汎用PLCを用いた長パルス負イオン源用分散型制御システムの開発

Development of the control system with versatile PLCs for the long-pulse negative ion source

小又 将夫; 清水 達夫; 大関 正弘; 小島 有志; 花田 磨砂也

Komata, Masao; Shimizu, Tatsuo; Ozeki, Masahiro; Kojima, Atsushi; Hanada, Masaya

超伝導コイルを用いた臨界プラズマ試験装置JT-60 Super Advanced(JT-60SA)のプラズマ加熱及び電流駆動を担う中性粒子入射装置においては、負イオン源1台あたり500keVのビームエネルギーで、22Aの負イオン電流を100秒間安定に生成することが要求されており、これまでの3倍以上の長時間運転が必要である。この長時間の大電流負イオンビームを実現するため、実機負イオン源及び実機電源設備を用いた長パルス負イオン源試験装置を建設し、長パルスの負イオンビーム生成に向けた技術開発を行っている。今回、負イオン源を長時間安定に制御するための装置を開発した。同装置においては、汎用の 計算機とProgrammable Logic Controller (PLC)を、用途や処理時間に応じて分散・配置して、電源機器を制御すると共に各種測定データを収集する分散型制御システムを採用した。開発した制御装置をJT-60負イオン源の試験運転で使用し、負イオンビームを、JT-60SAの仕様である100秒間の間、安定に引出すことに成功しており、本制御システムがJT-60SAで利用できる見通しを得た。

In JT-60 Super Advanced, the machine for nuclear fusion research with superconducting magnets for long pulse operation, the negative-ion-base neutral beam injector is required to extend the pulse duration time 10 s to 100 s. In order to realize the long-pulse N-NB injector, the control system of the power supplies for the negative ion source has been newly developed. The control system with use of the versatile devices such as PLC was designed for an ease extension of the functions. Since the control system should have the many different functions which require the wide range of the sampling time of 1 milli-second to 10, all of the functions are performed by distributing PLCs for each of the function. The developed control system has been applied in the tests of the JT-60 negative ion source, where a 100 s negative ion beam has been successfully produced. Through this test, the controllability of this system has been confirmed to be feasible for JT-60SA operation.