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本の説明

「実践プロセス計装 Ⅰ」の本

はしがき
  計装に近い専門学科として電気、電子、情報がある。その専門の中で学校で制御工学を学んだ方が多いと思われる。
 しかし、現場では学校で学んだことはほとんど役に立たず、理解も出来ず決められた業務をこなして、現場対応に追われた日々を多くの人が送っているのではないでしょうか。
 基礎知識を学べる本はたくさんあり、研究者の論文的な学会誌等の専門書も存在する。けれど、実践学である計装では、現場担当者の疑問を解決してもらえる出版物は少ないのではないかと感じ、この本を作成しました。また、プロセス量には温度、流量、圧力等があるが、最も測定ヵ所が多い温度について紙面を割いている。
 実践の特徴として
 ①理論は単体制御中心であるが実践は総合的な制御である。
 ②実践は固定値であるパラメータで外乱、定常、変化状態に対応しなければならない。
 ③実践では異常制御が起こらないと制御の限界を知ることが出来ない。
 ④実践ではスピードとコストが優先された適正品質を求められる。
 ⑤現場設備は計装だけでなく、電気、機械、建築等多くの学問、設備が複雑に噛み合っ
  ている。
 ⑥実践では計装設備の改善だけでは解決出来ない場合が多い。
 ⑦計装機器の進歩によりブラックボックス化が進んでいる。

 実践では他の人と意思の共有を行うためには定められた用語を使う必要があるので、用語集を末尾に入れている。又、重複して記述しているヵ所があるのは必ず覚えてほしいと筆者が考えている部分である。
 少し遠周りになるかもしれませんが、不具合の原因を究明できる実践の知識を学んでいきましょう。同じ失敗は二度と起こさないように本書により、原因を探求できるようになることを願う。
                 技術士(電気電子部門)濱口 雅雄

目次1

1.基礎知識

1.1 実学の計装
  1.1.1 計装とは‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
  1.1.2 制御とは‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4
 1.1.3 ループ制御の基本  ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 9
 1.1.4 ループ制御の詳細‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13
 1.1.5 誤差の推定 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 21
1.2 電気
 1.2.1 基礎理論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24
 1.2.2 電気理論の本質‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 30
 1.2.3 電気信号‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 32
 1.2.4 計装用電源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 33
 1.2.5 電気部材‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 35
 1.2.6 ノイズ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 40
1.3 空気
 1.3.1 空気圧の基礎‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 45
 1.3.2 空気信号‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 48
 1.3.3 計装用空気源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 49
1.4 測定器
 1.4.1 マルチメータ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 50
 1.4.2 絶縁抵抗計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 54

                2.実務知識

2.1 熱電対
 2.1.1 温度‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 55
 2.1.2 熱電対‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 68
 2.1.3 補償導線‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 79
 2.1.4 冷接点補償器‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 83
 2.1.5 保護管‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 84
 2.1.6 使用上の注意‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 86

目次2

2.2 機器
 2.2.1 リレー ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 88
 2.2.2 PLC(プログラムロジックコントローラ)  ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 93
 2.2.3 DCS(分散制御システム)   ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 96
 2.2.4 調節弁 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 97
 2.2.5 電動機 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 98
 2.2.6 インバータ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 99
2.3 単体制御
  2.3.1 制御器の定格   ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 100
  2.3.2 制御器の仕様‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 107
  2.3.3 制御器の構成‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 112
  2.3.4 設備の制御動作‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 117
2.4 SCADA+PLC制御
  2.4.1 監視システム   ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 121
  2.4.2 データフロー   ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 122
  2.4.3 SCADA     ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 124
  2.4.4 シーケンス  ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 127
  2.4.5 ループ制御‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 133
  2.4.6 PLC   ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 135
2.5 ドラム水位制御
  2.5.1 基礎‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 137
  2.5.2 実務   ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 142
2.6 最適調整
  2.6.1 基礎‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 147
  2.6.2 最適調整の手順‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 148

                3.業務別

3.1 設計
  3.1.1 システム設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 149
  3.1.2 電源、ユーティリティ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 149
  3.1.3 設置環境‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 150
  3.1.4 制御ループの考え方‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 151

目次3

3.2 工事設計
 3.2.1 機器据え付け‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 153
 3.2.2 配管‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 153
 3.2.3 配線‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 154
 3.2.4 その他付帯‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 155
 3.2.5 現地施工計画‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 155
3.3 スタートアップ
 3.3.1 確認と電源投入‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 157
 3.3.2 プラント試運転作業の流れ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 160
 3.3.3 作業の注意点‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 161
 3.3.4 基礎知識‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 166
 3.3.5 文字、記号他‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 174
3.4 メンテナンス
 3.4.1 保全の体系‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 186
 3.4.2 目的の区分‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 188
3.5 計装の注意点
 3.5.1 熱電対の抵抗測定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 190
 3.5.2 熱電対の冷接点補償器‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 190
 3.5.3 微圧力発信器の連成圧力測定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 191
 3.5.4 PID制御の限界 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 191
 3.5.5 総合ループ制御の調整‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 192
 3.5.6 ループ制御の精度管理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 192
 3.5.7 PLCの分解能、絶縁   ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 193
 3.5.8 測定器の環境温度‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 193
 3.5.9 動作の最低負荷‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 194
 3.5.10 交流・直流電圧 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 194

                4.その他

4.1 法令‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 195
4.2 記号‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 199
4.3 用語他‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 201
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