仕事について

自動制御は身近にあって、無くてはならない大切な技術!

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この記事を書いたのは...

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広島大学大学院 博士課程前期2年生
芦田洋一郎

制御とは?〜手動制御について〜

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温度制御はポピュラーな制御の一つ

 自動制御,聞きなれない響きである。しかし,ADAPTEX社の業務の根幹でもある。この記事では,ADAPTEX社の自動制御とは何かについて説明する。また自動制御の前に,その理解を助けるためにまず手動制御の説明を行う。

 お風呂のお湯の温度を制御することを考える。もしお湯を40℃に保ちたいとすると,今の温度が35℃であればお湯の蛇口を,45℃であれば水の蛇口をひねるだろう。また,この時今の温度はお湯に温度計を浮かべて測るだろう。

これらの動作を一連の流れとして説明すると,以下のようになる。

① 目標の温度を決める
② 温度を測る
③ 目標の温度と今の温度の差を考える。
④ ひねる蛇口とどれだけひねるかを決める。
⑤ ➁に戻る。

これを,人間が手動で制御していることから「手動制御」と呼ぶ。

自動制御の高度化に強み

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大きな化学プラントも制御の対象だ

 次に,ADAPTEX社が高度化に取り組んでいる自動制御について説明する。

 自動制御は簡単に言えば手動制御をすべて機械にやらせたものである。さきほどの流れを自動でやるには3つ必要なものがある。1つめはお湯の温度を測定して電気信号にするセンサ,2つめは温度の情報からどの蛇口をどれだけひねるか考えるコンピュータ,3つめは蛇口をひねる機構となる。

 自動制御の性能を上げるためにはこれらのすべてをよくする必要があるが,十分に正確なセンサとコンピュータの指令に従って動作できる機構があればもっともコンピュータの中の動きをどのようにするかが重要となる。

 ここで,自動制御の高度化を行った例として加熱炉について紹介する。加熱炉は、さまざまな原料や半製品を加熱するための機械である。温度は高いものになれば800℃を超えるようなものもある。製鉄などは1000℃をゆうに超える。このときよく問題となるのが、加熱炉内の酸素濃度だ。当たり前だが、酸素濃度がゼロになれば火が消えてしまい、不完全燃焼が生じ、爆発が起こる。逆に、酸素濃度が高ければ、その分余計に燃料を消費するのだ。

 多くの企業では安全のために、燃料を無駄にしてでも、酸素濃度を高く保っている。この原因は、時間とともに加熱炉内の酸素濃度が変化するからである。酸素濃度をリアルタイムで、コンピュータで計測しながら、適切な空気量を加熱炉に送り込むのだが、これがうまく制御できていないと、加熱炉内の酸素濃度が大きく上下する。大きく上下するから、安全のために多めの空気を送り込むという図式になっている。

 ADAPTEX社は、特にこの加熱炉の制御を高性能化するプロなのだ。独自の制御アルゴリズムで、台風が来ようが、大雨が降ろうが、安定的に加熱炉内の酸素濃度を均一に保つことを実現できる。国内最大手の石油会社や化学会社の加熱炉を何十基も手がけている。この酸素濃度が振れなくなると、最小限の酸素濃度で、最小限の燃料消費で済む。また安全性も向上するわけだ。加熱炉はとてつもなく大きい装置なので、その燃料消費削減額も相当大きい。

 ADAPTEX社は、このように省エネ化を制御の高性能化を通じて実現しており、世界的な課題である温室効果ガス削減にも大きく貢献している。

私たちが生活する上で欠かせない技術

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自動車は制御技術の塊である

 自動制御は身の回りでも多くの場面で使用されている。たとえば,エアコンやヒーターなど温度を設定すれば自動でその温度に合わせてくれるものは自動制御によって制御されている。他にも,自動車などは自動制御技術の塊であり,エンジンの制御をはじめとして様々な自動制御が使用されている。

 自動制御は目には見えないものであるが、私たちが生活する上で欠かせない技術であるといえよう。

取材後記

 自動制御は身近なところでそこら中に使用されているが,普段は意識していないものだということに気が付いた。特に,制御とは良い時には気が付かなくて悪い時に存在に気が付くものだという言葉が印象的だった。 (芦田洋一郎)

企業/団体情報

企業/団体名 ADAPTEX株式会社
代表者 代表取締役社長 小比賀 理延
所在地 広島県東広島市鏡山三丁目13-60
公式サイトURL http://www.adaptex.co.jp/
求人サイトURL http://www.adaptex.co.jp/recruit.html

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