現地試験を想定した ITER ジャイロトロンの運転制御システムの製作
現地試験を想定した ITER ジャイロトロンの運転制御システムの製作
仕様書
国立研究開発法人xx科学技術研究開発機構核融合エネルギー部門 那珂核融合研究所 ＩＴＥＲプロジェクト部 ＲＦ加熱開発グループ
目次
2.3.3. PLC ターミナル１（Slow Controller1） 15
2.4. 低速制御装置（SLOW CONTROLLER）の製作 20
2.4.2.1. システムの状態管理制御（運転状態遷移及び制御ロジック） 32
2.5. 高速制御装置（FAST CONTROLLER）の製作 37
2.6. 高速インターロック装置（FAST PROTECTION）の製作 44
現地試験を想定した ITER ジャイロトロンの運転制御システムの製作
日本が調達中の ITER 用ジャイロトロンは核融合プラズマの加熱及び電流駆動を行う強力なミリ波源である。本契約では、量研機構に設置される現地試験を想定したジャイロトロン用試験用電源を用いて、その運転制御検討行うために制御システムを製作する。
ITER ジャイロトロン試験用運転制御システムの製作 ・・・・・・・・1 式
令和 4 年 2 月 18 日
納入場所： x000-0000
xxxxxxxx 000-0
国立研究開発法人xx科学技術研究開発機構（以下「量研機構」という。）核融合エネルギー部門 那珂核融合研究所
ＩＴＥＲプロジェクト部ＲＦ加熱開発グループ内 指定場所
納入条件： 持込渡し
製作物を第 1.5 項に示す納入場所に設置し、第 1.7 項に定める提出図書が納入され、その内容が仕様を満足していることを量研機構が確認したことをもって検査合格とする。
提出書類は、受注者の品質管理要領に則り採番/押印等の管理/作成された紙印刷版の他、当該書類の電子版を併せて提出すること。なお、試験検査報告書は、量研機構とイーター機構との技術協議に使用するため、設計実施内容の妥当性についても、報告書内に簡潔明瞭に記述するものとする。
表 1： 提出書類
名称 | 様式 | 提出時期／確認要否 | 提出部数 |
品質保証計画書 | 指定なし | 契約締結後及び内容変更時／確認要 | 2 部 |
実施計画書 | 指定なし | 契約締結後及び内容変更時／確認要 | 2 部 |
製作工程表 | 指定なし | 契約締結後及び内容変更時／確認要 | 2 部 |
試験検査要領書 | 指定なし | 試験開始前及び内容変更時／確認要 | 2 部 |
確認図 | 指定なし | 製作開始前及び内容変更時／確認要 | 2 部 |
完成図（配線接続図及びインターブロック線図を含む） | 指定なし | 製作完了後／確認要 | 2 部 |
試験検査報告書 | 指定なし | 試験完了時／確認不要 | 2 部 |
打合せ議事録 | 指定なし | 打合せ終了後１週間以内／確認不要 | 電子版のみ |
提出書類の電子データ | CADデータ Word, PDF, JPEG 等 | 納入時／確認不要 | １部 |
再委託承諾願 （量研機構指定様式） | 量研機構指定 | 作業開始 2 週間前まで／確認要 ※下請負がある場合に提出のこと | 1 式 |
提出書類の電子データは以下宛まで送付することとする。なお、送付前には採番の必要があるため、量研機構担当者に採番を依頼すること。
(宛先) xx科学技術研究開発機構 那珂核融合研究所 JADA 文書管理センター
（確認方法）
「確認」は次の方法で行う。
量研機構は、確認のために提出された図書を受領したときは、期限日を記載した受領印を押印して返却する。また、当該期限までに審査を完了し、確認しない場合には修正を指示し、修正等を指示しないときは、確認したものとする。
ただし、再委託承諾願は、量研機構が確認後、書面にて回答する。
1.8.1. 支給品に関する一般事項
(1) 支給品の所有権は、量研機構が有するものとする。
(2) 受注者は、支給材の適切な保管・管理に責任を有するものとする。万一、受注者の不注意による支給品の減失、き損その他の損害が生じた場合には、その補填は受注者負担とする。
1.8.2. 支給品
以下の機器は量研機構より支給するものとする。
• HP Proliant dl20 gen10・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 台
• National Instruments 製 PXIe-1078・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 PXIe-8360・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 PXI-6683H・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 PXIe-6368・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• M システム製 M2VF2-4W4W-R/CE・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4 台
• National Instruments 製 PXI-6528・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 BNC-2090A・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 台
• National Instruments 製 192061B-02(2m)・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 本
• National Instruments 製 SCB-100・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 SH100-100-F-185095-02(2m)・・・・・・・・・・・・1 本
• SIEMNS 社製 6ES7590-1AE80-0AA0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6ES7516-3AN02-0AB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6EP1333-4BA00・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6ES7521-1BL00-0AB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 台
• SIEMNS 社製 6ES7521-1BL01-0AB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6ES7531-7NF10-0AB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6ES7532-5HD00-0AB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6GK5104-2BB00-2AA3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 NI9159・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 NI9425・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 NI9476・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 NI 9923・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 台
• National Instruments 製 NI9215・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 NI9775・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• National Instruments 製 NI9159・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• IRｓ製 IRs OPIF 10MB/s・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 台
• IRｓ製 IRs OPIF 5MB/s・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3 台
• 不感時間/復帰時間設定用ディップスイッチユニット・・・・・・・・・・・・・1 台
• 菊水電子製 PCR500LE・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• StarTech 製 シリアルデバイスサーバ NETRS2321P・・・・・・・・・・・・・・1 台
• 菊水電子製 PWX1500ML・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• HAMAMATSU 製 H10723-10・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 台
• 菊水電子製 PMM24-1QU・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• パトライト社製 KJSB-302・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• OXFORD 製 Mercury ips-M/S・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4 台
• Agilent 製 X3602-64001・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3 台
• M システム製 M2VF2-4W4W-R/CE 又は相当品・・・・・・・・・・・・・・・・・3 台
• OMRON 製 61F-WLA・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１台
• SIEMNS 社製 6ES7390-1AE80-0AA0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6ES7153-4AA01-0XB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6ES7307-1BA01-0AA0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• SIEMNS 社製 6ES7331-7KF02-0AB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3 台
• SIEMNS 社製 6ES7331-7PF01-0AB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3 台
• SIEMNS 社製 6ES7331-7PF11-0AB0・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2 台
• SIEMNS 社製 6GK5101-1BB00-2AA3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• KEYENCE 製 FD-V70A・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・20 台
• KEYENCE 製 MS2-H100・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
• NF 回路製 5325・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4 台
• HBM 製 ISOBE 5600M・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 台
受注者は、本契約の履行に当たり次に定める品質保証活動に係る要求事項を、文書化された手順により確立し、作業を行うこと。この手順には、受注者の品質保証プログラムを適用しても良い。本契約の履行に該当する項目の内容に関しては、品質保証計画書（Quality Plan）に記載すること。尚、受注者は、量研機構から要求があった場合には、本契約の適切な管理運営を証明するために必要な文書及びデータを提供するものとする。
受注者の管理すべき品質保証要求事項（本契約の履行に係る項目のみ適用）
(1) 業務実施計画
(2) 契約内容の確認（変更管理を含む。）
(3) 設計管理
・設計レビュー
・設計変更管理
＊「*独立検証」が要求される場合は、別途、記載する。
(4) 購買管理
(5) 製作管理
・工程管理
・特殊工程の管理
・識別及びトレーサビリティ
(6) 試験検査
・試験検査の管理
・試験計測機器の管理
＊「**認定検査員による検査及び試験」が要求される場合は、別途、記載する。
(7) コンピュータプログラム及びデータの管理
(8) 不適合管理
(9) 作業従事者の力量
(10) 文書及び記録管理
（1）量研機構と受注者は、常に緊密な連絡を保ち、本仕様の解釈及び機器の設計・製作に万全を期すものとする。
（2）必要に応じて適宜以下に示す打合せ及び報告会を開催するものとする。打合せの形態は、テレビ会議、電話会議も含めるものとする。打合せに関しては下記項目の報告・協議を行うものとする。打合せ場所は量研機構構内、受注者構内及び実作業場所とし、別途協議の上、打合せ内容と場所を決めるものとする。
（a）品質保証計画書、実施計画書、製作工程xxの要確認文書の内容
（b）試験検査報告書の報告
（3）量研機構は、必要に応じて、機器製作者及び作業実施者（下請など本仕様の一部などを再発注した場合の契約先）の打合せへの出席を受注者に要請し、受注者は可能な限りその要請を実現するものとする。
知的財産に関しては、別添「産業財産権の取扱いについて」に定められたとおりとする。
(1) 機密保持
受注者は、本業務の実施に当たり、知り得た情報を厳重に管理し、本業務遂行の目的で、受注者及び下請け会社等の作業員に開示する場合を除き第三者への開示、提供を行ってはならない。
(2) 技術情報及び成果の公開
受注者が、本業務の実施にあたり、知り得た情報・成果のうち、量研機構が機密情報でないと認めた情報、成果については、あらかじめ書面により量研機構の承認を得ることで、第三者へ開示できることとする。量研機構が、本契約に関してその目的を達成するため、受注者の保持する機密情報ではない技術情報を了知す
る必要が生じた場合には、両者協議の上、受注者が合意した場合に限り、受注者は当該技術情報を量研機構に無償で提供するものとする。
資料１「情報セキュリティの確保に関する事項」を遵守すること。
