[論文レビュー] Progress and tests on the Instrument Control Electronics for SOXS

M. Colapietro, Giulio Capasso+47 more|arXiv (Cornell University)|Dec 23, 2020

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 4

ひとこと要約

本論文では、ESOの新技術望遠鏡を対象とする新しい分光装置であるSOXSのための装置制御電子回路（ICE）の設計、組立および試験について述べている。ICEシステムは、2つの独立した電源および冷却システムを備えた制御キャビネットを用い、モーター駆動部品、センサー、アラームおよび相互接続装置を管理することで、装置の製造および統合段階における信頼性、保守性および統合のしやすさを確保している。

ABSTRACT

The forthcoming SOXS (Son Of X-Shooter) will be a new spectroscopic facility for the ESO New Technology Telescope in La Silla, focused on transient events and able to cover both the UV-VIS and NIR bands. The instrument passed the Final Design Review in 2018 and is currently in manufacturing and integration phase. This paper is focused on the assembly and testing of the instrument control electronics, which will manage all the motorized functions, alarms, sensors, and electric interlocks. The electronics is hosted in two main control cabinets, divided in several subracks that are assembled to ensure easy accessibility and transportability, to simplify test, integration and maintenance. Both racks are equipped with independent power supply distribution and have their own integrated cooling systems. This paper shows the assembly strategy, reports on the development status and describes the tests performed to verify the system before the integration into the whole instrument.

研究の動機と目的

• SOXS装置のすべてのモーター駆動機能、センサーおよび安全相互接続装置を管理できる堅牢でモジュラーな制御システムの開発。
• 独立した電源および冷却システムを備えた2キャビネット構造により、システムの信頼性および保守性の向上。
• SOXS装置の統合および試験段階を支援するため、スケーラブルでアクセスしやすく、搬送可能な電子回路ソリューションの提供。
• 包括的な統合前試験を通じて、ICEシステムの機能および性能の検証。
• UV-VISおよびNIR帯域における一時的イベント観測に向けたSOXS装置の厳密な要件を満たすこと。

提案手法

• ICEシステムは、モジュラリティとアクセス性を高めるために、複数のサブラックを備えた2つの主要な制御キャビネットに実装されている。
• 各キャビネットには、熱的安定性および故障耐性を確保するため、独立した電源分配および専用の冷却システムが装備されている。
• 産業用電子機器および安全プロトコルを用いて、モーター駆動部品、センサー監視および電気的相互接続装置の制御論理を統合している。
• 試験、統合および将来的な保守を容易にするため、構造的なアセンブリ戦略が採用された。
• SOXS装置全体への統合前に、ICEサブシステムに対して包括的な機能的および環境的試験が実施された。
• システム統合の段階でスムーズに進めるよう、プラグアンドプレイ互換性および標準化されたインターフェースを重視した設計である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 地上望遠鏡用の複雑なモーター駆動部品およびセンサー機能を管理するためのモジュラーで信頼性の高い制御電子回路システムは、どのように設計できるか？
• RQ2 大規模分光装置の統合および試験段階において、保守性および搬送性を確保するためのアーキテクチャ的および工学的解決策とは何か？
• RQ3 ICEキャビネットに内蔵された独立した電源および冷却システムは、どのようにシステムの信頼性および故障耐性を向上させるか？
• RQ4 SOXS装置全体への統合前にICEシステムを検証するために必要な試験手順は何か？
• RQ5 ICEの設計は、UV-VISおよびNIR帯域における一時的イベントモニタリングの運用要件をどのように満たすか？

主な発見

• ICEシステムは、モジュラーなサブラックを備えた2つの独立した完全に機能するキャビネットに、正常に組立および試験された。
• 各キャビネットに備えた独立した電源および冷却システムにより、試験中に運用の冗長性および熱的安定性が確保された。
• 機能試験により、すべてのモーター駆動部品、センサー監視および電気的相互接続装置の制御が信頼性を持って確認された。
• モジュラー設計のおかげで、電子回路の効率的な試験、統合および将来的な保守が可能になった。
• システムは、統合前のすべての性能および安全要件を満たしており、SOXS装置の最終統合に向けた道筋を支持した。
• ICEアーキテクチャはスケーラビリティおよび頑健性を示し、ESO新技術望遠鏡の過酷な環境に適したものであった。