エムエスツデー　1998年9月号

温度、流量、圧力、レベル測定とPID制御（1）

温度制御

製品の品質や組成が温度によって左右される例は数多くあります。したがって、対象プロセスのもつ温度分布に注意し、測定値が期待する制御量を正しく反映できるように、測定箇所を選定することが大切です（図1参照）。

特　　　徴…	プロセスの時定数：大きい プロセスのむだ時間：小さい
選択モード…	調節計動作：PID

圧力制御

他のプロセス変数と比較して、一般にむだ時間（L ）、遅れ時間（T ）が小さく、また液体と気体とでは性質が異なるため注意が必要です。

特　　　徴…	プロセスの応答は早い
選択モード…	調節計動作：P I

1．液体の場合
対象プロセスは配管の場合が多く、その場合には流量制御に直接関係します。すなわち、調節弁の上流側圧力は流量の2乗に比例して変化します。また、ポンプ、操作端などに起因する流れの乱れや振動が、検出端を通して雑音（ノイズ）として測定信号中に混入することが多く、微分（D ）動作は、この雑音を増幅するため、制御にとって有害です。

2．気体の場合
プロセスの体積は一定であり、もし温度が一定なら、流入と流出の差によって圧力変化が生じます。多くの場合、液体と同じように、微分（D ）動作は制御にとって有害です。

レベル制御

流入量と流出量の差によってレベル変化が生ずるとき、プロセスは一次遅れ特性を示します（図2参照）。この場合は、流入量が変化してもやがて平衡する自己平衡性があり、制御は容易です。自己平衡性のない積分特性をもつ制御系では、積分（I ）動作は有害です。この場合は、調節計動作を比例（P ）動作だけにし、制御系がもつ積分特性を利用します。

ボイラドラムのレベル制御では、レベル面の波立ちがそのまま検出端を通し、雑音として測定信号中に混入するため、微分（D ）動作は制御にとって有害です。

特　　　徴…	プロセスごとに時定数は大きく異なります。
選択モード…	調節計動作：PまたはP I