（1）本契約において、グリーン購入法（国等による環境物 品等の調達の推進等に関する法律）に適用する環境物品（事務用品、OA 機器等）の採用が可能な場合は、これを採用するものとする。
（2）本仕様に定める提出図書（納入印刷物）については、グリーン購入法の基本方針に定める「紙類」の基準を満たしたものであること。
(1) 受注者は量研機構がxx科学技術の研究・開発を行う機関であるため高い技術力及び高い信頼性を社会的に求められていることを認識し、量研機構の規程等を遵守し安全性に配慮し業務を遂行し得る能力を有する者を従事させること。
(2) 受注者は業務を実施することにより取得した当該業務及び作業に関する各データ、技術情報、成果その他の全ての資料及び情報を量研の施設外に持ち出して発表若しくは公開し、又は特定の第三者に対価を受け、若しくは無償で提供することはできない。ただし、あらかじめ書面により量研機構の承認を受けた場合はこの限りではない。
(3) 受注者は業務の実施に当たって、次に掲げる関係法令及び所内規程を遵守するものとし、量研機構が安全確保の為の指示を行ったときは、その指示に従うものとする。 イ．那珂核融合研究所安全衛生管理規則
ロ．那珂核融合研究所事故対策規則
ハ．那珂核融合研究所事故対策要領
(4) 受注者は異常事態等が発生した場合、量研機構の指示に従い行動するものとする。
(5) 受注者は従事者に関しては労基法、労xxその他法令上の責任及び従事者の規律秩序及び風紀の維持に関する責任を全て負うものとする。
(6) 受注者は、本作業を円滑に進めるため、量研機構と打合せの下で作業を進めることとする。また、仕様書に定めのない事項については、量研機構と協議の上、決定する。
ITER ジャイロトロン試験用運転制御システムは、大きく分けてジャイロトロンの運転状態管理と状態遷移制御を行う低速制御装置（Slow Controller）、ジャイロトロンの発振制御のためのタイミング制御や各計測機器信号の高速データ収集を行う高速制御装置（Fast Controller）及びジャイロトロン運転時に発生する異常時の保護を目的とする高速インターロック装置（Fast Protection）の 3 つの制御機器により構成される。本件は、これらの制御機器を収納するための制御盤を製作し、ジャイロトロン運転を可能とするための制御システムの製作を実施するものである。本仕様は、制御盤の製作、制御装置のソフト開発及び盤製作後の I/O 試験までの作業を実施するものである。
制御盤は、Control Cubicle 及び Instrument Cubicle の 2 台及び冷却系関連の制御機器を収納するための冷却系中継盤について製作すること。また、納入後に JT-60 付属実験棟内の指定場所に設置すること。設置する際に使用する治具及びアンカー等は受注者で準備すること。仕様概要を下記に示す。
2.2.1. Control Cubicle
外形寸法 800×800×2200H（床面設置用の+100H のベース付き）数量：1 台
内蔵機器：
・高速制御用 PC 及び低速装置用 PC
・PXI インターフェース機材
・PLC ターミナル１
・cRIO インターフェース機材
・補器電源
・ヒーター電源
・コレクターコイル電源
・アークセンサー及び電源
・各電圧設定用 ISO アンプ
・パトライト
2.2.2. Instrument Cubicle
外形寸法 800×800×2200H（床面設置用の+100H のベース付き）数量：1 台
内蔵機器：
・補器電源
・マグネット電源（主コイル及びガンコイル）
・イオンポンプ電源
・水漏れセンサー検出器
・絶縁アンプ類
2.2.3. 冷却系中継盤
外形寸法 900×250×900H（支柱取り付け用治具付き）数量：1 台
内蔵機器：
・PLC ターミナル２
・直流電源
・流量表示器
上記 2.2.1～2.2.3 に示した構成で設計検討を実施し、製作すること。スペース等の関係により構成に変更が生じる場合は、量研究機構担当者と協議の上決定する。内部機器については、1.8 項に記載されている機器を支給するが、制御盤を製作するうえで必要不可欠な盤内で使用する機器（絶縁トランス、フィルター、ブレーカー、端子台、リレー、ネットワーク用ハブ等）については受注者で準備すること。また、盤内の機器設置の内部構成については確認図を作成のうえ、量研機構の承認を得ること。製作は、確認図の承認を得た後に開始すること。以下に制御盤製作に必要な仕様を記す。
（A） 盤製作に必要な仕様
① 運転環境
・設置場所 屋内 塵芥の少ない強固な床上
・気温 5～35℃ 湿度 20～90％
② 受電条件
・単相 AC200V±10％ （盤内機器）
・50／60Hz
・容量 3kVA
・絶縁耐圧 AC1 次側一括対 FG ACX1500V1 分間
③ 盤の受電系仕様
・AC 入力側のノイズフィルタを設けること。
・AC 入力側の元 MCB として適切なELB を設けること。
・受電灯を設けること。
・受電入力端子台 取り付け位置も確認図に明記
・接地端子FG 端子台
・EM stop PB を設けること。
・警報リセットボタンを設けること。
④ Cubicle 機構的仕様
a)吊ボルトを設けること。
b)Cubicle の側板カバーはフレーム FG に対し 0.1Ω以内の接地抵抗であること。必要により カバーにスタットを溶接しケーブルで FG に接続すること。
c)チャンネルベースにアンカー固定用のアンカーホールを設けること。 d)Cubicle の吸排気
・基本は前面下部より吸気、 背面上部で排気とする。
・上記基本が難しい場合、特にヒータ電源、コレクタコイル電源、SCM 電源の排気は FAN
での強制排気とすることでも可とする。
・損失の目安➞ヒータ電源 50～70W、コレクタコイル電源 60～90W、 SCM 電源 500～800W
e)パワーケーブルの取り出し位置は協議により決定すること。
ｆ）信号ケーブル、光ファイバー 取り出し位置は協議により決定すること。 ｇ）配線に対する注意事項
・パワー線と信号線とは分離すること。同じダクトに入れないこと。
・ツイストケーブルのシールドの処理は FG に接地とする。
・絶縁アンプと入出力線とは分離すること。
ｈ）絶縁アンプ NF5325 及びイオンポンプ電源の取り付けは Cubicle より絶縁すること。
2.3.1. 高速制御用 PC 及び低速装置用 PC
高速及び低速制御用 PC は、高速制御装置（Fast Controller）及び低速制御装置（Slow Controller）との通信で使用する 1U ラックサイズの PC サーバー(1U サーバー)ベース品であり、ITER Codac Core System がインストールされているものである。
・1U ラックサイズ PC サーバー
HP Proliant dl20 gen10 2 台（支給品）
2.3.2. PXI インターフェース機材
高速制御装置（Fast Controller）の IO インターフェースとして PXI 端末を使用する。本件では、以下で指定する PXI プラットフォーム機器を用いて、必要な信号点数との取り合いを構成するものとする。盤外の外部機器との配線取り合いについては絶縁アンプを挿入し絶縁すること。高速制御装置の構成を下記に示す。
・PXI シャーシ
National Instruments 製 PXIe-1078 1 台（支給品）
・MXI 通信モジュール
National Instruments 製 PXIe-8360 1 台（支給品）
＊MXI 通信ケーブル 2m 含む
・タイミング制御モジュール
National Instruments 製 PXI-6683H 1 台（支給品）
・高速 DAQ モジュール アナログ出力 4 点 アナログ入力 16 点 （帯域 1MHz） National Instruments 製 PXIe-6368 1 台（支給品）
・絶縁アンプ
M システム製 M2VF2-4W4W-R/CE 4 台（支給品）
・デジタル I/O モジュール デジタル入力/出力 24 点 （24V）
National Instruments 製 PXI-6528 1 台（支給品）
以下、アクセサリ類
・BNC 端子台
National Instruments 製 BNC-2090A 2 台（支給品）
・PXIe-6368⇔BNC-2090A 間ケーブル
National Instruments 製 192061B-02(2m) 2 本（支給品）
・端子台
National Instruments 製 SCB-100 1 台（支給品）
・PXIe-6528⇔SCB-100A コネクタケーブル
National Instruments 製 SH100-100-F-185095-02(2m) 1 本（支給品）
2.3.3. PLC ターミナル１（Slow Controller1）
SIEMENS 社製 S7-1500 PLC によって構成された PLC システムが取り付けられる。Control Cubicle のキュービクルに収納されるハードウェア機器を以下に示す。なお、DI/DO モジュールにおける盤外の外部機器との配線取り合いについてはリレーを挿入して絶縁し、中継端子台を設けること。
・PLC シャーシ
SIEMNS 社製 6ES7590-1AE80-0AA0 1 台（支給品）
・CPU1516-3PN/DP（Profinet.PON/Modbus）
SIEMNS 社製 6ES7516-3AN02-0AB0 1 台（支給品）
・PM1507 電源
SIEMNS 社製 6EP1333-4BA00 1 台（支給品）
・DI モジュール(32ch)
SIEMNS 社製 6ES7521-1BL00-0AB0 ２台（支給品）
・DO モジュール(32ch)
SIEMNS 社製 6ES7521-1BL01-0AB0 1 台（支給品）
・AI モジュール(8ch)
SIEMNS 社製 6ES7531-7NF10-0AB0 1 台（支給品）
・AO モジュール(4ch)
SIEMNS 社製 6ES7532-5HD00-0AB0 1 台（支給品）
・E/O 変換器（SCALANCE X104-2 ）
SIEMNS 社製 6GK5104-2BB00-2AA3 1 台（支給品）
2.3.4. cRIO インターフェース機材
高速インターロック装置（Fast Protection）のインターフェースとして、CompactRIO 機材を使用する。本件では、以下で指定する機材を用いて、必要な信号点数との取り合いを構成するものとする。高速インターロック装置の構成を以下に示す。
・cRIO シャーシ（14 スロット）
National Instruments 製 NI9159 1 台（支給品）
・DI モジュール（32ch）
National Instruments 製 NI9425 1 台（支給品）
・DO モジュール（32ch）
National Instruments 製 NI9476 1 台（支給品）
・フロントマウント端子台（NI9425 /NI9476 用アクセサリ）
National Instruments 製 NI 9923 2 台（支給品）
・AI モジュール（4ch/設定値）
National Instruments 製 NI9215 1 台（支給品）
・AI モジュール（4ch/ I/L 用高速アナログ）
National Instruments 製 NI9775 1 台（支給品）
・E/O 変換モジュール（チャンネル TX3 RX3 用）HFBR IRｓ製 IRs OPIF 10MB/s 2 台（支給品）
・E/O 変換モジュール（チャンネル TX2 RX2 用）ST IRｓ製 IRs OPIF 5MB/s 3 台（支給品）
・不感時間/復帰時間設定用ディップスイッチユニット 1 台（支給品）
2.3.5. ヒーター電源
ジャイロトロン電源の電子銃ヒーター駆動のための交流電源である。電源のステータス情報は、Ethernet 通信を介して取得されるほか、電圧設定値は高速制御装置よりアナログ電圧設定値により制御される。
・ヒーター電源
菊水電子製 PCR500LE 1 台（支給品）
・StarTech 製 シリアルデバイスサーバ NETRS2321P 1 台（支給品）
2.3.6. コレクターコイル電源
コレクターxxxは、ジャイロトロンのコレクターへの電子ビームの着地点をスイープさせるための磁場を発生させる。コレクターコイルには常電導のコイルが使用され、本スイープ電源により駆動される。電流及び電圧値などの情報は、Ethernet 通信を介して取得されるほか、電圧設定値は高速制御装置のアナログ電圧設定値により制御される。
・コレクターコイル電源
菊水電子製 PWX1500ML 1 台（支給品）
2.3.7. アークセンサー及びアークセンサー電源
アーク検出素子電源は、ジャイロトロン運転中に内部で異常等が発生した場合に発光する光信号をセンサーで検出し、運転シーケンスを停止するものである。
・アークセンサー
HAMAMATSU 製 H10723-10 2 台（支給品）
・アーク検出素子電源
菊水電子製 PMM24-1QU 1 台（支給品）
2.3.8. パトライト
ジャイロトロン運転の運転遷移状態をランプで確認するために使用する。制御盤上部に設置すること。
・パトライト
パトライト社製 KJSB-302 1 台（支給品）
2.3.9. マグネット電源
超電導マグネットのコイルを駆動するための定電流電源であり、主コイルならびにガンコイルの 2 系統分存在する。電源並びにマグネットのステータス情報や電流設定値は、ジャイロトロン制御システムより Ethernet 通信を介して設定される。
・超伝導マグネット電源（主コイル、ガンコイル）
OXFORD 製 Mercury ips-M/S 4 台（支給品）
2.3.10. イオンポンプ電源
イオンポンプ電源は、各ポンプに対して、3.5kV または 5kV の高電圧給電を行っており、その電流値がイオンポンプ電流として上位制御装置にモニターされている。盤内に設置されたイオンポンプ電源の供給電源については、絶縁トランスを挿入し、絶縁して入力すること。また、アナログ出力信号については、絶縁アンプを挿入し、PLC の AI モジュールに接続すること。
・イオンポンプ電源
Agilent 製 X3602-64001 3 台（支給品）
・アナログ信号用絶縁アンプ
M システム製 M2VF2-4W4W-R/CE 又は相当品 3 台（支給品）
2.3.11. 水漏れセンサー検出器
ジャイロトロン架台周り及び冷却水マニホールド周辺に水漏れ検知用のセンサーが設置されている。センサー信号を盤内の検出器に接続し、インターロック信号として使用する。
・漏水センサー
OMRON 製 61F-WLA １台（支給品）
SIEMENS 社製 S7-300 PLC によって構成された PLC システム(リモート IO)が取り付けられる。冷却系中継盤に収納されるハードウェアを以下に示す。
・PLC シャーシ
SIEMNS 社製 6ES7 390-1AE80-0AA0 1 台（支給品）
・R/IO 通信ユニット
SIEMNS 社製 6ES7 153-4AA01-0XB0 1 台（支給品）
・電源ユニット
SIEMNS 社製 6ES7 307-1BA01-0AA0 1 台（支給品）
・AI モジュール（電圧/電流 ）
SIEMNS 社製 6ES7 331-7KF02-0AB0 3 台（支給品）
