教科書は概念構築に最適で、実社会で通用すると思えるほど大量の情報を詰め込んでくれます。しかし真実は、卒業して現場の仕事に就いた日に明らかになります。多くの新卒者は、教室で教わったことと現場で起きていることのギャップの大きさに驚きます。 PID制御システムに関しては、現実世界で考慮すべき不正確さの数により、この効果が増幅されます。PID学習曲線をどう登り、エキスパートとして出てくるか？ すなわち、現場でのテストとPID制御の最適化を行うことです。 知っておくべき用語 エチレン生産エリアを持つ化学プラントを想定し、オペレーターが化学ラインプロセスの一部である500ガロン化学タンクの維持に苦労してい

「コンバージェンス（融合）」という言葉が産業界で足場を固め始めたのは、21世紀初頭にいくつかのトレンドがシフトしたときです。PLCなどの実績あるテクノロジーが新しいプロセスオートメーション市場を席巻し、PCベース制御などの新しい概念がディスクリートオートメーションを席巻しました。産業界が白黒はっきりしていた時代があり、すべてのシステムインテグレーターとメーカーが特定アプリケーションの特定技術を知っていました。 しかし今日、状況ははるかにグレーです。PLC vs PCベース制御の議論は熱く続き、産業制御の世界がいかに変化しやすいかを反映しています。このすべてが「テクノロジーのコンバージェンス」概

プラント内のエネルギー効率は、エネルギー使用量を信頼性高く監視し、明確に表示できれば大幅に改善できます。ヒューマンマシンインターフェース（HMI）は、関連RTUやコントローラーと接続し、包括的なエネルギー使用サマリーを提供することで、これを現実にします。分析を実行し、行動を起こす基盤となります。 測定 HMIはセンサー機器に接続可能で、エネルギーパラメータをHMIにフィードバックします。エネルギーメーター、電流センサー、電圧センサーなどのデバイスをHMIに直接接続でき、ネットワークを大幅に簡素化します。HMIは着信データを処理し、リアルタイム表示し、将来の使用のために保存します。 後者は外部デ

近年、発電の多様化が進み、その管理と分析に関わる複雑さが増しています。例えば、大手電力会社の米国支社がポートランドに全国制御センターを建設し、顧客が天然ガスのリスクと持続可能な電力のメリットを理解できるよう支援しています。2001年開設のこのセンターは、20州で3500MW以上の風力発電を管理し、毎年1000MWの再生可能エネルギー追加戦略を立案する任務を担っています。 制御センターのレイアウトはNASAのミッションコントロールルームに似ており、システム分析が全国の風力タービンの性能パラメータを俯瞰しています。さらに、専門家は気象条件も監視し、悪天候時には特定タービンを停止させます。 制御セン

組み込みシステムは幅広い定義のスペクトルで構成されます。アプリケーション、用途、文脈によって変わるエンジニアリング用語として広く理解されています。これらのシステムは、通信、ハードウェア、ソフトウェア、クローズドループやオープンループなどの制御ループの要素を含む可能性があります。 今日のモダンな組み込みシステムは高度に洗練され、ローカルまたはクラウドベースのコンポーネントおよびシステムと通信できる多様なネットワーキング機能を提供します。 組み込みシステムのタイプ このような組み込みシステムの例はたくさんあります。実際、産業界はこれらのシステムで溢れ、多くの異なる操作でそれらに依存しています。

メーカーと機械メーカーは、より多くの企業がデジタルワークフローを採用し、より高い効率と生産数を達成するにつれ、デジタル化ソリューションへの需要が増大し続けています。産業用IoT（IIoT）は、これらすべての問題に対する完璧な答えであり、企業に速度向上、柔軟な運用、安全な環境を提供できます。OEMと設計エンジニアは、技術的障壁を克服し、各テクノロジーのベストを詰め込んだ統合ソリューションを考案しなければならないため、真の課題に直面しています。 柔軟な機械 デジタルトランスフォーメーションの重要な要素の一つは、再プログラミングを必要とせずに機能を提供するオートメーションコンポーネントです。これはI

産業機器メーカー（IEM）は、プラスチック成形機や包装機械のようにあまりカスタマイズを必要としない特定タイプの産業機器の設計者・開発者です。これらのシステムは、生産がセットアップされるとカスタマイズに対して高度に非柔軟になるように設計されることが多いです。原則に従い、IEMは機械エンジニアと制御エンジニアのスタッフも維持しません。 IEMは通常、自分の専門分野で豊富な知識を持つ人々によって設立されます。これは革新的機器開発の主たる理由です。しかし、ほとんどのIEMは制御専門家より機械設計者に近い人々によって設立されており、後者は設計プロセスの二次的な部分と見なされています。 IEM機器内のパネ

