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設備のマニアどっとこむ

設備、資格、DIYのブログ!

04/11

Sat

2015

PID制御について

以前シーケンス制御について述べたが、ON、OFFのみの制御のため温度や流量制御にはむかない。設定値にうまく収束させるためにはフィードバック制御が用いられるのだが、いまいち簡単に理解できる資料が見つからない。今回ゆるめのグラフでPID制御をまとめてみた。


まずはP(比例)制御

たとえば水色のラインが温度だとすると目標値を上下するように操作量(バルブが動いたりする量)が働く。しばらくすると目標値とすこしずれ(オフセット)収束していく。

P制御の操作量は目標値との差(偏差)に比例した値なのだがオフセットを減らそうと傾きを増やすと温度が収束せずに振動していってしまい、目標値と同じにはならない。

P制御のみで使われることはないがこの弱点を補うのがPI制御


オフセット部分を積分し操作量とすることで目標値との差をなくすことができる。

積分時間を短くすればするほど操作量への影響は大きくなっていく。ほとんどこのPI制御で目標値へ制御できるが外乱(外からの作用)があると収束に時間がかかってしまう。

収束のスピードを上げるために偏差を微分し傾きを求め素早く操作量を加えるのがPID制御。

操作量の式はこちら↓↓

温度、流量などの調節計のバランスをとるのにP(%)、I(積分時間)、D(微分時間)をベストな値にする・・・
と言葉でいうのは簡単ですが理論通りにはいかないなかなかめんどくさい制御なのです・・・。

















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04/10

Thu

2014

設備のオートメーション化

最近設備のなかでも計装設備を扱う事が多いのだが、一昔前より自動化への移行が著しい。例えば
•温度、圧力の遠隔監視
•冷凍機、ポンプの自動起動や遠隔起動
•目標値への自動制御

などで労力をかけずに運転監視ができる。
化学プラントなど24時間稼働している現場ではそのメリットは非常に大きい。

しかし便利な反面様々なリスクを孕んでいる。
ほとんどが人の問題なのだが具体的には
•緊急時(停電時など)手動運転ができない、あるいは遅れてしまう。
•監視室にいる時間が多く現場のトラブルを見逃してしまう。
•なぜその警報が設置されているかといった根本的な理解がない。等

現物を触らなくなることから結果的に運転員の質を下げてしまう。なかには多発する警報を除外し事故が起こったケースもある。

↑ポンプ遠隔起動で現場に異常があっても気付かない


とは言うものの最新鋭の設備を導入するのは賛成だし企業努力も大切だ。ただマニュアルや訓練を強化して有事の際に備えておくという事が自動化した設備には必要になってくるのではないだろうか。




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02/08

Sat

2014

圧縮空気について

圧縮空気が最近アツい。もうかなり古くからあるが他に取って替わる技術がないのか不動の地位を守り続けている。 

圧縮空気とは、読んで字のごとく圧縮された空気という意味でで圧縮機(コンプレッサー)により通常0.5 - 0.7Mpa程度で使用される。
圧縮機が現場にあるっていうところはエアーで動く調節弁、充填機などがある製油所、化学工場が主で引火性液体なんかを扱っている場合が多い。(電気だと防爆の設備にしなければならない。)





↑自動弁 ぷしゅーと音を立てて開閉する。

↑充填機 がしゅん、がしゅんと容器へ充填していく

マニアックな現場だけでは?って思うかもしれないが、身近にも存在する。
エアーで開くドア、鉄道車両にも圧縮空気が使用されている。
コンプレッサーは車両の真下に設置されていて空気圧が下がったときだけブロロロ・・・と足元で時々動いていたりする。



↑車両の下のコンプレッサー


サーボモーターとかエレクトロニクス技術でもできるんだろうけど、耐久性、停電時の動作(勝手に車両のドアが開いたら非常に危ない)などを考えるとエアーで納得の設計だ。


 高度成長期を支えてきた(と思う)古い技術で限定された場所でしか使われていないけど
使い勝手を考えたらまだまだ可能性があるのでは! …ということで考えてみました。

停電時にも圧縮空気で動くAHU!  



ゆるいっすねー 自家発起動するまで頑張れ…  ないかな。























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プロフィール

HN:
アルティメット雅史
性別:
男性
自己紹介:
製油所、データセンター、化学工場を渡り歩いた設備のマニア
最近はarduinoあたりの電子工作にハマる。
取得資格は電験3種、消防設備士甲4、2級ボイラー技士、危険物乙4、電工2種、技術士一次試験合格(電気・電子)、フォークリフトほか

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