・AI モジュール（RTD）
SIEMNS 社製 6ES7 331-7PF01-0AB0 3 台（支給品）
・AI モジュール（TC）
SIEMNS 社製 6ES7 331-7PF11-0AB0 2 台（支給品）
・E/O 変換器（SCALANCE X101-1 ）
SIEMNS 社製 6GK5101-1BB00-2AA3 1 台（支給品）
2.3.13. 流量計表示器
ジャイロトロン及び周辺機器の冷却水流量値を表示するために使用する。
・デジタル流量センサー及び電源 KEYENCE 製 FD-V70A 20 台（支給品） KEYENCE 製 MS2-H100 1 台（支給品）
2.3.14. 電源信号用絶縁アンプ
電源電圧及び電流信号を絶縁するために使用する。
・NF 回路製 5325 4 台（支給品）
・HBM 製 XXXXX0000X 1 台（支給品）
2.4. 低速制御装置（Slow Controller）の製作
ジャイロトロンの低速制御装置は、SIEMENS 社製の PLC を用いた制御装置である。主な機能として、ジャイロトロンの運転状態管理とその状態遷移制御、インターロック動作、データ収集を担う。
低速制御装置は、以下の機器の制御を行うものとする。
・ジャイロトロン本体（温度信号）
・超電導マグネット（コイル電源・温度計・冷凍機用圧縮機等）
・ヒーター電源（状態監視）
・コレクターコイル電源（状態監視）
・イオンポンプ電源（状態監視）
・アークセンサー（状態監視）
・冷却水マニホールド（流量計・圧力計・漏水検知器等）
・補助冷却機器（フロリナート冷却循環装置・オイル冷却循環装置等）
・表示灯類
・量研機構が指定した機器
上記に加え、低速制御装置は以下の機器とのインターフェースを有する。
・高速制御装置 (Fast Controller)
・高速インターロック装置（Fast Protection）
・加速電源制御装置（APS/BPS）
・主電源制御装置（MHVPS）
2.4.1. 低速制御装置のシステム構成
低速制御装置のシステム構成は 1 台の CPU に対して複数のリモート IO 端末が専用ネットワークを介して接続する形態とする。以下に CPU 端末並びに、各リモート IO 端末における信号点数の標準を示すが、拡張の可能性に備え予備の信号点を設定した上で、システムの構成を決定すること。実際の信号点数は、契約締結後、提示するものとする。
(1)ジャイロトロン#1 ジャイロトロン補器類の制御端末（Control Cubicle 内設置）
CPU モジュールを有する端末デジタル入力：64 点
デジタル出力：48 点アナログ入力：8 点アナログ出力：8 点
(2)ジャイロトロン#2 電源機器制御端末
リモート通信モジュールにより CPU と接続する。（APS/BPS 電源内設置）デジタル入力：16 点
デジタル出力：16 点
(3)ジャイロトロン#3 ジャイロトロン冷却系制御端末（冷却系中継盤内設置）リモート通信モジュールにより CPU と接続する。
アナログ入力：64 点
(4)ジャイロトロン#4 冷却水マニホールド端末
リモート通信モジュールにより CPU と接続する。デジタル入力：16 点
デジタル出力：16 点
アナログ入力：8 点
(5)ジャイロトロン#5 メイン電源制御端末（電源室設置）リモート通信モジュールにより CPU と接続する。
デジタル入力：16 点デジタル出力：16 点
低速制御装置の信号一覧を下記に示す。設計製作するうえで信号の変更が生じた場合は、量研機構と協議の上決定する。
Slow Controller signal list
PLC_NO | 信号 | アドレス | 接続機器 | 信号名 |
#1 | DI | I0.0 | Fast Controller | Fast Controller 異常 |
#1 | DI | I0.1 | Fast Controller | Fast Controller GY RF ON 状態 |
#1 | DI | I0.2 | Fast Controller | Fast Controller GY ヒーターランプアップ完了 |
#1 | DI | I0.3 | Fast Controller | Fast Controller GY 超電導マグネットランプアップ完了 |
#1 | DI | I0.4 | Fast Controller | SCM メイン電源立下げ完了 |
#1 | DI | I0.5 | Fast Controller | Fast Controller GY コレクターコイル動作中 |
#1 | DI | I0.6 | Fast Controller | Fast Controller 予備 |
#1 | DI | I0.7 | Fast Controller | Fast Controller 予備 |
#1 | DI | I1.0 | Fast Protection | ビーム電流 インターロック検出 |
#1 | DI | I1.1 | Fast Protection | アノード電流 インターロック検出 |
#1 | DI | I1.2 | Fast Protection | アーク発光信号 1 インターロック検出 |
#1 | DI | I1.3 | Fast Protection | アーク発光信号 2 インターロック検出 |
#1 | DI | I1.4 | Fast Protection | 高速インターロックシステム正常 |
#1 | DI | I1.5 | Fast Protection | Fast Protection 予備 |
#1 | DI | I1.6 | Fast Protection | Fast Protection 予備 |
#1 | DI | I1.7 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I2.0 | Oil pump | オイルチラー流量異常 |
#1 | DI | I2.1 | Oil pump | オイルチラーコンタクタ入アンサー |
#1 | DI | I2.2 | Heater | ヒーターコンタクタ入アンサー |
#1 | DI | I2.3 | Heater | ヒーター電源異常 |
#1 | DI | I2.4 | Heater | ヒーター電源 OUTPUT ON アンサー |
#1 | DI | I2.5 | Gyrtoron | GY タンク油面低 |
#1 | DI | I2.6 | Collector | コレクターコイル電源 OUTPUT-ON アンサー |
#1 | DI | I2.7 | Collector | コレクターコイル電源準備完了アンサー |
#1 | DI | I3.0 | Collector | コレクターコイル電源異常 |
#1 | DI | I3.1 | Ion pump | イオンポンプ電源 8L 正常 |
#1 | DI | I3.2 | Ion pump | イオンポンプ電源 20L_A 正常 |
#1 | DI | I3.3 | Ion pump | イオンポンプ電源 20L_B 正常 |
#1 | DI | I3.4 | Cubicle | 制御盤内 DC24V 電源正常 |
#1 | DI | I3.5 | Cubicle | システムリセット |
#1 | DI | I3.6 | Cubicle | 現場 非常停止 |
#1 | DI | I3.7 | Cubicle | Control Cubicle 扉開 |
#1 | DI | I4.0 | Cubicle | Instrument Cubicle 扉開 |
#1 | DI | I4.1 | Arc | アーク検出用電源正常 |
#1 | DI | I4.2 | Water leak | 漏水検知信号 |
#1 | DI | I4.3 | HVPS | GY 電源部 ➓地棒 |
#1 | DI | I4.4 | HVPS | ジャイロトロン側電源部 扉開 |
#1 | DI | I4.5 | HVPS | ジャイロトロンシールドルーム 開閉部 |
#1 | DI | I4.6 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I4.7 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I5.0 | M/C（野外高圧盤） | 不足電圧(27) |
#1 | DI | I5.1 | M/C（野外高圧盤） | 高圧受電盤異常 |
#1 | DI | I5.2 | M/C（野外高圧盤） | 高圧過電流 |
#1 | DI | I5.3 | M/C（野外高圧盤） | 地絡過電圧 |
#1 | DI | I5.4 | M/C（野外高圧盤） | 高圧電源過電圧 |
#1 | DI | I5.5 | M/C（野外高圧盤） | 高圧電源地絡過電圧 |
#1 | DI | I5.6 | M/C（野外高圧盤） | 高圧受電盤制御電源正常 |
#1 | DI | I5.7 | M/C（野外高圧盤） | VCB 入 アンサー |
#1 | DI | I6.0 | M/C（野外高圧盤） | VCB 切 アンサー |
#1 | DI | I6.1 | 一次冷却水流量計 | 流量低下 NO.1 |
#1 | DI | I6.2 | 一次冷却水タンク（野外） | タンク低水位 |
#1 | DI | I6.3 | 一次冷却水タンク（野外） | 水温異常 |
#1 | DI | I6.4 | 一次冷却水タンク（野外） | タンク危険水位 |
#1 | DI | I6.5 | 一次冷却水タンク（野外） | ポンプ電源欠相 |
#1 | DI | I6.6 | 一次冷却水タンク（野外） | 外部異常 |
#1 | DI | I6.7 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I7.0 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I7.1 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I7.2 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I7.3 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I7.4 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I7.5 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I7.6 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DI | I7.7 | Auxiliary | 予備 |
#2 | DI | I8.0 | APS | APS 準備完了ステータス |
#2 | DI | I8.1 | APS | APS 起動/停止ステータス |
#2 | DI | I8.2 | APS | APS 電源➓障 1 |
#2 | DI | I8.3 | APS | APS 電源➓障 2 |
#2 | DI | I8.4 | APS | APS 電源➓障 3 |
#2 | DI | I8.5 | APS | APS 電源➓障 4 |
#2 | DI | I8.6 | APS | APS 電源➓障 5 |
#2 | DI | I8.7 | APS | 予備 |
#2 | DI | I9.0 | BPS | BPS 準備完了ステータス |
#2 | DI | I9.1 | BPS | BPS 起動/停止ステータス |
#2 | DI | I9.2 | BPS | BPS 電源➓障１ |
#2 | DI | I9.3 | BPS | BPS 電源➓障 2 |
#2 | DI | I9.4 | BPS | BPS 電源➓障 3 |
#2 | DI | I9.5 | BPS | 予備 |
#2 | DI | I9.6 | BPS | 予備 |
#2 | DI | I9.7 | BPS | 予備 |
#4 | DI | I10.0 | Colling Manifold | 100A 冷却水流量 1 低下 |
#4 | DI | I10.1 | Colling Manifold | 50A 冷却水流量 1 低下 |
#4 | DI | I10.2 | Colling Manifold | 50A 冷却水流量 2 低下 |
#4 | DI | I10.3 | Colling Manifold | 25A 冷却水流量 1 低下 |
#4 | DI | I10.4 | Colling Manifold | 25A 冷却水流量 2 低下 |
#4 | DI | I10.5 | Colling Manifold | 25A 冷却水流量 3 低下 |
#4 | DI | I10.6 | Colling Manifold | 25A 冷却水流量 4 低下 |
#4 | DI | I10.7 | Colling Manifold | 25A 冷却水流量 5 低下 |
#4 | DI | I11.0 | Fluorinert | フロリナート冷却装置運転中 |
#4 | DI | I11.1 | Fluorinert | フロリナート冷却装置異常 |
#4 | DI | I11.2 | Water leak | 漏水検知器作動 |
#4 | DI | I11.3 | MOU | 伝送系真空計正常（MOU） |
#4 | DI | I11.4 | Colling Manifold | 予備 |
#4 | DI | I11.5 | Colling Manifold | 予備 |
#4 | DI | I11.6 | Colling Manifold | 予備 |
#4 | DI | I11.7 | Colling Manifold | 予備 |
#5 | DI | I12.0 | 電源室 | クライストロン側電源室 扉開 |
#5 | DI | I12.1 | 電源室 | 二次水異常 |
#5 | DI | I12.2 | 電源室 | 予備 |
#5 | DI | I12.3 | 電源室（冷却水ポンプ） | ポンプ運転中（CDP701） |
#5 | DI | I12.4 | 電源室（冷却水ポンプ） | ポンプ運転中（CDP702） |
#5 | DI | I12.5 | 電源室（冷却水ポンプ） | CDP701 過負荷 |
#5 | DI | I12.6 | 電源室（冷却水ポンプ） | CDP702 過負荷 |
#5 | DI | I12.7 | 電源室（冷却水ポンプ） | 冷却水温度高 |
#5 | DI | I13.0 | 電源室（冷却水ポンプ） | F703 流量低 |
#5 | DI | I13.1 | 電源室（冷却水ポンプ） | F704 流量低 |
#5 | DI | I13.2 | 電源室（冷却水ポンプ） | タンク満水 |
#5 | DI | I13.3 | 電源室（冷却水ポンプ） | タンク減水 |
#5 | DI | I13.4 | 電源室（AMPEGON） | Personal safety emergency off command 1 |
#5 | DI | I13.5 | 電源室（AMPEGON） | Personal safety emergency off command 2 |
