて現システムと比較して報告する。

論文

A Fast readout method for an imaging plate using CAMAC system

坂佐井 馨; 片桐 政樹; 藤 健太郎; 中村 龍也; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.468 - 470, 2001/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:45.7(Physics, Multidisciplinary)

イメージングプレートをTOF法に適用するため、CAMACシステムを用いたその高速読み取り法を考案した。本方法では、高速読み取りのために線状レーザーを採用し、イメージングプレートの裏面から信号を読み取っている。本方法の有効性を確認するため、回転ミラーを用いた読み取り装置を試作し、放射線の読み取り特性を調べた。その結果、読み取り方向の空間分解能は0.5mm,スキャン速度は0.53mm/msとなった。また、本方法によっての線源の強度分布を測定できることも確認した。この読み取り速度は、5$$times$$5mmのスキャン範囲の場合、10ms以内である。

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