PLCによるプロセス演算機能を用いた大型ヘリウム冷凍設備の制御構築

Application of PLC to dynamic feedback control of a large liquid-He refrigerator system on JT-60U

岡野 文範; 本田 敦; 大島 克己; 沼澤 呈*

Okano, Fuminori; Honda, Atsushi; Oshima, Katsumi; Numazawa, Susumu*

日本原子力研究開発機構核融合研究開発部門では、核融合実験装置(JT-60U)を用いて高性能プラズマの長時間維持を目指した研究開発を行っている。JT-60Uにおいて臨界プラズマ条件を成立させるためにはプラズマを追加熱する必要があり、その主加熱装置として中性粒子ビーム入射装置(NBI)がある。NBIにより重水素の高速中性粒子ビームをJT-60Uのプラズマへ入射してプラズマ温度を数億度にまで上昇させることができる。NBIは14基のビームラインから構成されており、ビーム入射運転時に動作ガスとして1基あたり35Pam/sの重水素ガスを導入される。そのために、液体ヘリウムを冷媒とする凝縮型の大容量クライオポンプ(1基あたり1,400m/s)が設置されている。クライオポンプへの液体ヘリウムの供給は、2.4kWの冷凍能力を有する液体ヘリウム製造装置(高圧ガス製造施設)で行っている。本液体ヘリウム製造装置は約20年前に運転を開始した設備で、制御システムは、DCS計算機システム(総ループ数:約400)で行っていた。近年、DCSの性能低下等による故障頻度が著しく高くなっており、また、本システムは製造中止後10年経過しているため部品調達も困難な状況で、JT-60Uの実験運転に支障をきたし始めている。この対策として、PLC計装を用いた大規模な制御システムへの改造を試みた。本講演では、これらの改造への取り組み及び成果について報告する。

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