#5 | DI | I13.6 | 電源室（AMPEGON） | 予備 |
#5 | DI | I13.7 | 電源室（AMPEGON） | 予備 |
#1 | DO | Q0.0 | Fast Controller | FastController インターロック |
#1 | DO | Q0.1 | Fast Controller | 運転状態 1 (STANDBY) |
#1 | DO | Q0.2 | Fast Controller | 運転状態 2 (READY) |
#1 | DO | Q0.3 | Fast Controller | 運転状態 3 (ON) |
#1 | DO | Q0.4 | Fast Controller | Slow Controller ビームオン許可 |
#1 | DO | Q0.5 | Fast Controller | コレクターコイル動作開始指令 |
#1 | DO | Q0.6 | Fast Controller | FastController リセット |
#1 | DO | Q0.7 | Fast Controller | 予備 |
#1 | DO | Q1.0 | Fast Protection | 高速インターロック動作リセット |
#1 | DO | Q1.1 | Fast Protection | Fast Protection インターロック |
#1 | DO | Q1.2 | Fast Protection | 予備 |
#1 | DO | Q1.3 | Fast Protection | 予備 |
#1 | DO | Q1.4 | Fast Protection | 予備 |
#1 | DO | Q1.5 | Fast Protection | 予備 |
#1 | DO | Q1.6 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DO | Q1.7 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DO | Q2.0 | Heater PS | ヒーター電源 OUTPUT_ON 指令 |
#1 | DO | Q2.1 | Heater PS | ヒータ電源アラームリセット指令 |
#1 | DO | Q2.2 | Heater PS | ヒーターコンタクタ入指令 |
#1 | DO | Q2.3 | Oil circulator | オイルチラーコンタクタ 入指令 |
#1 | DO | Q2.4 | Indicator lamp | 現場ステータス表示 1（補器起動完） |
#1 | DO | Q2.5 | Indicator lamp | 現場ステータス表示 2（電源起動完） |
#1 | DO | Q2.6 | Indicator lamp | 現場ステータス表示 3（RF ビーム ON 中） |
#1 | DO | Q2.7 | Cubicle | ジャイロトロン制御システム異常 |
#1 | DO | Q3.0 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DO | Q3.1 | Auxiliary | 予備 |
#1 | DO | Q3.2 | HVPS | 赤色回転灯 入 |
#1 | DO | Q3.3 | HVPS | 黄色灯 入 |
#1 | DO | Q3.4 | HVPS | VCB 入 |
#1 | DO | Q3.5 | HVPS | VCB 切 |
#1 | DO | Q3.6 | HVPS | 予備 |
#1 | DO | Q3.7 | HVPS | 予備 |
#2 | DO | Q4.0 | APS | APS リモート起動 |
#2 | DO | Q4.1 | APS | APS リモート停止 |
#2 | DO | Q4.2 | APS | APS リモート➓障リセット |
#2 | DO | Q4.3 | APS | APS 外部インターロック入力 |
#2 | DO | Q4.4 | BPS | BPS リモート起動 |
#2 | DO | Q4.5 | BPS | BPS リモート停止 |
#2 | DO | Q4.6 | BPS | BPS リモート➓障リセット |
#2 | DO | Q4.7 | BPS | BPS 外部インターロック入力 |
#2 | DO | Q5.0 | APS | 予備 |
#2 | DO | Q5.1 | APS | 予備 |
#2 | DO | Q5.2 | APS | 予備 |
#2 | DO | Q5.3 | APS | 予備 |
#2 | DO | Q5.4 | APS | 予備 |
#2 | DO | Q5.5 | APS | 予備 |
#2 | DO | Q5.6 | APS | 予備 |
#2 | DO | Q5.7 | APS | 予備 |
#4 | DO | Q6.0 | Cooling Manifold | 冷却ポンプ停止指令 1 |
#4 | DO | Q6.1 | Cooling Manifold | 冷却ポンプ停止指令 2 |
#4 | DO | Q6.2 | Fluorinert | フロリナートチラー起動指令 |
#4 | DO | Q6.3 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q6.4 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q6.5 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q6.6 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q6.7 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q7.0 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q7.1 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q7.2 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q7.3 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q7.4 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q7.5 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q7.6 | Cooling Manifold | 予備 |
#4 | DO | Q7.7 | Cooling Manifold | 予備 |
#5 | DO | Q8.0 | 電源室（AMPEGON） | Personal safety emergency off command 1 |
#5 | DO | Q8.1 | 電源室（AMPEGON） | Personal safety emergency off command 2 |
#5 | DO | Q8.2 | 電源室（AMPEGON） | 6.6kV circuit breaker closed |
#5 | DO | Q8.3 | 電源室（AMPEGON） | 予備 |
#5 | DO | Q8.4 | 電源室（AMPEGON） | 予備 |
#5 | DO | Q8.5 | 電源室（AMPEGON） | 予備 |
#5 | DO | Q8.6 | 電源室（AMPEGON） | 予備 |
#5 | DO | Q8.7 | 電源室（AMPEGON） | 予備 |
#5 | DO | Q9.0 | 電源室 | 黄色灯 入 |
#5 | DO | Q9.1 | 電源室 | 赤色回転灯 入 |
#5 | DO | Q9.2 | 電源室 | 予備 |
#5 | DO | Q9.3 | 電源室 | 予備 |
#5 | DO | Q9.4 | 電源室 | 予備 |
#5 | DO | Q9.5 | 電源室 | 予備 |
#5 | DO | Q9.6 | 電源室 | 予備 |
#5 | DO | Q9.7 | 電源室 | 予備 |
#1 | AO | PQW512 | Fast Protection | ビーム電流 インターロック設定値 |
#1 | AO | PQW514 | Fast Protection | アノード電流 インターロック設定値 |
#1 | AO | PQW516 | Fast Protection | アーク発光信号 1 インターロック設定値 |
#1 | AO | PQW518 | Fast Protection | アーク発光信号 2 インターロック設定値 |
#1 | AI-V | PIW512 | Ion pump 1 PS | 8L イオンポンプ電流 |
#1 | AI-V | PIW514 | Ion pump 2 PS | 20L A イオンポンプ電流 |
#1 | AI-V | PIW516 | Ion pump 3 PS | 20L B イオンポンプ電流 |
#1 | AI-V | PIW518 | 伝送系 | 伝送系真空度(MOU) |
#1 | AI-V | PIW520 | Auxiliary | 外部アナログ 1 |
#1 | AI-V | PIW522 | Auxiliary | 外部アナログ 2 |
#1 | AI-V | PIW524 | Auxiliary | 外部アナログ 3 |
#1 | AI-V | PIW526 | Auxiliary | 外部アナログ 4 |
#3 | AI-A | PIW528 | Gy Cooling | 空洞（CAV）冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW530 | Gy Cooling | ビームトンネル冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW532 | Gy Cooling | ランチャー＆ジャケット冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW534 | Gy Cooling | xxxxxxx冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW536 | Gy Cooling | 反射板冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW538 | Gy Cooling | MIG 冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW540 | Gy Cooling | DCB 冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW542 | Gy Cooling | ダイヤモンド窓冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW544 | Gy Cooling | 外周①冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW546 | Gy Cooling | 外周②冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW548 | Gy Cooling | 外周③冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW550 | Gy Cooling | ベローズ冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW552 | Gy Cooling | 副窓ダミー冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW554 | Gy Cooling | ビューイングポート冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW556 | Gy Cooling | MOU 本体冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW558 | Gy Cooling | MOU ミラー冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW560 | Gy Cooling | MOU ポート冷却水流量 |
#3 | AI-A | PIW562 | Gy Cooling | DCB フロリナート流量 |
#3 | AI-A | PIW564 | Gy Cooling | 副窓フロリナート流量 |
#3 | AI-A | PIW566 | Gy Cooling | 予備 |
#3 | AI-A | PIW568 | Gy Cooling | 予備 |
#3 | AI-A | PIW570 | Gy Cooling | 予備 |
#3 | AI-A | PIW572 | Gy Cooling | 予備 |
#3 | AI-A | PIW574 | Gy Cooling | 予備 |
#3 | RTD | PIW576 | Gy Cooling | コレクター冷却水入口温度（CCW2-2D） |
#3 | RTD | PIW578 | Gy Cooling | コレクター冷却水出口温度（CCW2-2D） |
#3 | RTD | PIW580 | Gy Cooling | 空洞（CAV）入口温度 |
#3 | RTD | PIW582 | Gy Cooling | 空洞（CAV）出口温度 |
#3 | RTD | PIW584 | Gy Cooling | ジャイロトロン系冷却水入口温度（共通） |
#3 | RTD | PIW586 | Gy Cooling | ビームトンネル冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW588 | Gy Cooling | ランチャー＆ジャケット冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW590 | Gy Cooling | xxxxxxx冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW592 | Gy Cooling | 反射板冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW594 | Gy Cooling | MIG 冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW596 | Gy Cooling | DCB 冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW598 | Gy Cooling | ダイヤモンド窓冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW600 | Gy Cooling | 外周①冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW602 | Gy Cooling | 外周②冷却水出口温度(最終段ミラーのみ) |