ダウンタイム、品質管理、性能効率は、メーカーが生産ラインで直面する最大の懸念事項の一部です。これに厳しい多様な作業環境が加わり、最適なスループットの維持をさらに困難にしています。 可変周波数ドライブ（VFD）は、モーター速度を制御し、生産内で柔軟性を確保する信頼できる方法として確立されています。VFDが提供する3つの主要メリットは以下の通りです： プロセス制御の改善： 負荷変化に応じて、VFDはエンジニアにインバーターデューティーモーター速度を迅速に調整する手段を提供します。速度制御は通常、V/f制御で±2%、ベクトル制御で0.1%にまで低下します。 省エネ： 定格容量で運転するモーターには

エンジニアと技術者は、同梱の説明書に従っても、制御盤ハウジングの構成と配線で多くの困難に直面することがあります。通常、パネルには増え続けるデバイスを収容する必要があり、拡張スペース（I/O）などの不確実性に余地を与えます。では、いかにパネル内のスペースを最小限に抑えつつ、将来の要件を最善の方法で対応し、かつ過熱のトラブルを避けられるでしょうか？ 制御対象プロセスから始めましょう。そうすることで、将来どれだけのスペースが必要か、より正確な見当がつきます。プロセスに拡張の余地がないなら、キャビネットに余分なスペースはおそらく不要です。しかし、エンジニアが不確実なら、経験則として20%から始めると良

センサーと制御技術の着実な進歩により、エンジニアはヒューマンマシンインターフェース（HMI）に必要以上の情報を蓄積・表示できるようになりました。長年、設計者は表示灯でオペレーターに警告し、色分けされたLEDで重要資産のステータスを示してきました。 日常業務では、オペレーターはHMIに表示されるすべての情報をほとんど使用せず、主要パラメータを監視するために1〜2画面のステータス画面を主に使用します。また、通常HMIは危険から離れた安全な場所や部屋に設置されるため、安全上の懸念は最小限です。しかし、HMIとサポート電気機器アレイを危険場所に設置する必要がある場合、シナリオは変わります。 この概念は

オープンソースライブラリは、産業オートメーションを除く技術世界全体で大ヒットしてきました。オープンソースコードは当初からコンピューティングの基本的柱であり、Linux、MySQL、PHPなどのソフトウェアの成功から明らかです。マイクロソフトがオンラインオープンソースコーディングプラットフォームGitHubの買収に75億ドルを費やしたと報じられています。 しかし何らかの理由で、産業制御の分野ではオープンソース開発が常に傍観されてきました。すべてのエンドユーザーに対し、OEMとSIが独自のカスタマイズコードベースを作成し、このシステムの維持に懸命に取り組んできました。その結果、多くの企業が気づかぬ

産業用IoTとインダストリー4.0実装が近年急速に勢いを増したことで、サイバー攻撃の脅威が増大しています。情報技術（IT）と運用技術（OT）の間には、資産を悪意ある意図から守るためのセキュリティメカニズムとベストプラクティスで埋める必要がある空白があります。 エンジニアは運用側に属し、シームレスな生産とオートメーション技術に焦点を当てます。彼らの主目標は生産確保であり、停止は利益に影響し、その他の悪影響を及ぼします。一方、情報技術は生産目標を気にせず、ネットワーク、データセキュリティ、ファイアウォールに関心があります。 以前は、生産資産がインターネットに接続されていなかったため、厳格なセキュリ

積分的な性質を持つプロセスは、時間の経過とともに蓄積された入力値の累積合計に比例した出力を生成する傾向があります。入力が負になれば、プロセスは振幅を比例して減少させ、出力を下げます。例えば、水タンクの場合、入力は流入液量、出力はタンクが維持する水位です。入力が正のままであれば水位は上昇し続けますが、入力が負（流出＞流入）になれば、出力レベルは下がります。 次にサーボモーターの動作を考えてみましょう。モーター両端の入力電圧がトルクを決定し、負荷を加速させます。入力電圧が非ゼロである限り回転は継続し、負荷位置は累積回転に依存します。入力電圧が負になれば、シャフトは逆回転し、出力位置は減少します。水

