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18 1. はじめに 筆者の勤める工場でのディジタルコントローラの導入状況は,CRT付システムの4セットを含め今日まで,合計136ループとなっている。この中には,ボイラ燃焼制御システムのように,制御系の改善を行い省エネルギーをはかるためのシステム,既存の操作室を1カ所に統合し,運転業務の合理化,省力化をはかるためのシステム,およびむだ時間の大きな系や種々の演算を必要とする系などを含むプロセスへの採用などがある。 今回,これらの中よリACプロセスにおける投入量制御に採用したサンプル値PI制御および製品温度制御に採用したギャップ形PI制御・フィードフォワード制御について紹介する。 2. AC プロセスの概要 A原料とB原料を計量し,これと乾燥工程からの戻し粉とを混合機で混合し,造粒機で粒状にした後,これを乾燥機へ送る。乾燥機ではバーナで熱風を発生させ,この熱風により粒状被乾燥物を乾燥し製品とする。このACプロセスの工程系統図を図1に示す。 この工程において乾燥機出口の製品温度が目標値より低いと乾操不良となり,後工程で種々の弊害が起こる。また,逆に目標温度以上になれば,原単位の悪化を招くことになり,この製品温度のコントロールが操業上の重要なポイントになっている。 この工程の安定操業および原単位の向上をはかるため東芝製TOSDICを使用し,投入量制御および製品温度制御を実施したので,以下,この内容を述べる。(1)サンプル値形PI 制御による,投入量制御について 混合機には,一定量に計量されたA原料,B原料が投入されるが,乾燥工程からの戻し粉(製品の篩い分けによる粉)は計量されずに全量投入される。このため乾燥機への投入量は戻し粉の量により変動することになる。 これをコントロールするため,乾燥機入口に計量機を設置し,この量によリA原料投入量をカスケード制御し乾燥機への投入量を一定に制御する。この制御は,計量点までのむだ時間(計量機まで混合機,造粒機,輸送ベルト等により約4分かかる)を補償するため図2に示すようにサンプル値PI制御を採用した。 サンプル値PI制御には,図2に示すようにサンプル制御周期TIN,サンプル時間TSおよびホールド時間THがありサンプル時間TSの間だけPI演算をし,あとのホールド時間TH(= TIN- TS)は演算を中止し,前回サンプル時間の最終出力値をホールドする。この調整のポイントはサンプル制御周期とサンプル時間の設定であるが,この値はディジタルで任意に設定でき,システムスタート時に最適値になるよう調整する。 計装ループ図は図3を参照されたい。(2)ギャップ付PI制御,フィードフォワード制御による製品温度制御について 乾燥工程の目的は,投入側より乾燥機へ投入される粒状の被乾燥物に含まれている数%の水分を,被乾燥物が乾燥機内を通過し取出側にでるまでに規定値以下にすることである。この取出側にでてきた製品の水分が規定値以下になっていない場合,乾燥不良となり後工程での輸送機器のスケール付着,および貯蔵中の固結等と種々の弊害が起こる。金子 清嗣むだ時間対策,安全操業,省エネルギー/むだ時間補償,サンプル値,フィードフォワード/マイコン,2 ~ 8燃焼炉へのサンプル値Pl 制御の適用セントラル硝子 宇部ソーダ工場図1 工程系統図図2 サンプルPI 演算