Transcript 全日本ST計画での計測データ処理・遠隔実験環境

全日本ST計画での計測データ
処理・遠隔実験環境
平成１７年度 NIFS共同研究
「核融合実験のデータ処理に関する次世代
システム技術の検討」研究会
2/28（火）～3/1（水）
背景
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全日本ST研究体制における主要
装置として九大提案の「プラズマ境
界力学実験装置」を現在、設計・製
作中（稼動第１期 平成２０年～ ）
プラズマ境界力学実験装置
→既存のデータ処理環境を見直し、使
い勝手のよい理想的なシステムを
導入するチャンス。

全日本ST研究計画の研究者なら
びに全国のPWI・ダイバータ研究
などの定常プラズマ研究者等々の
連携協力を仰ぎたい。
→多くの共同研究者の方々が容易に
実験に参加できるようなシステム
を構築する必要がある。
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R/a
Bt
A
Ip
0.64 / 0.36 m
0.25T
1.78
300 kA
紹介内容
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理想的なシステムとは？
九大の現状と今後の課題点
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計測データ収集環境
Webによるデータの閲覧
データの外部公開
遠隔制御・実験
まとめ
注意：紹介内容はあくまでも「九大における現状と課題」であり、
「全日本ST計画」全体を言及するものではありません。
理想的なデータ処理・閲覧システム
および機器制御システムとは？
－多くの共同研究者に参加頂き、実りある研究とする為に－

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
各計測機器が簡単にシステムに組み込むことができる。
•
計測機器が持ちこまれても、中央制御のシーケンスと容易に連動で
きること
•
測定データが簡単にデータ処理・閲覧システムに統合されること
データの閲覧が簡単にできる。
•
コンピュータ環境のセットアップが容易であること
•
分かりやすいユーザーインターフェースであること
遠隔地にて実験に参加できる。
•
遠隔からデータの閲覧ができること
•
遠隔から制御・計測機器の操作が可能であること
「計測データ収集環境」の現状と課題
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設計思想、目標事項
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各計測者のデータが簡単にサーバに転送できること。
保存するデータ容量を節約するなどの目的のために、計測器毎に柔軟に対応できる
こと。
現状
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

データ収集は主としてCAMAC, NI製LabView, その他各メーカの機器
データは基本的にサーバが各機器から収集する。各計測者はデータ保存箇所に
FTP, Windows共有サービスなどを適用すればよい。
各計測器ごとに柔軟に対応するようにしている。
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

CAMACデータは容量が少ないので、生データ（バイナリデータ）と換算したグラフ用データ
（テキストデータ）の両方をサーバーに保存する。
NI製LabViewのデータは数時間という長時間測定を行え、容量が大きいので、生データの
みをサーバーに保存して、グラフの表示要求があったときにグラフ用データを作成する。
課題


柔軟に対応するとは個別に対応することとも言え、統一的な取り扱いが難しい。
各メーカ毎にデータフォーマットが異なる場合のデータ閲覧方法。
計測データ収集環境
各計測機器群
各クライアントPC
AD: 16bit 3kHz×32ch
DA: 16bit 3kHz×16ch
プラズマ制御
Real Time OS
FTP
グラフ閲覧PC
Windows
FTP
12bit 20kHz×64ch
LabView
Windows XP
Win共有
FTP
その他各機器
大抵、Windows
データ閲覧サーバ
Vine Linux
Win共有
(Samba)
8 crates
HTTP
Ly8210, Ly6810,
Ly8212, etc.
CAMAC制御
Linux&Windows
物理量変換PC
Windows XP
グラフ閲覧PC
Mac
グラフ閲覧PC
Linux
以前の計測データ収集環境における失敗
以前の環境
•サーバーにアクセスしてグラフ表示をす
るためのアプリケーションを、サーバーか
らダウンロードしてインストール
8 crates
Ly8210, Ly6810,
Ly8212, etc.
HTTP
物理量変換&グラフ閲覧
Windows XP
HTTP
物理量変換&グラフ閲覧
Mac
CAMAC制御
Linux&Windows
•アプリケーションには柔軟性を持たせ、
各ユーザーはアクセスしたいデータを好
きなように指定してダウンロードし、好きな
ようにグラフ表示を行う。
失敗の原因
HTTP
物理量変換&グラフ閲覧
Linux
•インストーラが付属していなかったため、
環境のセットアップは各ユーザーに委ね
られ、負担を強いた。
•アプリケーションに柔軟性を持たせすぎ
ようとしたため、設定項目が多すぎたり、
ユーザーインターフェースが不親切になっ
た。
「Webによるデータの閲覧」の現状と課題
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設計思想、目標事項


