プラントでの代表的な自動制御方法の1つに「比率制御」があります。
この記事では比率制御とは何か?どんな時に利用されるのかについて書いていきたいと思います。
比率制御とは?
比率制御は測定したAの流量に対してBが一定の比率になるように制御することを言います。比率制御を行うにはそれぞれのラインに流量計を設置して流量を測定する必要があります。
比率制御が利用される場面は非常に限られており、バーナーの空気量制御が代表的です。

例えば、ボイラーのバーナーに供給する空気量を制御する場合、次のステップで制御を行います。
- 蒸気圧力が設定値になるように燃料の量を調整。
- 調整した燃料の量に対して設定した空気比になるように空気の量を調整。
- 1と2を繰り返し一定の蒸気圧力を維持する。
蒸気の圧力を維持するためには、使用された量に対して同等の量をボイラーで発生させなければいけません。そのためにはバーナーの燃焼量を燃料によって調整します。
燃料が燃焼するためには空気中に含まれる酸素が必要です。この必要酸素を燃焼に必要な理論値から大きく離れないように空気量を調整します。この時、燃料の量に対して決められた比率で空気を供給するように比率制御を行います。
比率制御を行うことによって過剰に空気を供給してエネルギーをロスしたり、空気量が足りずバーナーの火が消えるという事態を防ぎます。
空気比についてはこちらの記事を参照してください。
-

【ボイラー】空気比って何?計算や管理・制御方法について
ボイラーや焼却炉などで燃料を燃焼させるためには酸素が必要です。 この酸素を理論値に対し、何倍程度の割 ...
上の例では、燃料の流量はカスケード制御、空気の量は比率制御を行っています。
-

【自動制御】5分で分かるカスケード制御。外乱の影響を受けにくい理由とは
プラントや工場で自動化を進めていると「カスケード制御」という言葉を聞くことはないでしょうか? フィー ...
このように実際のプラントでは複数の制御を組み合わせることで最適な運転を行っていきます。
比率制御の他の利用方法については調べてもいい例が出てきませんでした。また、いい例があれば記載していきたいと思います。
自動制御
2022/10/13
【計装】コンデンスポットとは何か?役割は?
蒸気の流量や脱気器の水位を測る際に差圧伝送器などを使用すると、付属品として「コンデンスポット」が付いてきます。 この記事では「コンデンスポット」とは何かについて解説します。 コンデンスポットとは コンデンスポットとは圧力の検出器と配管を繋ぐ導管に設置される金属の容器のことを言い、上の図のように設置します。 コンデンス(condense)は「凝縮する」という意味なので、コンデンスポットの役割は蒸気を凝縮させる容器ということになります。 コンデンスポットの役割としては次のようになります。 蒸気を凝縮させて水( ...
ReadMore
自動制御
2023/2/26
【自動制御】レベル制御とは何か、特徴や方式について解説します
工場やプラントで最も良く利用されている制御の一つに液面の高さを一定に保つレベル制御があります。 この記事ではレベル制御とは何か、またレベル制御の方式や特徴について解説しています。 レベル制御とは レベル制御とは液体の供給量、又は吐出量を調整することによってタンクなどのレベル(液位)を制御することを言います。 タンク内のレベルを一定にすることで供給元や送り先の負荷変動を吸収することができ、プラントを安定稼働させることが出来ます。また、常に一定の条件でポンプなどを運転することができ、キャビテーションの防止にも ...
ReadMore
自動制御
2022/7/31
【計装】DI/DO、AI/AO、PI/POとは何か、信号の種類と使い分けについて
DCSや制御盤の設計を行う際に、別の機器との信号やり取りを表す言葉としてDI/DO、AI/AO、PI/POというものがあります。 この記事ではDI/DO、AI/AO、PI/POとは何かについて解説します。 DI/DO、AI/AO、PI/POの違い DI/DO、AI/AO、PI/POは他の機器とやり取りする信号の種類と方向を表す言葉です。DI信号であればDが信号の種類、Iが入出力の方向を表しています。 それぞれの信号のIとOはInputとOutputの略ですが、上の図のようにどちらから見るのかによってIとO ...
ReadMore
自動制御
2022/4/10
【自動制御】圧力制御とは何か、特徴や方式について解説します
工場やプラントで最も良く利用されている制御の一つに圧力制御があります。 この記事では圧力制御とは何か、また圧力制御の方式について解説しています。 圧力制御とは 圧力制御とは、文字通り配管や機器にかかるユーティリティやプロセスの圧力を一定にする制御でほぼすべての工場やプラントなどで良く利用されている制御です。 主にユーティリティを例にとると精度の高い圧力制御を行うことで次のようなメリットが得られます。 空気の圧力制御:制御弁などの制御性の向上 蒸気の圧力制御:一定温度での加熱、流量の安定性向上 水の圧力制御 ...
ReadMore
自動制御
2021/8/30
【自動弁】電動弁のリレー付きはどんなときに選ぶの?
電動弁を選定・購入する際、「リレー有・無」の項目があるのをご覧になったことはないでしょうか。 制御盤の中では見たことあるけど、という方も多いかと思います。今回は、電動弁になぜリレーを使うのかについて解説します。 リレーとは リレーとは、電気信号を他の電気信号につなげる役割を持つ装置のことで、継電器とも呼ばれています。 手元のスイッチと装置との配線の間にリレーを入れることで、安全対策、そして配線のコストダウンを行うことができます。 リレーには、有接点と無接点の2種類があります。 有接点リレーは、メカニカルリ ...
ReadMore