メーカーは、構造化・非構造化の両形式で、増え続ける情報の山に対処しています。この情報を格納するデータベースは常に相互接続されているわけではなく、それがビジネス価値と顧客期待を大きく損なっています。イノベーション、カスタマイズ、効率的生産を達成するには、サイロ化された情報を全体として分析する必要があります。 インダストリー4.0 は、IoT、クラウドコンピューティング、ビッグデータなどのテクノロジーでこれを約束しますが、一連の課題が製造業界での実装を阻んでいます。 認知度 インダストリー4.0は間違いなく世界中の研究分野でホットなトピックです。それでも、インダストリー4.0が提供する可能性を知ら

あなたがオフィスの包括的な会議通話ソリューションを見つける任務を割り当てられたとします。様々なベンダーに連絡し、一日が終わる頃には様々な選択肢があります。カメラ、マイクなど個別コンポーネントを購入して自分で統合するものもあれば、デバイスの互換性を気にせずオールインワンソリューションを購入できるものもあります。どちらを選ぶべきか？ 確かに、各オプションにはそれぞれ長所と短所があります。個別コンポーネントはより安価で将来のアップグレードを可能にする一方、統合ソリューションは複雑さを軽減します。 同様に、PLCとHMIを必要とするアプリケーションに取り組んでいる場合、似たような選択肢のスタックに直面

直線運動とは、物体を直線的に動かすことで、通常はプログラムされた速度と特定の位置で行われます。産業界で最も一般的な直線運動デバイスの一つは、シンプルな空気圧シリンダーです。この装置は、シリンダー内の空気の圧力と流れを利用して直線運動を生み出します。 環境内の物理パラメータが一定である限り、シリンダーが物体を動かす速度は一定です。動作温度、圧力、動摩擦係数は、空気圧シリンダーの性能と制御されるプロセスに大きく影響します。 高度に自律的で感度の高い機械の必要性は、精密な速度と位置制御を要求しますが、空気圧シリンダーは動作ストローク内にハードストップを注入するため、最良の選択とは言えません。より良い

事例：大手石油ガス会社がパイプラインネットワークの定期検査を開始し、同じ物理デバイス、すなわち「ピッグ」を使用しました。生データを人間のアナリストに送って分析を待つ代わりに、機械学習ソリューションに送信しました。その結果、砂blasting（砂吹き）手順開始と同時に故障する区画の重大な欠陥を特定。適時発見により、アーモンド畑を通過する区画であったため、少なくとも1000万ドルの損害コストを回避しました。 これは単一研究の結果に過ぎません。北米を走る270万マイルのパイプラインを考慮すると、さらに規模が大きくなります。アメリカ人の約2/3がパイプラインから600フィート（約180m）以内に住んで

ついに春が来て、太陽が輝き、鳥が巣を作り、花が咲き始めました——さて、あなたの制御盤は汚れています。予防保全としてパネルを清掃することがなぜ重要か、あなたはすでにご存知でしょうが、モチベーションを高めるために事実をおさらいしましょう。 フィルター メンテナンスチェックリストを進める中で、フィルターを飛ばさないでください。電気制御盤にフィルターが付いている場合、推奨交換頻度を確認し、怠っていたなら今すぐ交換しましょう。 メンテナンスと清掃を容易にするフィルターオプションがいくつかあります。特に粉塵や汚れの多い環境では、エンクロージャー外部に配置されたフィルターを備えた制御盤を探してください。こ

外は美しい一日です。しかし太陽は真上にあり、気温はうなぎ登り。エアコンが追いつかない中、すべての機械、ドライブ、パネルが稼働し、仕事をこなしています。突然、すべてが停止します。調査すると、ドライブの1台が過熱し、エリア全体をショートさせたことが判明。可変周波数ドライブ（VFD）またはACドライブの放熱は見落とされがちですが、壊滅的なダウンタイムを招く可能性があります。ドライブエンクロージャーをいかに冷やすか計算する際の留意点を紹介します。 放熱計算 まず、ドライブエンクロージャー内の放熱計算方法を見てみましょう。熱分布の主因はエンクロージャーの物理的サイズです。箱の体積が大きいほど、温度上昇

1970年代にPLC（プログラマブルロジックコントローラー）が登場し、産業環境におけるオートメーションの実現方法を永遠に変えました。堅牢な設計と拡張性のある実装で知られ、PLCはすべての主要メーカーに採用され、今日まで産業オートメーションの標準となっています。アレンブラッドリー、オムロン、シーメンス、AEG等がPLC製造のリーダーとなり、やがてコントローラーはコンピューター並みの処理能力を持ちながら、過酷な産業条件に耐えるようになりました。 1990年代になって、パーソナルコンピューターへの関心が再燃し始めました。主な理由は、プロセッサー速度の向上、サイズの縮小、コストの下降傾向でした。産業