プラントワイド制御システムのモデリングとシミュレーション

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650830
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 西谷 紘一 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10029572)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒岡 武俊 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (90273846) ; 山下 裕 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (90210426)
• Keywords: プラントワイド制御 / パイプレスバッチプラント / 運用シミュレーション / 離散事象モデル / 設計支援

Research Abstract

プラントワイドの制御システムの代表例としてパイプレスバッチプラントにおけるシステムの運用について考察した。パイプレスバッチプラントでは、各操作タスクを実行するステーションへ容器(槽)を移動させることによって、製品製造の各工程を順次実行する。まずこの方式の運用(制御)についてその基本概念とシステム要素について整理した。つづいて各設備の台数やレイアウト、移動槽の移動ルール、ジョブのスケジューリングなどの設計要素とプラントのパフォーマンスの関係を調べるシステム解析の方法について考察した。各システム要素のモデリングを行い、具体的に設計案が与えられた場合にシミュレーションを行える環境を構築した。パイプレスバッチプラントは、設備の能力とともにその運用方法によって生産性が大きく影響を受ける。それゆえプラントの設計にあたっては、各設備の静的な特性とともに動的な運用方法をも考慮にいれて設計する必要がある。このように静的および動的要因が複雑に絡んだパイプレスバッチプラントの設計問題はプラントワイドの制御(運用)システムの設計とみなすことができる。このような設計問題に対して、設計案の提案とシミュレーションによる設計評価をくりかえす実用的なプラント設計手法を提案し、具体的にモデリング部、シミュレーション部、評価部から構成されたパイプレスバッチプラントの設計支援システムを開発した。このシステムではいろいろな要素の代替案を簡単にシミュレーションで評価することができる。

Research Products

• [Publications] 赤塚武昭: "連続・離散混合系のシミュレーション" 計測自動制御学会論文集. 34.3. 247-253 (1998)
• [Publications] 丹羽忠夫: "移動槽式バッチプロセスのモデリングとシミュレーション" 化学工学論文集. 24.3. 437-444 (1998)
• [Publications] 丹羽忠夫: "パイプレスバッチプラント設計支援システムの開発" 化学工学論文集. 24.4. 620-627 (1998)
• [Publications] 赤塚武昭: "化学プラントにおける離散事象のモデリングとシミュレーション" システム/制御/情報. 42.8. 450-456 (1998)