#3 | RTD | PIW604 | Gy Cooling | 外周③冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW606 | Gy Cooling | ベローズ冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW608 | Gy Cooling | 副窓ダミー冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW610 | Gy Cooling | ビューイングポート冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW612 | Gy Cooling | MOU 本体冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW614 | Gy Cooling | MOU ミラー冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW616 | Gy Cooling | MOU ポート冷却水出口温度 |
#3 | RTD | PIW618 | Gy Cooling | DCB フロリナート入口温度 |
#3 | RTD | PIW620 | Gy Cooling | DCB フロリナート出口温度 |
#3 | RTD | PIW622 | Gy Cooling | 副窓フロリナート出口温度 |
#3 | TC | PIW624 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 1 |
#3 | TC | PIW626 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 2 |
#3 | TC | PIW628 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 3 |
#3 | TC | PIW630 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 4 |
#3 | TC | PIW632 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 5 |
#3 | TC | PIW634 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 6 |
#3 | TC | PIW636 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 7 |
#3 | TC | PIW638 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 8 |
#3 | TC | PIW640 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 9 |
#3 | TC | PIW642 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 10 |
#3 | TC | PIW644 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 11 |
#3 | TC | PIW646 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 12 |
#3 | TC | PIW648 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 13 |
#3 | TC | PIW650 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 14 |
#3 | TC | PIW652 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 15 |
#3 | TC | PIW654 | Gyrotron | ジャイロトロン表面温度 16 |
#4 | AI_HART | PIW656 | Cooling Manifold | 100A 冷却水流量 1/コレクタ冷却水流量 |
#4 | AI_HART | PIW658 | Cooling Manifold | 50A 冷却水流量 1 |
#4 | AI_HART | PIW660 | Cooling Manifold | 50A 冷却水流量 2 |
#4 | AI_HART | PIW662 | Cooling Manifold | 25A 冷却水流量 1 |
#4 | AI_HART | PIW664 | Cooling Manifold | 25A 冷却水流量 2 |
#4 | AI_HART | PIW666 | Cooling Manifold | 25A 冷却水流量 3 |
#4 | AI_HART | PIW668 | Cooling Manifold | 25A 冷却水流量 4 |
#4 | AI_HART | PIW670 | Cooling Manifold | 25A 冷却水流量 5 |
また、MHVP（S AMPEGON 社電源）との信号取り合いについては、上記ハード信号以外に MODBUS
通信を使用する。通信に伴うプログラムを実装すること。以下に通信リストの例を示すが、詳細は契約締結後に量研機構と協議の上、決定するものとする。
NO | 信号 種 | 信号名 | 備考 |
to1 | AO | State Command | Operating Status (0=OFF, 1=AUX, 2=STBY, 3=ON) |
to2 | AO | Output Voltage Set point | Modulation voltage high by remote interface (Signal generator) |
to3 | AO | Rise time of HVPS output voltage | Modulation voltage ramp time by remote interface (Signal generator) |
to4 | AO | Signal generator frequency | Modulation frequency by remote interface (Signal generator) |
to5 | AO | Signal generator on time ton | Modulation voltage on time by remote interface (Signal generator) |
to6 | AO | Overcurrent threshold | Overcurrent threshold for PPS operation (absolute value) |
to7 | AO | Overvoltage threshold | Overvoltage threshold for PPS operation (absolut value) |
to8 | AO | Estimated cathode current | Estimated cathode current |
to9 | AO | Anode voltage | Anode voltage of anode power supply |
to10 | AO | Fault Reset Command | Fault Reset |
from1 | AI | HVPS Average Output Current | Modulator output current |
from2 | AI | HVPS Average Output Voltage | Modulator output voltage |
from3 | AI | HVPS Pulsing Run Time Meter | Actual pulse on time |
from4 | AI | HVPS Actual State | Operating Status (0=OFF, 1=AUX, 2=STBY, 3=ON) |
from5 From 6 | AI AI | HVPS Pulsing On Status HVPS fault | Indicates that a Pulse Gate Command is active and that the output HV pulsing is active. This is an indication if a pulse was received with the previous 0.5 seconds. Individual MHVPS fault indication for each fault. |
2.4.2. 低速制御装置の機能
低速制御装置は、ジャイロトロン運転システムの状態遷移管理並びに機器の状態監視、インターロック等の機能を有するものとする。以下に、その機能の詳細を示すが、これらの機能は PLC の CPU 上のプログラムとして実装すること。なお、高電圧を印加するための電源に対する運転指令は、高速制御装置にて生成する。そのため、低速制御装置は高速制御装置に対して運転許可を出す、運転信号の計測、及び制御対象機器の監視を行う。
2.4.2.1. システムの状態管理制御（運転状態遷移及び制御ロジック）
ジャイロトロンの運転に必要な機器は、運転システムの状態遷移に基づいて制御され、低速制御装置は各運転状態を実現するために各機器に対して必要なシーケンス制御と、機器の監視を行う。運転状態遷移は、以下に示す状態間を遷移するものとし、現状のシーケンス状態を制御画面（HMI）・上位制御機器から読み取りできるよう、メモリ上にステータス情報をシンボルとリンクさせ保持すること。なお、各運転状態における制御対象機器の動作条件の詳細は契約締結後に提示する。
（I）停止状態（OFF）
以下の機器を除く機器が停止している状態。イオンポンプ電源
超電導マグネット冷凍機用圧縮機超電導マグネット温度計
（II）補機運転状態（Idle）
起動に時間を要する以下の補器類の運転許可が出され、ジャイロトロン運転システム
の運転準備に対応する状態。オイル冷却循環装置
ヒーター電源（オイル冷却循環装置の正常運転が条件）
超電導マグネット電源（超電導マグネット温度が運転範囲となることが条件）
また、高電圧電源準備状態への遷移許可条件は以下となる。ヒーター電源 通電完了
超電導マグネット 励磁完了
（III）高電圧電源準備状態（Ready）
補器類の起動を受けて、以下の高電圧電源の起動もしくは運転が許可され、ジャイロトロンの運転に備えている状態。
主電源 起動許可 加速電源 起動許可
コレクターコイル電源 運転許可
フロリナート冷却循環装置 運転許可（フロリナート関連冷却水系の正常動作が条
件）
また、ジャイロトロン運転状態への遷移許可条件は以下となる。コレクターコイル電源 通電中
（IV）ジャイロトロン運転状態（Operation）
各高電圧電源により、ジャイロトロンに高電圧を印加し、ジャイロトロンから RF ビームが出力されている状態。
主電源 運転許可 加速電源 運転許可
2.4.2.2. 保護動作
下記(1)～(6)の保護動作を行うこと。保護動作の発生時は、PLC 内での自己保持などにより、検出した条件を外部から確認できる機能を持たせること。また、しきい値はメモリ上に変数として設定することで、運用条件に応じた変更が可能な仕様とすること。なお、各保護条件の詳細は、契約締結後に提示する。
(1) ジャイロトロン保護動作
ジャイロトロンが運転状態となる（IV）ジャイロトロン運転状態において、以下に示す各項目について監視を行う。保護動作条件が検出された場合、高速制御装に対するジャイロトロンの運転許可指令を解除し（III）高電圧電源準備状態に遷移させること。
ジャイロトロン保護動作の一覧
(1-1) ジャイロトロン真空度（イオンポンプ）が運転許容値以上まで上昇
イオンポンプ電流計測アナログ値がしきい値以上、又はイオンポンプからの警報
(1-2) コレクター温度が許容温度以上に超過
コレクター温度アナログ値がしきい値以上
(1-3) 冷却水系の各温度上昇が許容温度以上に超過冷却水温度アナログ値がしきい値以上
(1-4) フロリナート系の各温度上昇が許容温度以上に超過冷却水温度アナログ値がしきい値以上
(2) ジャイロトロン運転システム保護動作
高電圧機器が起動状態となる（III）高電圧電源準備状態、（IV）ジャイロトロン運転状態において、以下に示す各項目について監視を行う。保護動作条件が検出された場合、高電圧電源の運転許可を解除し、（II）補機運転状態に遷移させるものとする。
ジャイロトロン運転システム保護動作の一覧
(2-1) 冷却水系の各流量が許容流量以下まで低下
冷却水流量アナログ値がしきい値以下、又は流量計からの警報
(2-2) フロリナート系の各流量が許容流量以下まで低下
フロリナート流量アナログ値がしきい値以下、又は流量計からの警報
(2-3) コレクタースイープが動作停止
コレクターコイル電源の状態監視、又はスイープ波形アナログ値の評価
(2-4) 制御機器の動作状態より、異常報告を受信
(2-4-1) イオンポンプ電源
(2-4-2) コレクタースイープコイルの電源
(2-4-3) アーク検出素子の電源
(2-5) 機器の異常過熱の防止のため、各所の温度が所定温度を超過熱電対等の温度アナログ値がしきい値以上
(2-6) フロリナート冷却循環装置の異常
(2-7) ジャイロトロン周辺部漏水検知漏水検知器の警報
(3) フロリナート系保護動作
ジャイロトロンのフロリナート冷却系及びフロリナート冷却循環装置の保護のため、フロリナート冷却系動作時には、以下の条件監視を行い、異常が生じた場合に、フロリナート冷却循環装置を停止させること。
フロリナート系保護動作の一覧
(3-1) フロリナート関係の冷却水系の流量が許容流量以下まで低下 冷却水流量アナログ値がしきい値以下、又は流量計からの警報
(4) ヒーター保護動作
ジャイロトロンのヒーター運転の停止が必要となる以下のヒーター保護動作条件が検出された場合、ヒーターを停止させること。
ヒーター保護動作の一覧
(4-1) オイルタンクのオイル温度が許容温度以上に超過オイルタンク油温計からの警報
(4-2) オイル冷却循環装置の異常
(4-3) ヒーター電源の電源異常
(4-4) ジャイロトロン真空度（イオンポンプ）がヒーター動作許容値以上まで上昇
イオンポンプ電流計測アナログ値がしきい値以上、又はイオンポンプからの警報
(4-5) イオンポンプ電源の電源異常
(5) 超電導マグネット保護動作
超電導マグネット運転の停止が必要となる以下の超電導マグネット保護動作条件が検出された場合、超電導マグネットを停止させること。
超電導マグネット保護動作の一覧
(5-1) 超電導マグネット冷凍機用圧縮機の異常
(5-2) 超電導マグネット温度の上昇
