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プロセス制御工学 １ プロセス制御の概要 １．プロセス制御の概要 京都大学 加納 学 Division of Process Control Process Systems Engineering Department of Chemical Engineering, Kyoto University manabu@cheme.kyoto-u.ac.jp http://www-pse.cheme.kyoto-u.ac.jp/~kano/ 講義内容 2  プロセス制御の役割  フィフィードバック制御ドバック制御  フィードバック制御系の構成  フィードバック制御系の設計問題  計装計装 1 プロセス制御とは？ 3  制御 機械や設備が目的通り動作するように操作すること  プロセス 石油，化学，鉄鋼，食品などに代表されるプロセス産業 の製造工程（組立産業の製造工程とは特徴が異なる）  プロセス制御 プロセスを対象とした制御プロセスを対象とした制御 各種装置における温度，圧力，液レベル， 流量，さらには物質の性質の制御 プロセス制御に課される要求 4  安全性 安全に運転することが何よりも重要である．  製品仕様（スペック） 指定された品質の製品を指定された量だけ 生産しなければならない．  環境基準 排水や排煙などプラントから排出される物質は法律など で定められた基準を満たさなければならないで定められた基準を満たさなければならない．  経済性 利益を追求するため，常に最適な運転状態を実現して おく必要がある． 2 なぜプロセス制御が必要なのか？ 5  外乱抑制 原料の特性，冷却水や加熱蒸気などのユーティリティの 特性，外気温などの外部環境，触媒活性などが変化す れば，プロセス制御なしに仕様を満たす製品を生産し続 けることはできない．したがって，外部環境などの変化 （外乱）が対象プロセスに与える影響を軽減することが 必要になる．  設定値追従 最適な運転を実現するためには最適な運転を実現するためには，温度や流量などを指温度や流量などを指 定された値（設定値）まで速やかに変化させたり，プロセ スの状態を指定されたプロファイルに従って変化させな ければならない． プロセスの分類 6  分布定数系 温度，濃度，圧力など，プロセスの状態を表す変数が空 間的に分布している（値が位置によって異なる）プロセス 例）連続撹拌槽型反応器，管型反応器，．．．  集中定数系 状態を表す変数が空間的に分布していない（値が位置 に依存しない）プロセス ほとんどのプロセスが分布定数系であるが， 簡単のため，集中定数系に近似して取り扱う． 3 講義内容 7  プロセス制御の役割  フィフィードバック制御ドバック制御  フィードバック制御系の構成  フィードバック制御系の設計問題  計装計装 プロセ