WEBVTT 00:00:05.070 --> 00:00:08.070 どうも、かねまるです。 00:00:08.070 --> 00:00:13.570 プラントライフは、化学プラントの技術者である私、かねまるが、 00:00:13.570 --> 00:00:22.070 化学と工場に関するトピックを分かりやすく紹介して、身近に感じてもらう番組です。 00:00:22.070 --> 00:00:27.570 化学プラントは工場夜景でも有名ですね。 00:00:27.570 --> 00:00:33.070 広大な土地に非常に大きな設備が大量にあって、 00:00:33.070 --> 00:00:38.070 それらはどのように運転を管理されていると思いますか? 00:00:38.070 --> 00:00:44.070 多くは、DCSという制御システムが使われています。 00:00:44.070 --> 00:00:51.070 今回は、DCSについて基礎の基礎から説明してみようと思います。 00:00:51.070 --> 00:00:54.070 これを話そうと思ったきっかけは、 00:00:54.070 --> 00:01:02.070 以前、高橋クリスのFAラジオという番組でお便りを読んでいただいたことです。 00:01:02.070 --> 00:01:11.070 高橋さんとクリスさんのお二人が専門的なファクトリーオートメーションの話をされている番組です。 00:01:11.070 --> 00:01:21.070 そこのシャープ161番のPLCプラスというソフトPLCについて教えてくださいという回で、 00:01:21.070 --> 00:01:25.070 このプラントライフを紹介していただきました。 00:01:25.070 --> 00:01:36.070 そこで高橋さんから、DCSについて教えてほしいと話されていたので、せっかくなので今回は取り上げてみたいと思います。 00:01:36.070 --> 00:01:44.070 おそらく話の意図としては、専門的な内容を聞きたいという意味合いだと思いますけれども、 00:01:44.070 --> 00:01:48.070 相当ニッチな内容になると思いますので、 00:01:48.070 --> 00:01:56.070 せっかくならまずはDCSを全然知らない方向けの話からしてみようと思います。 00:01:56.070 --> 00:02:07.070 次回、おそらく数週間後になると思いますけれども、その時に専門会として詳しい話をします。 00:02:07.070 --> 00:02:15.070 DCSの話をする前に、工場の運転管理に必要な要素をまず紹介します。 00:02:16.070 --> 00:02:19.070 一つ目が出力信号です。 00:02:19.070 --> 00:02:25.070 ポンプやバルブなどの機械を動かすための指令を出す信号ですね。 00:02:25.070 --> 00:02:28.070 次に入力信号です。 00:02:28.070 --> 00:02:35.070 プラントでは主に液体や気体を扱うことが多いです。 00:02:35.070 --> 00:02:43.070 そのため、温度や圧力、流量などをセンサーで収集します。 00:02:43.070 --> 00:02:57.070 センサーの信号以外にも、ポンプなどの機械が運転しているという信号や、バルブが開いているという状態を表すような信号も受け取ります。 00:02:57.070 --> 00:03:13.070 この状態を表す信号については、こちらから動けと出力信号で指令を出して、入力信号として動いてますよと返事が来るイメージですね。 00:03:13.070 --> 00:03:20.070 この返事が来るというイメージからアンサー信号とも言われます。 00:03:20.070 --> 00:03:24.070 次に制御装置です。 00:03:24.070 --> 00:03:41.070 例えばポンプを動かす操作をするときに、あるタンクの液量が減ってきたらポンプを動かして供給するというような状態や動作順序を設定して制御ができるようになります。 00:03:41.070 --> 00:03:47.070 他にも運転の条件を一定に保つために使われます。 00:03:47.070 --> 00:03:56.070 例えば、化学反応をするために常温から100度まで加熱するように設定したとします。 00:03:56.070 --> 00:04:03.070 初めは常温ですので温度が低くて思いっきり加熱するような操作になります。 00:04:03.070 --> 00:04:12.070 100度に近づいてくると出力を下げて、ゆっくり100度に近づけるような制御が行われます。 