コイル温度計アナログ地がしきい値を超過、又は温度計からの警報
(5-3) 超電導マグネットのクエンチ
(5-4) 超電導マグネットの電源・機器異常
(6) 制御システム保護動作
低速制御装置本体の異常が検出された場合、ジャイロトロン及び制御対象機器の保護が確実に行われるよう適切な運転状態に遷移させ、制御対象機器を停止させること。
2.4.2.3. 計測信号の取得
各計測データをアナログ入力モジュールで取得し PLC メモリ上に保持する。冷却水について、流量と温度上昇から冷却水で除去した機器の損失エネルギーを積算し、メモリに保持す
る。なお、積算はビームスタート中に得られるマスタートリガにより開始し、所定の時間にわたって実行する。メモリに保持されたデータは、ITER CODAC-core で構成される HMI よりアクセスできるよう、所定のシンボルでリンクされるものとする。以下に典型的なジャイロトロン冷却水系の温度履歴を示す。
計測信号例
・冷却水流量（流量計信号・電流 4～20 mA：24 系統）
・冷却水温度（RTD 信号・冷却水入口代表値＋各系統出口：24 系統）
・コレクター温度（熱電対：16 点）
PLC にて行う計算例
・温度差
・除熱平均値
・除熱総量（積分値）
2.4.3. ソフトウェア・開発環境
本装置のソフトウェアは以下のとおりとする。なお、納入されるハードウェアに対応したソフトウェアは、納入機器にあらかじめインストールしたうえで納入すること。
(1) ソフトウェア開発全般
ソフトウェア開発に当たっての品質保証の観点から、ISO 15288 等に定められているソフトウェア開発プロセスを参考にすること。また、開発環境の選定、開発手順などについて、 PCDH を参考とし、量研機構による別途の指示がある場合は、これに従うものとする。開発に当たり開発用ソフトウェアについても、バージョン管理を適切に実施すること。
(2) メモリシンボル・PV 名
低速制御装置の開発に当たり、各信号・メモリ情報には、シンボルを定義するものとする。シンボルは、命名の系統を定め、シンボルから情報を類推できるものが望ましい。また、 EPICS における PV 名は、PCDH に含まれる
に定められた形式に従って、系統的に定義されること。シンボル同様、PV 名から情報を類推できるものが望ましい。定義後のメモリシンボル・PV 名は、実装前に量研機構の確認を得ること。
(3) Self-Description Data
低速制御装置の開発に当たっては、信号・変数の Self-Description Data を作成すること。
Self-Description Data については、PCDH に含まれる
を参照すること。なお、Self-Description Data の作成は、ITER CODAC Core System に含まれる開発ソフトウェアを使用すること。
(4) PLC プログラミング
PLC で動作するソフトウェアについては、SIEMENS 社STEP 7 により開発を行うものとする。特に各機器のインターフェースに関しては、機器ごとにモジュール化した FC 又は FB を使用することにより、制御対象機器の変更及び使用中止や、拡張時の増設に対して、容易に対応できるようコーディングを行うものとする。また、PCDH の一部である
PLC software engineering handbook xxxxx://xxx.xxxx.xxx/xxxx/xxxxx/XxxxxXxxxxxxXxxxxxxx
に準拠するとともに、量研機構の指示に従って開発を行うものとする。
2.5. 高速制御装置（Fast Controller）の製作
ジャイロトロンの高速制御装置は、National Instruments 社製の PXI 機器を用いた制御
装置である。主な機能として、ジャイロトロンの発振制御のために、複数の高電圧電源の電圧設定、およびスタート指令のタイミング制御を行う。ジャイロトロンの発振制御に関する操作は、プラントネットワークを介した制御画面(HMI)または、高速制御ネットワークのインターフェースを介して行われる。また、高電圧電源部における電圧・電流などの信号を取得する機能を有し、プラントネットワーク(PON)及び、高速ネットワーク（DAN）を通じた計測波形信号のアーカイブ機能を有する。
本件で開発するジャイロトロン用高速制御装置は、電源装置及び計測装置との間で信号を送受信する。以下に、各機器の機能を説明する。高速制御装置は、以下の(1)-(7)の機器の制御を行うものとする。
(1) 主電源(MHVPS)・IGBT遮断機
ジャイロトロンに対して高安定出力と高精度制御を実現するため、多段モジュールの制御を用いたAMPEGON社の電源システムであり、高速で電圧を制御することが可
能。定常運転の他にプレプロ制御による運転も行う。また、主電源とジャイロトロンの間にはIGBT遮断機が挿入されており、スイッチとして機能する。
(2) アノード電源・アノードスイッチ(APS)
ジャイロトロンのアノード電極に高電圧を印加する電源である。直流高電圧電源と高電圧スイッチで構成されており、高電圧発生指令により直流高電圧電源が動作し て、高電圧を発生させるが、定常に達するまでに100ms程度の時間を要する。一方、高電圧印加指令により高電圧スイッチが動作しジャイロトロンに電圧を印加することができるが、スイッチの切り替え時間は1μ秒程度と高速に動作する。
アノードスイッチはジャイロトロン出力の変調運転時に、当該スイッチのON/OFFにより5kHzまでの変調を実現する。また、ジャイロトロンの安定発振のため、アノード電圧はプレプロ制御が必要となる。
(3) ボディー電源・ボディスイッチ(BPS)
ジャイロトロンのボディー電極に高電圧を印加する電源である。直流高電圧電源で構成されており、高電圧発生指令により直流高電圧電源が動作して、高電圧を発生させるが、定常に達するまでに100ms程度の時間を要する。また、アノードスイッチと同様なスイッチにより高速でジャイロトロンに電圧を印加することが可能。ジャイロトロンの安定発振のため、ボディー電圧はプレプロ制御が必要となる。
(4) 超電導マグネット電源
ジャイロトロンの発振には強力な磁場が必要であり、超電導マグネットが使用される。ITER用ジャイロトロンには、主コイルとガンコイルで構成される超電導マグネットが使用され、各コイルに対応した電源により駆動される。超電導マグネットの磁場は、ジャイロトロン運転時の主要なパラメータであり、プレプロ動作が必要となる。また、超電導マグネットの起動にあたっては、電流の定格までのランプアップに時間を要するため、起動時のモニタリング制御が必要である。
超電導コイル電源 型式：OXFORD製 Mercury ips-M/S
制御インターフェース Ethernet
(5) ヒーター電源
ジャイロトロン電子銃は熱電子発生のため、ヒーターによる加熱を行っており、ヒーター電源は電子銃ヒーターへの給電を行っている。ヒーター制御値は、電子銃からの電子ビーム出力を制御するジャイロトロン運転時の主要なパラメータであり、プレプロ動作が必要となる。また、ジャイロトロンヒーターの起動にあたっては、定格条件までのランプアップに時間を要するため、高速制御装置によるランプアップ制御が必要である。
ヒーター電源 型式：菊水電子製 PCR500LE
制御インターフェース RS-232C (メディアコンバータによりEthernet変換)
及びアナログ電圧
(6) コレクターコイル電源
ジャイロトロン内の電子ビームが到達するコレクターでは、熱負荷を分散するた め、コレクターコイルにより電子ビームをスイープさせている。コレクターコイル電源は、コレクターコイル動作のために、数Hz程度のスイープ波形をもった電力を供給している。スイープ波形はジャイロトロンの運転特性により適切に設定する必要があり、高速制御装置によって波形を制御する。
コレクターコイル電源 型式：菊水電子製 PWX1500ML
制御インターフェース Ethernet及びアナログ電圧
(7) アーク検出器
ジャイロトロン内部の発光を検出し、出力窓での放電や、逆モードの検出を行うため、アーク検出器を使用している。高速制御装置では、アーク検出器の発光波形を取得する。なお、発光現象の検出と異常時の停止処理は、高速制御装置では行わず、専用の機材で行う。
アーク検出器 型式：浜松ホトニクス製信号インターフェース：アナログ電圧
(8) 低速制御装置（2.4.2項参照）
ジャイロトロン運転システムの運転状態を制御するとともに、補助機器類の監視を行う。高速制御装置に対しては、ジャイロトロンの運転許可指令を発生させるとともに、保護動作発生時には、停止指令を発生させる。高速制御装置からは、発振シーケンスの状態遷移と超電導マグネット・ヒーターの起動制御の状態を送信する。
低速制御装置 SIEMENS社 S7-1500シリーズPLCによる構成信号インターフェース：デジタル入出力（24V）
2.5.1. 高速制御装置のシステム構成
高速制御装置の信号一覧を下記に示す。設計製作するうえで信号の変更が生じた場合は、量研機構と協議の上決定する。
2.5.2. 高速制御装置の機能
本件で開発する ITER ジャイロトロン用高速制御装置は、前項に示す電源装置、及び計測装置との間で信号を送受信し、以下の機能を実装するものとする。
Fast Controller signal list
slot | モジュール | 信号種 | ➓続機器 | 信号名 |
3 | PXIe-6368 R | ao:0 | CCPS | Collector Coil PS output voltage reference |
3 | PXIe-6368 R | ao:1 | FHPS | Filament Heater PS output voltage reference |
3 | PXIe-6368 R | ai:0 | BPS | BPS Measured Voltage |
3 | PXIe-6368 R | ai:1 | BPS | BPS Measured Current |
3 | PXIe-6368 R | ai:2 | APS | APS Measured Voltage |
3 | PXIe-6368 R | ai:3 | APS | APS Measured Current |
3 | PXIe-6368 R | ai:4 | MHVPS(AMPEGON) | HVPS Output Voltage(±5V) |
3 | PXIe-6368 R | ai:5 | MHVPS(AMPEGON) | HVPS Output Current(±5V) |
3 | PXIe-6368 R | ai:6 | Reserved | |
3 | PXIe-6368 R | ai:7 | Reserved | |
3 | PXIe-6368 L | ao:2 | BPS | BPS output voltage reference |
3 | PXIe-6368 L | ao:3 | APS | APS output voltage reference |
3 | PXIe-6368 L | ai:8 | ARC1 | Measured ARC Voltage |
3 | PXIe-6368 L | ai:9 | ARC2 | Measured ARC Voltage |
3 | PXIe-6368 L | ai:10 | ARC3 | Measured ARC Voltage |
3 | PXIe-6368 L | ai:11 | RFM | Measured RF Voltage |
3 | PXIe-6368 L | ai:12 | Reserved | |
3 | PXIe-6368 L | ai:13 | Reserved | |
3 | PXIe-6368 L | ai:14 | Reserved | |
3 | PXIe-6368 L | ai:15 | Reserved | |
4 | PXI-6528 | di:0 | FMIS(APS) | APS ready status signal |
4 | PXI-6528 | di:1 | FMIS(APS) | APS fault status signal |
4 | PXI-6528 | di:2 | FMIS(BPS) | BPS ready status signal |
4 | PXI-6528 | di:3 | FMIS(BPS) | BPS fault status signal |
4 | PXI-6528 | di:4 | FMIS(MHVPS) | HVPS Pulsing On Status |
4 | PXI-6528 | di:5 | FMIS(MHVPS) | HVPS Ready |
4 | PXI-6528 | di:6 | FMIS(MHVPS) | HVPS short circuit or trip detected |
4 | PXI-6528 | di:7 | FMIS(MHVPS) | Interlock signal |
4 | PXI-6528 | di:8 | FMIS | Pause signal |
4 | PXI-6528 | di:9 | FMIS | Reserved from cRIO |
4 | PXI-6528 | di:10 | FMIS | Reserved from cRIO |
4 | PXI-6528 | di:11 | FMIS | Reserved from cRIO |
4 | PXI-6528 | di:12 | FMIS | Reserved from cRIO |
4 | PXI-6528 | di:13 | FMIS | Reserved from cRIO |
4 | PXI-6528 | di:14 | PLC | Interlock signal from PLC |
4 | PXI-6528 | di:15 | PLC | State Machine State(STANDBY) in PLC |
4 | PXI-6528 | di:16 | PLC | State Machine State(READY) in PLC |
4 | PXI-6528 | di:17 | PLC | State Machine State(ON) in PLC |
4 | PXI-6528 | di:18 | PLC | Operation Permission by the slow controller |
4 | PXI-6528 | di:19 | PLC | CCPS Operation Request From PLC |
4 | PXI-6528 | di:20 | PLC | Fast Controller Reset |
4 | PXI-6528 | di:21 | PLC | Reserved from Slow |
4 | PXI-6528 | di:22 | EXT_TRIG | External trigger |
4 | PXI-6528 | di:23 | Fast | Reserved |
4 | PXI-6528 | do:0 | FMIS(APS) | APS HVON |
4 | PXI-6528 | do:1 | FMIS(APS) | APS HV Switch ON |
4 | PXI-6528 | do:2 | FMIS(APS) | APS Shutdown Request |
4 | PXI-6528 | do:3 | FMIS(BPS) | BPS HVON |
4 | PXI-6528 | do:4 | FMIS(BPS) | BPS HV Switch ON |
4 | PXI-6528 | do:5 | FMIS(BPS) | BPS Shutdown Request |
4 | PXI-6528 | do:6 | FMIS(MHVPS) | HV Enable/Disable |
4 | PXI-6528 | do:7 | FMIS(MHVPS) | MHVPS Fast Shutdown Request |
4 | PXI-6528 | do:8 | FMIS | Modulation Signal |
4 | PXI-6528 | do:9 | FMIS | Beam ON Sequence Status |
4 | PXI-6528 | do:10 | FMIS | BPS HV Switch ON(short pulse) |
4 | PXI-6528 | do:11 | FMIS | Pause signal set1 |
4 | PXI-6528 | do:12 | FMIS | Pause signal set2 |
4 | PXI-6528 | do:13 | FMIS | Pause signal set3 |
4 | PXI-6528 | do:14 | FMIS | Reserved to FastPro |
4 | PXI-6528 | do:15 | FMIS | Reserved to FastPro |
4 | PXI-6528 | do:16 | PLC | Fast Controller Fault Signal |
4 | PXI-6528 | do:17 | PLC | RFON status signal |
4 | PXI-6528 | do:18 | PLC | Heater ramp up completed |
4 | PXI-6528 | do:19 | PLC | SCM ramp up completed |
4 | PXI-6528 | do:20 | PLC | SCM ramp down completed |
4 | PXI-6528 | do:21 | PLC | Collector Coil in Operation |
4 | PXI-6528 | do:22 | PLC | Reserved to Slow |
4 | PXI-6528 | do:23 | PLC | Reserved to Slow |
(1-1) 電源パラメータ設定
外部のHMI等からEPICS PVで設定する電源、マグネット等の設定パラメータを、アナログ出力信号やEthernet/RS-232C等で制御対象の機器に設定値として受け渡す機能を有することとする。なお、各設定値は数値PVとして設定できることとする。
(1-2) 電源パラメータのプレプロ制御
時系列で変化する高電圧電源の電圧値や磁場設定をあらかじめ高速制御装置に登録し、ショット中に設定値への変更指令を適時行い、所定の波形を生成する機能を有することとする。
(2-1) データ取得・DANによる波形データの転送
電源機器等から取得されるショット中（あるいは前後）の信号波形をPXI機器のAD入力装置でサンプリングしたデジタルデータとして取得し、PCDHで定義されるデータ収集高速ネットワーク(DAN)を経由してアーカイブシステムに転送する。
(2-2) データ取得・PONによる波形データの転送
電源機器等から取得されるショット中（あるいは前後）の信号波形は、HMI表示ならびにユーザー開発ソフトウェアでの利用を目的として、プラントネットワーク(PON)状のEPICS PVデータで扱うことができるものとする。
(3-1) ジャイロトロン発振シーケンスの実行
電源のready条件を統合し、低速制御装置からデジタル信号で送られる運転許可指令を受けると、高電圧電源・高電圧スイッチ類を制御し、ジャイロトロンの発振開始制御を行い、設定パルス時間にわたって発振を維持する。以下にシーケンス動作の詳細を示す。
0：Beam start指令の発生とHeater pre-heating状態
高速制御装置は、低速制御装置がON状態へ遷移することにより発生させる運転許可指令を受け、Beam start指令を発生させる。(1)プレプロ条件に応じて高電圧機器の動作前にヒーター等の動作制御を開始するHeater pre-heating状態に移行し、ヒーター電源等、各電源機器の制御を開始する。Heater pre-heating状態を維持する時間は、運転パラメータとして設定できること。（Heater pre-heating状態を経ない運転条件があるため、実装にあたっては留意すること）
1：電源準備ステータスの判定
Heater pre-heating状態完了後、(2)全ての高電圧電源が起動して運転可能となったかの条件判定を高電圧準備完了信号(HV Ready)で行い、(3)内部トリガを発生さ
せる。このトリガをマスタートリガと呼び、HV Armed状態に移行する。なお、高電圧電源の運転可能条件の判定が、設定時間以内に完了しない場合は、ジャイロトロン発振シーケンスを停止し、各電源を停止するエラー処理に移行する。
2：HV Armed状態と高電圧発生指令のタイミング制御
HV Armed状態に移行すると、(4)各高電圧電源に高電圧発生指令信号(HV ON)を送信する。高電圧発生指令は、マスタートリガ開始を起点に、タイミングチャートに基づいて各電源間で1～1000ms程度の時差を発生させることができるものとする。
3：HV Injection状態と高電圧印加指令のタイミング制御
HV Armed状態でのシーケンス動作完了後、内部トリガにより、HV Injection状態に移行し、(5) IGBT遮断機及びアノード/ボディスイッチに高電圧印加指令信号(SW- ON)を送信する。高電圧印加指令信号は、内部トリガ動作時には、マスタートリガを起点に、タイミングチャートに基づいて各スイッチ及び遮断機間で1～1000ms程度の時差を発生させることができるものとする。これによりRF ON状態に移行する
4：RF ON状態とパルス時間制御
RF ON状態へ移行すると、(6) RF ON状態開始よりパルス幅のカウントを行い、設定パルス幅にてオン指令を停止する。パルス幅は、0.1msから9999sの間で任意の設定が可能であること。RF ON状態中、(1)で規定した電源パラメータのプレプロ制御を実行する。（運転条件によっては、プレプロ制御を実行しない場合もあり、制御解除が可能であること。ビーム運転中に解除することもある点に留意のこと）
(3-2) ジャイロトロン発振停止処理
低速制御装置からの運転許可指令の解除及び運転中止指令、インターロック機器、または各電源機器からの故障停止信号に基づいて、高電圧電源・高圧スイッチ類を停止する指令を出力するものとする。プレプロ制御による各機器の電圧設定は、ビーム停止状態の設定値にすること。
(3-3) シーケンス異常処理
シーケンス制御中に異常が発生した場合、高電圧電源・高圧スイッチ類を停止する指令を出力し、低速制御装置に対して異常信号を発生するものとする。プレプロ制御による各機器の電圧設定は、ビーム停止状態の設定値にすること。
(4-1) 超電導マグネットの起動・停止シーケンスのモニタリング
超電導マグネットは起動・停止に時間を要するため、起動(To Set)・停止(To Zero)指令を送信後、起動・停止が完了するまでマグネット電源の状態を監視し、一連のシーケンス完了を検出すること。また、設定値に到達したら低速制御装置に対してランプアップ信号を出力すること。
(4-2) ジャイロトロンヒーターの起動シーケンス制御
ジャイロトロンヒーターは起動・停止に時間を要するため、一定時間かけて定格電圧・電流値までランプアップさせる必要がある。起動時間とターゲット電圧値を指定したうえで、ステップ的に電圧を上昇させる電源制御を実装すること。また、設
定値に到達したら低速制御装置に対してランプアップ信号を出力すること。
2.5.3. ソフトウェア・開発環境
本装置のソフトウェアは 2.4.3 項(1)-(3)で記載されている内容と同等とする。なお、納入されるハードウェアに対応したソフトウェアは、納入機器にあらかじめインストールして納入すること。
2.6. 高速インターロック装置（Fast Protection）の製作
高速インターロックシステムは、ジャイロトロン内で発生する放電現象（アーク）からジャイロトロンを保護するため、放電を検出する光信号により、1μ秒以内にジャイロトロンを駆動する電源機器に停止指令を送信する高速インターロック機能を有する。また、高電圧電源装置との間で光信号を介した制御信号の授受が行われるため、信号の電気・光信号変換機能を実装する。本件で開発する高速インターロックシステムは、電源装置、低速制御装置及び高速制御装置との間で信号を送受信する。以下に、各機器の機能を示す。
2.6.1. 高速インターロック機能
アナログ入力信号は、閾値判定を行い、1μ秒程度の反応速度で本装置に接続された電源機器に対して停止、または一時停止指令を送る。以下にその動作概要を示す。
閾値以上の入力信号が入力され、所定の検出がなされたと判定されると、チャンネルごとに設定される停止、または一時停止の別に応じて、所定の信号出力を行うこと。ま た、判定のロジックについては、Beam On 立ち上がりを検出すると、閾値を読込んで設定された不感時間を経てアナログ信号の監視を行う。以下に検出の流れを示す。
なお、アナログ入力信号の全ポートに対して独立して動作させるものとし、各チャンネルの停止・一時停止の信号は、論理積の関係で統合されて動作するものとする。
アナログ信号の閾値を検出した際は、CH 情報を低速制御装置へ出力し、低速制御装置からの Fast Protection Reset 指令でリセットされる。以下に動作内容を示す。
1) 停止指令
各電源機器に対して、停止信号を送り、リセットを行うまで復帰しない。信号の送付先は次節の論理回路構成によって定められる。
2) 一時停止指令
アノードスイッチに対して、一時停止信号に対応するパルス波形を送り、自己復帰する。信号の送付先は次節の論理回路構成によって定められる。高速制御装置からの Pause signal set にて有効/無効を判断する。以下に検出の流れを示す。
2.6.2. 論理回路構成
デジタル入力・出力ボードによる電気信号と光リンクインターフェースの間の信号接続関係は、以下の論理演算を含む。受注者は、CompactRIO 端末の FPGA 上に論理演算を実装すること。以下に論理演算例を示すが、実際の信号アドレスによるロジック処理については、別途量研機構より提供されるインターロックブロック線図を参照してプログラムを実装すること。
1) アノード電源出力指令信号
内部ロジック（閾値判定）と各電源からの異常信号がないこと及び高速制御装置からの
HV ON 指令が入力されると APS 電源に対し ON 指令が出力される。
2) ボディ電源出力指令信号
内部ロジック（閾値判定）と各電源からの異常信号がないこと及び高速制御装置からの
HV ON 指令が入力されると BPS 電源に対し ON 指令が出力される。
3) 主電源出力指令信号
内部ロジック（閾値判定）と各電源からの異常信号がないこと及び高速制御装置からの
HV ON 指令が入力されると MHVPS 電源に対し ON 指令が出力される。
4) アノードスイッチ動作指令信号
内部ロジック（閾値判定）と各電源からの異常信号がないこと及び高速制御装置かの HV Switch ON 指令が入力されると APS 電源に対し Switch ON 指令が出力される。尚 Pause signal set to Fast Protection が入力されている場合は、異常検出時に一時停し、予め読み込まれている復帰時間後に再開する。また、Modulation enable/disableが入力され、外部機器からの Local modulation pulse signal が入力されると変調運転が可能になる。
5) 各電源遮断指令信号
内部ロジック（閾値判定）の異常時及び高速制御装置からの各電源 Shutdown Request
指令が入力されると各電源機器に対し Shutdown Request が出力される。
6) 電源信号変換
各電源システムから送受信された信号について光信号入力をそのまま電気信号として出力する。
高速インターロックシステムの信号一覧を下記に示す。設計製作するうえで信号の変更が生じた場合は、量研機構と協議の上決定する。
Fast Protection signal list
slo t | モジュー ル | 信号 種 | ➓続機器 | 信号名 |
1 | 9425 | DI0 | Fast Controller | APS HVON |
1 | 9425 | DI1 | Fast Controller | APS HV Switch ON |
1 | 9425 | DI2 | Fast Controller | APS Shutdown Request |
1 | 9425 | DI3 | Fast Controller | BPS HVON |
1 | 9425 | DI4 | Fast Controller | BPS HV Switch ON |
1 | 9425 | DI5 | Fast Controller | BPS Shutdown Request |
1 | 9425 | DI6 | Fast Controller | MHVPS Enable/Disable |
1 | 9425 | DI7 | Fast Controller | MHVPS Fast Shutdown Request |
1 | 9425 | DI8 | Fast Controller | Modulation Signal |
1 | 9425 | DI9 | Fast Controller | Beam ON Sequence Status |
1 | 9425 | DI10 | Fast Controller | BPS HV Switch ON(short pulse) |
1 | 9425 | DI11 | Fast Controller | Pause signal set1 |
1 | 9425 | DI12 | Fast Controller | Pause signal set2 |
1 | 9425 | DI13 | Fast Controller | Pause signal set3 |
1 | 9425 | DI14 | Fast Controller | Reserved from Fast Con |
1 | 9425 | DI15 | Fast Controller | Reserved from Fast Con |
1 | 9425 | DI16 | Slow Controller | Fast Protection Reset |
1 | 9425 | DI17 | Slow Controller | Interlock for Fast Protection |
1 | 9425 | DI18 | Slow Controller | Reserved from Slow |
1 | 9425 | DI19 | Slow Controller | Reserved from Slow |
