2025年度 (最新) 学院等開講科目物質理工学院応用化学系

プロセス制御工学

開講元: 応用化学系
担当教員: 松本秀行
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: CAP.G307
単位数: 100
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年4月2日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

化学システム分野において，プロセスシステムの設計と運用を目的としたプロセス制御の修得が重要であると考えています。具体的な講義項目は，プロセス制御の基本的な考え方，プロセス制御システム設計の基本ステップ，そしてプロセスモデリングに基づく制御システムの設計などです。

到達目標

【到達目標】本講義を履修することで，プロセスシステムの設計と運用を合理的に行うために必要不可欠なプロセスモデリングとプロセス制御の考え方を修得することを到達目標とします。さらに，プロセス制御を合理的に行うための数学的手段として，伝達関数, ブロック線図表現について理解でき，これらの数学的手法をSISO系PIDコントローラ設計に応用できるようになることを目標とします。
【テーマ】本講義では，プロセスシステムの設計におけるモデリングとプロセス制御の考え方を理解し，そのシステム思考を化学工学に応用するための基礎を築くことを目的とします。さらに，プロセス制御システムの設計問題の紹介を通して，プロセス制御問題の定式化，制御アルゴリズム，コントローラの設計の基礎を理解し身につけます。

キーワード

プロセス制御，モデリング，シミュレーション

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

各回一テーマで講義を行います。各回演習課題の提出を課して内容の理解の確認を行います。
講義において、MATLAB/Simulinkを用いた演習も行います。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	化学プロセスのダイナミクスと制御	化学プロセスのダイナミクスの性質を理解し，プロセス制御の意義を理解する。
第2回	プロセス制御システム設計の基本ステップ	プロセス制御システム設計の基本ステップを理解する。プロセス制御システムのハードウェアの構成ならびにセンサ、アクチュエータなどを理解する。
第3回	伝達関数を用いた化学プロセスの動的モデリング	化学プロセスの第一原理モデルより伝達関数を導出し、プロセスの時間応答性を理解する。
第4回	ブロック線図を用いたプロセス制御システムの表現	ブロック線図を用いたプロセス制御システムの表現方法を理解し、内部モデル制御の基礎を理解する。
第5回	SISO系のPID制御	PID制御の基礎を理解し、SISO系のブラックボックスモデルの構築と制御パラメータの調整の方法を理解する。
第6回	プロセス制御システムの様々な構造	多重ループ制御など種々のプロセス制御システム構造を理解する。
第7回	到達度の確認と解説	これまでの講義内容の修得についての達成度を確認する。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

Science Tokyo LMSで配布する講義資料を使用する。

参考書、講義資料等

大嶋正裕著：プロセス制御システム, コロナ社 (2003)

成績評価の方法及び基準

講義中に行う演習課題への提出レポートの採点結果と、第7回に行う到達度評価試験の採点結果を併せて成績を評価する。

履修の条件・注意事項

化学プロセスシステム第一(制御)の単位を取得した学生は履修できません。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

matsumoto[at]mct.isct.ac.jp

オフィスアワー

メールで事前予約すること。