00:04:12.070 --> 00:04:21.070 そうして100度に達した後も温度が上下しますので、それに合わせて微調整を繰り返していきます。 00:04:21.070 --> 00:04:31.070 こうした制御操作を温度だけではなくて圧力や流量など様々な要素に対して行っています。 00:04:31.070 --> 00:04:36.070 実はこの制御装置がDCSです。 00:04:36.070 --> 00:04:41.070 最後に要素として監視画面があります。 00:04:41.070 --> 00:04:56.070 現在の温度や流量を確認したり、制御してほしい設定温度を入力したり、アラートを出したり、工程の進捗状況を確認したりします。 00:04:56.070 --> 00:05:07.070 画面自体は集中管理室のような場所にあって、この画面を見ながら運転状況をチェックして調整します。 00:05:07.070 --> 00:05:21.070 一般的には制御装置と監視画面、それらが一つになって販売されていることが多いので、合わせてDCSと呼んでいる印象があります。 00:05:21.070 --> 00:05:28.070 ここまでで改めて工場の運転管理に必要な要素を確認しますと、 00:05:29.070 --> 00:05:39.070 出力と入力の信号、制御装置、監視画面、大きく3つですね。 00:05:39.070 --> 00:05:44.070 ここからDCSについて紹介していきます。 00:05:44.070 --> 00:05:57.070 DCSはDistributed Control Systemの略になっておりまして、日本語で言うと分散制御システムと言われます。 00:05:57.070 --> 00:06:04.070 これは制御装置が分散したシステムという意味になります。 00:06:04.070 --> 00:06:13.070 一つの制御装置だけを利用すると、それが壊れた時に全ての機能が停止してしまいます。 00:06:13.070 --> 00:06:24.070 複数の制御装置に分けて配置して、それらを監視画面であたかも一つの制御装置で動いているかのように統合管理しています。 00:06:24.070 --> 00:06:37.070 そして分散の仕方はいろいろありまして、製造プロセスによって分散したり、設備の場所によって分散したり、 00:06:37.070 --> 00:06:46.070 あとは危険性によって分散したり、用途や目的によって分けられます。 00:06:46.070 --> 00:07:06.070 DCSは大規模なプラントの制御に使われますので、科学以外にも石油生成だったり、発電や製薬、食品、鉄鋼、製紙など様々な分野で活躍しています。 00:07:06.070 --> 00:07:14.070 これらの業種は24時間運転したり、以上で停止できないインフラだったりします。 00:07:14.070 --> 00:07:23.070 DCSの特徴は止まらないことや異常が起きても他に波及しないということです。 00:07:23.070 --> 00:07:30.070 各社分散制御をはじめとして安定稼働できるような仕組みが組み込まれています。 00:07:30.070 --> 00:07:37.070 国内の代表メーカーとして一番有名なのは横川電機です。 00:07:37.070 --> 00:07:56.070 横川電機では技術情報誌も公開されておりまして、そこで24時間365日の連続使用という条件での高い稼働持続性が要求されるとはっきり書いています。 00:07:56.070 --> 00:08:10.070 そしてその横川電機のDCSの制御システムの稼働率は99.99999%以上であると書かれています。 00:08:10.070 --> 00:08:16.070 この9が7つ並んでいるのでセブンナインと呼んだりします。 00:08:16.070 --> 00:08:24.070 つまりほぼ安定して稼働していると言っても過言ではない数字ですね。 00:08:24.070 --> 00:08:30.070 高度な機能を持つDCSにもやはりデメリットはあります。 00:08:30.070 --> 00:08:34.070 それが初期費用や維持費用の高さです。 00:08:34.070 --> 00:08:42.070 高機能であるが故に高額であるという、もう避けられないような状況にはなっています。 00:08:42.070 --> 00:08:49.070 もう一つは専門性が必要なプログラム改造が挙げられます。 00:08:49.070 --> 00:08:58.070 会社ごとにソフトの特徴が異なりまして、当然ネット上には解説など落ちていません。 