1 | 9425 | DI20 | Slow Controller | Reserved from Slow |
1 | 9425 | DI21 | Slow Controller | Reserved from Slow |
1 | 9425 | DI22 | Switch BOX | Dipswitch1(0) |
1 | 9425 | DI23 | Switch BOX | Dipswitch2(10μs) |
1 | 9425 | DI24 | Switch BOX | Dipswitch3(100μs) |
1 | 9425 | DI25 | Switch BOX | Dipswitch4(5ms) |
1 | 9425 | DI26 | Switch BOX | Dipswitch5(10ms) |
1 | 9425 | DI27 | Switch BOX | Dipswitch6(100ms) |
1 | 9425 | DI28 | Reserved | |
1 | 9425 | DI29 | Reserved | |
1 | 9425 | DI30 | Reserved | |
1 | 9425 | DI31 | Reserved | |
2 | 9476 | DO0 | Fast Controller | APS ready status signal |
2 | 9476 | DO1 | Fast Controller | APS fault status signal |
2 | 9476 | DO2 | Fast Controller | BPS ready status signal |
2 | 9476 | DO3 | Fast Controller | BPS fault status signal |
2 | 9476 | DO4 | Fast Controller | HVPS Pulsing On Status |
2 | 9476 | DO5 | Fast Controller | HVPS Ready |
2 | 9476 | DO6 | Fast Controller | HVPS short circuit or trip detected |
2 | 9476 | DO7 | Fast Controller | Interlock signal |
2 | 9476 | DO8 | Fast Controller | Pause signal |
2 | 9476 | DO9 | Fast Controller | Reserved to PCF |
2 | 9476 | DO10 | Fast Controller | Reserved to PCF |
2 | 9476 | DO11 | Fast Controller | Reserved to PCF |
2 | 9476 | DO12 | Fast Controller | Reserved to PCF |
2 | 9476 | DO13 | Fast Controller | Reserved to PCF |
2 | 9476 | DO14 | Slow Controller | Fast Protection Activated Beam Current (ICOC) |
2 | 9476 | DO15 | Slow Controller | Fast Protection Activated Anode Current |
2 | 9476 | DO16 | Slow Controller | Fast Protection Activated for Arc 1 [Main window] |
2 | 9476 | DO17 | Slow Controller | Fast Protection Activated for Arc 2 [Sub window] |
2 | 9476 | DO18 | Slow Controller | Fast Protection Activated |
2 | 9476 | DO19 | Slow Controller | Reserved to Slow |
2 | 9476 | DO20 | Slow Controller | Reserved to Slow |
2 | 9476 | DO21 | Reserved | |
2 | 9476 | DO22 | Reserved | |
2 | 9476 | DO23 | Reserved | |
2 | 9476 | DO24 | Reserved | |
2 | 9476 | DO25 | Reserved | |
2 | 9476 | DO26 | Reserved | |
2 | 9476 | DO27 | Reserved | |
2 | 9476 | DO28 | Reserved | |
2 | 9476 | DO29 | Reserved | |
2 | 9476 | DO30 | Reserved | |
2 | 9476 | DO31 | Reserved | |
3 | 9775 | AI0 | MHVPS | HVPS Output Current(±5V) |
3 | 9775 | AI1 | APS | APS Measured Current |
3 | 9775 | AI2 | Arc Protection | ARC Signal1 |
3 | 9775 | AI3 | Arc Protection | ARC Signal2 |
4 | 9215 | AI0 | Slow Controller | HV Set Current(I/L) |
4 | 9215 | AI1 | Slow Controller | APS Set Current(I/L) |
4 | 9215 | AI2 | Slow Controller | ARC Set Signal1(I/L) |
4 | 9215 | AI3 | Slow Controller | ARC Set Signal2(I/L) |
5 | OPIF1 | TX1 | APS | APS HVON |
5 | OPIF1 | TX2 | APS | APS HV Switch ON(feeder) |
5 | OPIF1 | TX3 | APS | APS HV Switch ON(Shortcut) |
5 | OPIF1 | RX1 | APS | APS ready status signal |
5 | OPIF1 | RX2 | APS | APS fault status signal |
5 | OPIF1 | RX3 | Spare | |
6 | OPIF1 | TX1 | APS | APS Shutdown Request |
6 | OPIF1 | TX2 | BPS | BPS HVON |
6 | OPIF1 | TX3 | BPS | BPS# Shutdown Request |
6 | OPIF1 | RX1 | BPS | BPS ready status signal |
6 | OPIF1 | RX2 | BPS | BPS fault status signal |
6 | OPIF1 | RX3 | NF | Modulation signal |
7 | OPIF2 | TX1 | MHVPS(AMPEGON) | HV Enable Command |
7 | OPIF2 | TX2 | MHVPS(AMPEGON) | STBY Enable Command |
7 | OPIF2 | RX1 | MHVPS(AMPEGON) | HVPS Pulsing On Status |
7 | OPIF2 | RX2 | MHVPS(AMPEGON) | HVPS Ready |
8 | OPIF2 | TX1 | MHVPS(AMPEGON) | AUX Enable Command |
8 | OPIF2 | TX2 | MHVPS(AMPEGON) | Anode Enable Command |
8 | OPIF2 | RX1 | MHVPS(AMPEGON) | HVPS short circuit or trip detected |
8 | OPIF2 | RX2 | MHVPS(AMPEGON) | Reserved |
9 | OPIF2 | TX1 | MHVPS(AMPEGON) | Pulse Gate Command |
9 | OPIF2 | TX2 | MHVPS(AMPEGON) | Reserved |
9 | OPIF2 | RX1 | MHVPS(AMPEGON) | Reserved |
9 | OPIF2 | RX2 | MHVPS(AMPEGON) | Reserved |
2.6.3. ソフトウェア・開発環境
本装置のソフトウェア開発全般については 2.4.3 項(1)で記載されている内容と同等とする。開発ソフトウエアは LabVIEW FPGA を使用すること。なお、納入されるハードウェアに対応したソフトウェアは、納入機器にあらかじめインストールして納入すること。
本装置に関する設置・試験・検査は以下の各項目を実施すること。
以下の項目の試験については、受注者工場において実施すること。試験検査については事前に提出する試験検査要領書によるチェックシート方式で実施すること。
(a)外観検査
目視にて外観を検査すること。ゆがみ、破損及び性能を害する傷等ないことを合格条件とする。
(b)I/O 試験
盤内に設置している機器同士の配線チェック及び動作確認を実施すること。
納入時に、量研機構にて以下の受入検査を受けること。
(a) 員数検査
所定の員数が納入されていること。
(b) 外観検査
ゆがみ、破損及び性能を害する傷等のないこと（目視確認）。
1.5 項に示す建屋内の指定の場所に設置し、アンカー等で固定すること。
以上、
（受注者が単独で行った発明等の産業財産権の帰属）
第１条 受注者は、本契約に関して、受注者が単独でなした発明又は考案（以下「発明等」とい
う。）に対する特許権、実用新案権又は意匠権（以下「特許xx」という。）を取得する場合は、単独で出願できるものとする。ただし、出願するときはあらかじめ出願に際して提出すべき書類の写しを添えて量研機構に通知するものとする。
（受注者が単独で行った発明等の特許xxの譲渡等）
第２条 受注者は、受注者が前条の特許xxを量研機構以外の第三者に譲渡又は実施許諾する場合には、本取扱いの各条項の規定の適用に支障を与えないよう当該第三者と約定しなければならない。
（受注者が単独で行った発明等の特許xxの実施許諾）
第３条 量研機構は、第 1 条の発明等に対する特許xxを無償で自ら試験又は研究のために実施することができる。量研機構が量研機構のために受注者以外の第三者に製作させ、又は業務を代行する第三者に再実施権を許諾する場合は、受注者の承諾を得た上で許諾するものとし、その実施条件等は量研機構、受注者協議の上、決定する。
（量研機構及び受注者が共同で行った発明等の特許xxの帰属及び管理）
第４条 量研機構及び受注者は、本契約に関して共同でなした発明等に対する特許xxを取得する場合は、共同出願契約を締結し、共同で出願するものとし、出願のための費用は、量研機構、受注者の持分に比例して負担するものとする。
（量研機構及び受注者が共同で行った発明等の特許xxの実施）
第５条 量研機構は、共同で行った発明等を試験又は研究以外の目的に実施しないものとする。ただし、量研機構は量研機構のために受注者以外の第三者に製作させ、又は業務を代行する第三者に実施許諾する場合は、無償にて当該第三者に実施許諾することができるものとする。
２ 受注者が前項の発明等について自ら商業的実施をするときは、量研機構が自ら商業的実施をしないことに鑑み、受注者の商業的実施の計画を勘案し、事前に実施料等について量研機構、受注者協議の上、別途実施契約を締結するものとする。
（秘密の保持）
第６条 量研機構及び受注者は、第１条及び第４条の発明等の内容を出願により内容が公開される日まで他に漏えいしてはならない。ただし、あらかじめ書面により出願を行った者の了解を得た場合はこの限りではない。
（委任・下請負）
第７条 受注者は、本契約の全部又は一部を第三者に委任し、又は請け負わせた場合においては、その第三者に対して、本取扱いの各条項の規定を準用するものとし、受注者はこのために必要な措置を講じなければならない。
２ 受注者は、前項の当該第三者が本取扱いに定める事項に違反した場合には、量研機構に対し
全ての責任を負うものとする。
（協議）
第８条 第１条及び第４条の場合において、単独若しくは共同の区別又は共同の範囲等について疑義が生じたときは、量研機構、受注者協議して定めるものとする。
（有効期間）
第９条 本取扱いの有効期限は、契約締結の日から当該特許xxの消滅する日までとする。以上
1． 受注者は、契約の履行に関し、情報システム（情報処理及び通信に関わるシステムであって、ハードウェア、ソフトウェア及びネットワーク及び記録媒体で構成されるものをいう。）を利用する場合には、量研機構の情報及び情報システムを保護するために、情報システムからの情報漏えい、コンピュータウィルスの侵入等の防止その他必要な措置を講じなければならない。
2． 受注者は、次の各号に掲げる事項を遵守するほか、量研機構の情報セキュリティ確保のため、量研機構が必要な指示を行ったときは、その指示に従わなければならない。
(1) 受注者は、契約の業務に携わる者（以下「担当業務者」という。）を特定し、それ以外の者に作業をさせてはならない。
(2) 受注者は、契約に関して知り得た情報（量研機構に引き渡すべきコンピュータプログラム著作物及び計算結果を含む。以下同じ。）を取り扱う情報システムについて、業務担当者以外の当該情報にアクセス可能とならないよう適切にアクセス制限を行うこと。
(3) 受注者は、契約に関して知り得た情報を取り扱う情報システムについて、ウィルス対策ツール及びファイアウォール機能の導入、セキュリティパッチの適用等適切な情報セキュリティ対策を実施すること。
(4) 受注者は、P2P ファイル交換ソフトウェア（Winny、WinMX、KaZaa、Shera 等）及び SoftEnter
を導入した情報システムにおいて、契約に関して知り得た情報を取り扱ってはならない。
(5) 受注者は、量研機構の承諾のない限り、契約に関して知り得た情報を量研機構又は受注者の情報システム以外の情報システム（業務担当者が所有するパソコン等）において取り扱ってはならない。
(6) 受注者は、委任をし、又は下請負をさせた場合は、当該委任又は下請負を受けた者に対して、情報セキュリティの確保について必要な措置を講ずるように努めなければならない。
(7) 受注者は、量研機構が求めた場合には、情報セキュリティ対策の実施状況についての監査を受け入れ、これに協力すること。
(8) 受注者は、量研機構の提供した情報及び受注者及び委任又は下請負を受けた者が契約業務のために収集した情報について、災害、紛失、破壊、改ざん、棄損、漏えい、コンピュータウィルスによる被害、不正な利用、不正アクセスその他の事故が発生、又は生ずるおそれのあることを知った場合は、直ちに量研機構に報告し、量研機構の指示に従うものとする。契約の終了後においても、同様とする。
なお、量研機構の入札に参加する場合、又は量研機構からの見積依頼を受ける場合にも、上記事項を遵守していただきます。
以上