早稲田大学 理工学術院総合研究所 Research Institute for Science and Engineering

スマートプラントの制御・管理に関する研究(2期目)

スマートプラントの制御・管理に関する研究(2期目)
Control and Management of Smart Plant

  • 研究番号:18P13
  • 研究部門:テクノロジー系
  • Research Section:Technological Research Section
  • 研究種別:プロジェクト研究
  • 研究期間:2018/04/01~2021/03/31

代表研究者

代表研究者

天野 嘉春 教授
AMANO Yoshiharu Professor

基幹理工学部 機械科学・航空学科

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年次報告

研究概要

プロセス工業界ではプラントのスマート化のため、各種センサー、アクチュエータなどで構成するフィールドにおける制御系には従来、アナログ信号を用いてきた。これがディジタル信号へと代替が進んでいる。アナログ信号による制御系では、長距離信号ケーブルでの電圧降下による信号劣化や電磁ノイズの重量による外乱に起因した制御成績の劣化などの課題解決が要請されていた。制御信号のディジタル通信規格への正確なプロセスデータがもたらされることで、製品品質の向上に寄与することが確認されている。また、Industrial Internet of Things(IIoT)として注目される技術として、フィールドに設置した制御デバイスから送信される情報以外に、各種センサー信号を、プラント外からもIoT関連技術を利用して利用できるような状況が整いつつある。プラントからの制御信号以外の様々な情報を統合して保存し、AIを利用した上位解析・判断システムによる新たなシステムマネジメントに関わる具体的なアプリケーションのあり方、可能性が活発に議論されている。

一方で、スマートグリッドによる電力網の改革では、末端の需要家に太陽電池などの分散電源の導入が急速に進展している。このため系統側から需要情報をプロシューマ―としての需要家にフィードバックすることによる需要バランス調整機能や系統安定化のための協調制御技術への、需要側の積極的で確度の高い関与の仕組みを明らかにすることが期待されている。たとえば家庭内のエネルギー機器の協調制御のための具的な枠組みはHEMSを中核としたマネジメントシステムの実装要件として、研究代表者等は別途研究を進めている。

以上の状況のもと、本研究では、スマートグリッドおよびファクトリーオートメーション分野での実装技術などと並列的に比較し、プロセスオートメーション用プラントのスマート化に欠かせないマネジメントシステムに適用する通信要件を明らかにする。具体的にはエネルギー制御系を含むプラントのエネルギーマネジメント機能を再定義し、複雑なエネルギーシステムのマネジメントシステムに適したCPS(Cyber Physical System)を提案することを目的とする。

 

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