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現状
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

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環境のセットアップが簡単に行えること。
簡単なユーザーインターフェースをもつこと。
ユーザーは特定のOSに依存せず、Webブラウザを用意すればデータ
の閲覧ができる。（Java環境のないパソコンでは多少のセットアップが
必要だが、これらも自動で行える。）
数値データはWebブラウザを介してダウンロードする。
簡単なカスタマイズ機能を有する。（線種や軸範囲の設定など）
課題



柔軟なデータ表示や、データの解析機能は提供してない。
Webベースであるためクライアント側のファイルの読書きには適さない。
高度なカスタマイズ機能は有してない。（グラフのレイアウトなど。）
Webによるデータの閲覧
グラフの表示画面の例
表示したいショット番号、グラフ種別等を
入力してグラフを閲覧する。
数値データのダウンロード画面
「データの外部公開」の現状と課題
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セキュリティーについて
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データの消失・改ざんからの保護を第一目的とする。

どのレベルのデータを誰に対して公開するのか。
現状と予定
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

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実験用LANと外部公開用LANに切り分け、外部公開用LANには実験用LAN
と同じ閲覧システムを構築する。
外部からは、外部公開用LANのみのアクセスとする。
外部公開用LANへのデータ転送は管理者等により手動で行う。
外部公開用LANに載せたデータには特にアクセス制限を設けない。
課題
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
同じシステムを２つ作ることになるのでコスト、メンテナンスがかかる。

現状はデータ量も比較的少なく、対応可能であるが、データ量が更に大
規模になった場合には、よく検討する必要がある。
外部公開用LANのデータは手動による転送であり、タイムリーではない。
データの外部公開 －現状の構成－
外部ネットワーク
クライアントPC
所外
所内
ファイアウォール
外部公開用LAN
データ閲覧用サーバ
その２
メール, Webサーバ etc
マスターデータ
のコピー
禁止!!
実験用LAN
データ閲覧用サーバ
各クライアントPC群
「遠隔制御・実験」の現状と課題
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設計思想、目標事項
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現状
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

環境のセットアップが簡単に行えること。
簡単なユーザーインターフェースをもつこと。
主プラズマ生成のための制御パラメータの編集、およびシーケンスの起動は
Web上にて行う。
制御用サーバを外部に開放することで、外部からWebブラウザのみで制御が
可能。（現在はセキュリティーの観点から行っていない。）
課題
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セキュリティーの問題の解決
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
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許可された実験者のみのアクセスであること。
制御・実験者の明確化が可能であること。（複数人が同一対象に対して相反する操
作をすることのないようにすること。）
要求されるデータ転送の量やリアルタイム性など（→SuperSINET？）

現状はショット前に制御用パラメータを転送するだけなので、データ転送の量も少な
く、リアルタイム性も要求しないが、今後はショット中に波形や画像を見つつ何某か
の操作をするなどの要求も高まってくると考えられる。
遠隔制御・実験
主プラズマ制御用パラメータ編集画面
制御用パラメータを
ここに記入
保存ボタンを押す
シーケンス起動画面
まとめ
九大におけるデータ処理・閲覧システムおよび機器制御システムにおいては、
•環境の容易なセットアップ
•簡単なユーザーインターフェース
などを特徴として、
利用者にかける負担をできるだけ低減することを目指して構築している。
また、所内、所外のどこからでも容易に実験に参加できるシステムを目指している。
データの外部公開や遠隔制御・実験については、セキュリティーに関して
•データの保護方法
•アクセス方法（IPアドレス、パスワード、その他？SSH通信）
•レベル（機器操作者のアクセスレベルや閲覧者としてのアクセスレベル）
などの問題があり、所内外からの意見を取り入れて解決する必要がある。