ガス処理試験装置向け制御システムの設計・開発（制御盤・ソフトウェア・電気設計一式）

案件概要

排ガス中のダスト除去と触媒反応を組み合わせたフィルタ方式のガス処理試験装置について、装置メーカー様より制御一式――制御盤の設計、PLC／タッチパネルのソフトウェア開発、現地電気配線工事の設計、試運転調整――をご依頼いただきました。

• 対象設備：フィルタ方式のガス処理試験装置
• 担当範囲：制御盤設計（主回路・単線結線図／盤外形図／電気回路図一式）、ソフトウェア設計仕様書の作成、PLC／タッチパネルのソフトウェア開発、現地電気配線工事の設計、現地試運転調整
• 主要構成：自立形制御盤1面、三菱電機製PLC（iQ-Rシリーズ）、12型タッチパネル、高速データロガー（SDカード記録）

課題

• 試験装置のため運転条件を柔軟に変えられる必要があり、手動操作と自動シーケンスを両立させる制御設計が求められた
• ファン・ヒータ8系統・コンプレッサなどの動力から、多数の電動弁・電磁弁、ガス分析計や差圧計などの計装まで、幅広い機器を1面の制御盤に収容し統合制御する必要があった
• フィルタの逆洗（払い落とし）は、運転を続けながら行うオンライン方式と、ガスをバイパスして行うオフライン方式、さらにタイマ起動と差圧起動の組み合わせに対応する必要があった
• ガス流量はオリフィス差圧計からの信号を温度・圧力・密度で補正して算出する必要があり、演算仕様の詰めが重要だった

制御盤設計・電気設計

• 自立形制御盤1面（W1,600×H1,900×D500、総重量約400kg）を設計。主回路・単線結線図、盤面／盤内配置の外形図、部品リスト、電気回路図まで製作図面一式を作成
• 主回路は三相200V・定格負荷約100A規模。3.7kWファンのインバータ駆動、8kWヒータのSCR電力調整、SSRによるヒータ温調8系統、コンプレッサなどの動力回路を収容
• 非常停止はハード回路で動力を遮断する安全設計。漏電遮断器・高速ヒューズによる分岐保護、アイソレータ／ディストリビュータによる計装信号処理も設計
• 屋外設置を考慮し、防水配線処理・盤内換気ファン・スペースヒータなどの環境対策を織り込み
• 現地の電気配線工事についても、装置側機器との取り合いを含めて設計

ソフトウェア開発

• ソフトウェア設計仕様書を作成し、信号定義・警報／インターロック・各シーケンスをフローチャートで明文化。お客様と改訂を重ねながら仕様を確定
• モード制御は「手動／自動」「オンライン／オフライン」などの各モードを体系化し、試験装置という特性を考慮した操作性を実装
• ファンの定風量制御やヒータ温調には不完全微分型PID制御を採用し、オートチューニングと手動微調整の両方に対応
• 差圧式流量演算はExcel上でPLCの演算をシミュレーションして検証したうえで実装し、温度・圧力・密度補正後の風量とろ過速度を画面表示
• 約30項目の警報／インターロック、SDカードへのプロセスデータロギング、系統別トレンドグラフ、警報表示・履歴機能を実装
• 現地試運転調整まで対応し、調整結果を仕様書・図面へ反映して納入

成果

• 動力から計装・逆洗制御まで、多数のモード・シーケンスを持つ試験装置を、タッチパネルから直感的に操作できるシステムとして納入
• 仕様書・図面ベースで改訂管理を行ったことで、試運転での変更内容も含めて装置の挙動がドキュメントとして残り、今後の運用・改造にも活用いただけます

制御一式、お任せください

本件のように、モッズエンジニアリングでは制御盤の設計・製作図面から、PLC／タッチパネルのソフトウェア開発、電気配線工事の設計、現地試運転調整まで、装置の「制御」に関わる工程を一式でお任せいただけます。窓口が一本化されることで、仕様変更時の手戻りが少なく、盤・ソフト・工事の整合が取れた設備に仕上がります。お気軽にご相談ください。