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導入事例：北海道大学 北方生物圏フィールド科学センター(FSC) |
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産業用システムの制御ノウハウを実験用設備にも活用
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北海道大学のFACE装置は直径7m、高さ5mの六角柱の枠組みを持つ構造体で札幌研究林実験苗畑内に3基設置されました。この枠組み全体を取り囲むようにチューブが敷設されています。また、このチューブには30cm間隔で小穴が開けられています。六角形の各面のチューブにはバルブが取り付けられ、風上のチューブの小穴からCO2を放出・制御することで構造体内部のCO2濃度を上昇させ、高濃度の状態を維持しています。その制御装置として高い精度と多彩な機能をコンパクトに集約させた山武の「デジタル指示調節計SDC31」が採用されています。
通常、大気中におけるCO2濃度は約370ppmvといわれていますが、実験のための目標濃度は約1.4倍に相当する500ppmvです。周囲に風を遮るものが全くない状態で通常の1.4倍の高濃度環境を維持することは難しく、しかも、消費CO2を極力少なくするという要求に応えることは困難を極めていたといいます。
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実験装置内のCO2濃度が設定値になるよう制御を行うSDC31
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そのため、本実験装置では風上から放出するガスの密度を上げる（放出するガスパイプの本数を増やすなど）と同時に、急激な風の変化や風向の変化に対応させるために演算を行い、SDC31のPIDパラメータを変化させ、さらにバルブ開度を規制したり風上から開放するパイプを選択するなどの制御方式をとっています。これにより、FACEの中心部のガス濃度を高精度に維持することと併せてガスの消費を抑えることが可能になっています。
この方法を考案し、実際に実験装置を組み上げたのが北海道ダルトンの上田課長ですが、氏はこれまでにも研究機関の実験設備や特殊空調を数多く手がけ、いくつかの設備で山武製品を採用してきた経験を持っています。
「実験装置の難しさは、実験が終わるまで装置を稼働させ続ける点にあります。誰も見たことのない世界を見るわけですから、最初から最後までの連続性が重要になります。その点、山武製品は信頼でき、安心して使えます」（上田課長）
上田課長がかかわるシステムの多くは特定の目的に特化した特殊装置であることが多く、その設計には創意工夫が要求される反面、基本に忠実な制御を心がけているといいます。今回の実験装置でも、風により急激に低下するCO2濃度を最小限のCO2の追加で回復させることが課題でした。その課題にSDC31の高精度、高安定性で応え、人の手で作動させたような、いわゆる職人的な制御を実現しています。実験装置は産業用システムとは規模も用途も異なりますが、設備の不停止やメンテナンス性が重要視されるという点において、産業用システムで鍛えられてきた山武が提供できる経験やノウハウは少なくありません。北海道大学の研究設備など、特殊用途においても優れた制御性を発揮できる使い勝手の良さもその一つです。山武では、今後もこうしたニーズにも対応できるよう、社外製品を含めた各種装置の制御・管理技術や優れた製品開発力、保守体制などにおいて、さらなる体制強化を図っています。
チューブにはCO2を放出するための小さな穴が30cm間隔で開いている
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この記事はazbilグループのPR誌Savemation（セーブメーション）2002年9月号に掲載されたものです。 |
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