00:08:58.070 --> 00:09:08.070 プログラムの改造を学ぶためにメーカーのセミナーを受講したり、ユーザーの中で独自で勉強したり、 00:09:08.070 --> 00:09:14.070 学ぶにもお金や時間が思ったよりもかかります。 00:09:14.070 --> 00:09:26.070 以前Xでアンケートを取ってみたんですけれども、自社で改造せずに全て外注しているという回答が実は4割程度ありました。 00:09:26.070 --> 00:09:34.070 ただその外注自体も高額になるので結構がんじがらめの状態ですね。 00:09:34.070 --> 00:09:47.070 DCSではなくて安価な装置やソフトを組み合わせてあたかもDCSのように使う PLC 系層というものもあるんですけれども、 00:09:47.070 --> 00:09:59.070 ただそれを実現するにもすでに大規模なシステムが組まれている状態で、別のものに置き換えるというのは非常にリスクが高いです。 00:09:59.070 --> 00:10:07.070 リスクを考えると同じメーカーのものを使い続けているというのはわからないこともないです。 00:10:07.070 --> 00:10:15.070 そしてメーカー専用のソフトですので、改造を依頼する先というのも少なくなってきます。 00:10:15.070 --> 00:10:23.070 システムが特定のベンダー、事業者に依存している状態をベンダーロックインと言います。 00:10:23.070 --> 00:10:28.070 まさにDCSはベンダーロックインの状態です。 00:10:28.070 --> 00:10:39.070 少しずつメーカーの垣根を超えようという取り組みも進んでいるんですけれども、まだ実用化までは進んでいません。 00:10:39.070 --> 00:10:42.070 今回はここまでです。 00:10:42.070 --> 00:10:48.070 DCSの専門的な話は次回改めて行います。 00:10:48.070 --> 00:10:57.070 このプラントライフでは専門的な言葉を減らしながら、できるだけ噛み砕いて話すようには心がけているんですけれども、 00:10:57.070 --> 00:11:04.070 たまには専門会を作って思いっきり話をしてみるのもいいかなと思っています。 00:11:04.070 --> 00:11:17.070 現在いくつか企画に参加している兼ね合いで、おそらく数週間後の公開になると思いますけれども、その際はぜひ専門会も聞いてみてください。 00:11:17.070 --> 00:11:24.070 プラントライフでは科学や工場に関するトピックを扱っています。 00:11:24.070 --> 00:11:33.070 毎週水曜日の朝6時に定期配信していますので、通勤時間や朝の準備などにお聞きください。 00:11:33.070 --> 00:11:41.070 プラント技術に関する専門的な内容はケムファクというブログで解説しています。 00:11:41.070 --> 00:11:48.070 Xではカネマルという名前で発信していますので、ぜひフォローしてください。 00:11:48.070 --> 00:11:57.070 また番組への質問や意見、お便り、やってほしいトークテーマなどを募集しています。 00:11:57.070 --> 00:12:01.070 概要欄にあるお便りフォームから投稿ください。 00:12:01.070 --> 00:12:12.070 最後にこのプラントライフがいいなと思っていただけたら、番組のフォローや各ポッドキャスターアプリから評価をお願いします。 00:12:12.070 --> 00:12:16.070 そうしていただけると今後の励みになります。 00:12:16.070 --> 00:12:27.070 実はこの収録をしている日に、アップロポッドキャストのテクノロジー部門にこのプラントライフがランクインしていました。 00:12:27.070 --> 00:12:31.070 順位は140位。 00:12:31.070 --> 00:12:45.070 これがいいのか悪いのか、初めてランキングを見たのでどう判断していいかわからないんですけれども、率直に嬉しかったです。 00:12:45.070 --> 00:12:59.070 こうしたランキングも活用しながら、少しずつ聞いてくださる方を増やして、科学や工場が身近に感じる人を増やせていけたらなと思っています。 00:12:59.070 --> 00:13:05.070 それではお聞きいただきありがとうございました。