ソリューション

OmegaEduPack プロセス制御シミュレータ

原理・原則を効率良く学習できます。
プロセス制御シミュレータのねらい

化学、石油化学、石油精製などのプロセスに一般的に存在する装置を対象として、プロセス制御の基礎について学習することを目的としています。 以下のプロセス制御について、適切な制御パラメータ設定方法および制御性の改善方法について習得します。

  1. 流量制御: Ziegler-Nicholsによる限界感度法チューニング、流量制御の性質
  2. 液面制御: 流出量によるレベル制御(PI制御、液面制御の性質)、流量とのカスケード制御
  3. 圧力制御: 流出量による圧力制御、スプリット制御方式
  4. 温度制御: 過渡応答法によるPIDパラメータのチューニング、温度制御の性質
  5. フィードフォワード制御: フィードフォワードパラメータの決定方法
対象プロセス

それぞれの制御について、別々のプロセスを使います。
流量制御では、配管と制御弁がつながったプロセスに水を流します。 液面制御では、大気開放タンクに水を流入させて、流出量で液面を制御します。 圧力制御では、フラッシュタンクに水蒸気を冷却水で冷却して送り込み、気液分離します。 未凝縮の水蒸気が圧力制御弁から排出されます。 温度制御では、熱交換器に温水と冷却水を流し、出口温度を温度制御します。 そして、フィードフォワード制御では、温水と冷却水をタンクにフィードして、冷却水の流量をフィードフォワード要素とし、タンクの温度を温水の流量で制御します。

演習内容
  1. 流量制御: 流量制御器に限界振動を起こし、限界比例帯と限界周期を求め、Ziegler-Nicholsによる限界感度法により比例帯PBと積分時間TIを計算します。パラメータを変更して制御性がどのように変わるかを確認します。
  2. 液面制御: 比例帯PBと積分時間TIを変えて、外乱に対する液面の制御性で確認します。また、単独の液面制御に対して、流量制御と液面制御を組み合わせたカスケード制御の効果を確認します。
  3. 圧力制御: PBとTIを変えて、圧力制御の性質を理解します。圧力制御で使われるスプリット方式の制御系を操作して体験します。
  4. 温度制御: 過渡応答法を使って等価むだ時間と等価時定数を求め、Ziegler-Nichols法でPI制御とPID制御のパラメータを計算します。PB、TI、微分時間TDを変えて、PI制御とPID制御の比較や温度制御の特質を理解します。
  5. フィードフォワード制御: 温度制御と液面制御のフィードフォワードゲインを求めます。 フィードフォワードを行った制御と行わない制御を比較して、その効果を確認します。