到達目標
１． プロセス制御のさまざまな形式について理解すること
２． プロセスを構成するハードウェアについて説明できる。
３． プロセス制御のためのモデリングができること。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| フィードバック制御 | プロセス制御の偏差・制御方向を決め、符号関係を考慮しながら比例ゲインを計算できる。 | プロセス制御に関する用語を説明できる。 | プロセス制御の用語について理解できない |
| プロセスモデリング | プロセスモデルを立て、線形化して伝達関数をラプラス変換を使って求められる。 | 一次遅れ系、むだ時間系のステップ応答を数式を交えながら説明できる。 | 一次遅れ系、むだ時間系について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
ディプロマポリシー DP2 〇
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ディプロマポリシー DP3 ◎
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ディプロマポリシー DP5 〇
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教育方法等
概要:
【開講学期】春学期週２時間・夏学期週２時間
化学プロセスが環境に調和しながら、定常状態での運転を行っているのは各種計測機器からの測定値に基づいて、反応器の状態を目標とする状態までに「制御」する技術である。本講義では「プロセス制御」に重きを置いて講義し、最終的にプロセスを構成する制御形態について学ぶ。
授業の進め方・方法:
本講義ではまずプラントにおけるプロセス制御の基本的な考え方について学び、設計手法・ハードウェアについて概論的に学んでから、プロセスのモデリングについて学ぶ。
成績は到達度試験70%、課題・宿題を30%として評価を行い、総合評価を100点満点として、60点以上を合格とする。答案は採点後返却し、達成度を伝達する。
注意点:
講義中に演習問題を出題するので電卓は必携となる。また、微積分を多用するので念入りに復習しておいていただきたい。さらに、現象の理解にラプラス変換が必要になるので、よく学習し、予習・復習を念入りに行っていただきたい。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
プロセス制御序論 |
プラントにおけるプロセス制御の意義・概要を理解できる。
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| 2週 |
フィードバックの制御方向 |
フィードバック制御を理解し、制御方向を正しく決定できる。
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| 3週 |
コントローラーの比例・積分・微分動作 |
PID制御の仕組みを理解して、説明できる。
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| 4週 |
プロセスモデリング |
プロセスの操作変数と被制御変数の間の動特性に関する数学モデルを構築できる。
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| 5週 |
安定性とコントローラーの設計 |
周波数応答を理解して、プロセスの安定性を評価できる。
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| 6週 |
現実のプラント制御 |
フィードフォワード制御を説明できる。
現実のプラントにおける制御の実態を説明できる。
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| 7週 |
復習 |
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| 8週 |
到達度試験、答案返却と解説 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 化学工学 | SI単位への単位換算ができる。 | 3 | 前4,前11 |
| 物質の流れと物質収支についての計算ができる。 | 3 | 前4,前14 |
| 吸着や膜分離の原理・目的・方法を理解できる。 | 3 | 前9,前10,前11,前12 |
| バッチ式と連続式反応装置について特徴や用途を理解できる。 | 3 | 前4,前14 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |