産業制御システム (Industrial Control System) 用語まとめ

# 全般

| 用語 (ja) | 用語 (en)       | 定義                                                                                                                                             |
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| 制御      | control         | ある目的に適合するように、制御対象に所要の操作を加えること。                                                                                     |
| システム  | system          | 所定の目的を達成するために要素又は系を結合した全体。                                                                                             |
| 監視      | monitoring      | システムの機能、又は稼働状況の正常性を注視したり、記録したりすること。                                                                           |
| 計装      | instrumentation | 対象とするシステムの運転及び管理を具現するために、対象システムの計測、制御、管理方法などの方法を検討して、制御及び監視のための装置を装備するこ。 |

# 制御

| 用語 (ja)              | 用語 (en)           | 定義                                                                                                                           |
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| 手動制御               | manual control      | 直接又は間接に人が操作量を決定する制御。                                                                                       |
| 自動制御               | automatic control   | 制御系を構成して自動的に行われる制御。                                                                                         |
| 開ループ制御           | open-loop control   | フィードバックループがなく、制御量を考慮せずに操作量を決定する制御。                                                           |
| 閉ループ制御           | closed-loop control | フィードバックによって制御量を目標値と比較し、それらを一致させるように操作量を生成する制御。                                   |
| フィードバック制御     | feedback control    | フィードバックによって制御量を目標値と比較し、それらを一致させるように操作量を生成する制御。                                   |
| フィードフォワード制御 | feedforward control | 目標値、外乱などの情報に基づいて、操作量を決定する制御。                                                                       |
| カスケード制御         | cascade control     | フィードバック制御系において、一つの制御装置の出力信号によって他の制御系の目標値を決定する制御。                               |
| ロバスト制御           | robust control      | 制御対象の特性に多少の変動があっても、制御系全体が不安定にならず、制御性能の劣化が少ないという強健性を考慮して設計された制御。 |

# PID 制御

| 用語 (ja)  | 用語 (en)           | 定義                                                                                                                                   |
| ---------- | ------------------- | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| PID 制御   | PID control         | 比例動作、積分動作、及び微分動作の三つの動作を含む制御方式。                                                                           |
| 比例動作   | proportional action | 入力に比例する大きさの出力を出す制御動作。P 動作とも。                                                                                 |
| 積分動作   | integral action     | 入力の時間積分値に比例する大きさの出力を出す制御動作。I 動作とも。                                                                     |
| 微分動作   | derivative action   | 入力の時間微分値に比例する大きさの出力を出す制御動作。D 動作とも。                                                                     |
| 比例ゲイン | proportional gain   | 比例動作の強さを表すパラメータで、入力変化分に対する出力変化分の比。                                                                   |
| 微分ゲイン | derivative gain     | 不完全微分を用いた PD 動作の制御装置にステップ入力を加えたとき、比例動作だけによる出力に対する不完全微分動作だけの出力のピーク値の比。 |

# 制御系

| 用語 (ja)      | 用語 (en)                 | 定義                                                                                                                                         |
| -------------- | ------------------------- | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| 制御系         | control system            | 制御のために制御対象に制御装置を結合して構成された系。                                                                                       |
| 制御対象       | controlled object         | 制御の対象となる系で、機械、プロセス、プラントなどの全体又は一部がこれに当たる。                                                             |
| 制御装置       | controller                | 検出部、比較部、制御演算部、操作部からなり、操作量を生成する装置。                                                                           |
| 検出部         | detecting element         | 制御装置において、制御対象、環境などから制御に必要な信号を取り出す部分。                                                                     |
| 比較部         | comparing element         | 制御装置において、目標値と、制御量又は制御対象からフィードバックされる信号とを比較する部分。                                                 |
| 制御演算部     | controlling element       | 制御装置において、目標値に基づく信号及び検出部からの信号を基にして、制御系が所要の働きをするのに必要な信号を作り出して操作部へ送り出す部分。 |
| 操作部         | final controlling element | 制御装置において、制御演算部などからの信号を操作量に変えて、制御対象に働きかける部分。                                                       |
| 検出器         | sensor                    | 制御対象、環境などから制御に必要な信号を取り出す機器、要素。                                                                                 |
| 制御偏差       | devia, error              | 目標値と制御量との差。                                                                                                                       |
| アクチュエータ | actuator                  | 電気、油圧、空気圧などのエネルギーを用いて可動部品を変位させる装置。例えば、遮断弁、継電器などの変位部分。                                   |

# 信号

| 用語 (ja) | 用語 (en)            | 定義                                                                 |
| --------- | -------------------- | -------------------------------------------------------------------- |
| 入力信号  | input signal         | 機器又は装置に供給される、情報を担っている信号、又は物理的作用。     |
| 出力信号  | output signal        | 機器又は装置から出る、情報を担っている信号、又は物理的作用。         |
| 外乱      | disturbance          | 制御系の状態を乱そうとする外部からの作用。                           |
| 目標値    | desired value        | 制御系において、制御量がその値を取るように目標として与えられる量。   |
| 制御量    | controlled variable  | 制御対象に属する量のうちで、それを制御することが目的となっている量。 |
| 操作量    | manipulated variable | 制御系において、制御量を制御するために制御対象に加える量。           |

# 応答

| 用語 (ja)      | 用語 (en)                                  | 定義                                                                                                                                                     |
| -------------- | ------------------------------------------ | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| 応答           | response                                   | 要素・系の、入力の変化に対する出力の変化の様相。                                                                                                         |
| 時間応答       | time response                              | 要素・系の、入力の変化に対する出力の時間的変化の様相。                                                                                                   |
| 過渡応答       | transient response                         | 要素・系で、入力がある定常状態から別の定常状態に変化したとき、出力が変化後の定常状態に達するまでの応答。インパルス応答、ステップ応答は過渡応答の代表例。 |
| ステップ応答   | step respons                               | 要素・系にステップ入力が加わったときの応答。                                                                                                             |
| インパルス応答 | impulse response                           | 要素・系にインパルス入力が加わったときの応答。                                                                                                           |
| 定常応答       | steady-state response                      | 要素・系で、過渡応答が消えて定常状態に達したときの応答。                                                                                                 |
| 定常偏差       | steady-state deviation, steady-state error | 制御系で、過渡応答が消えて定常状態に達したとき、一定値に落ちついた制御偏差の値。                                                                         |

# ステップ応答

| 用語 (ja)    | 用語 (en)            | 定義                                                                                                                                                |
| ------------ | -------------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| ステップ応答 | step respons         | 要素・系にステップ入力が加わったときの応答。                                                                                                        |
| 立上り時間   | rise time            | ステップ応答において、出力がその最終変化量のあるパーセントから別のパーセントに変化するのに要する時間。                                              |
| 遅れ時間     | delay time           | ステップ応答において、出力が入力から遅れる時間。                                                                                                    |
| むだ時間     | dead time            | 入力に変化が発生した時刻から、それによって出力に変化が現れる時刻までの時間。                                                                        |
| 整定時間     | settling time        | ステップ応答において、出力が最終平衡値の指定された許容範囲内に収まるまでに要する時間。                                                              |
| 行過ぎ量     | overshoot            | ステップ応答において、出力が最終平衡値を超えた後、最初にとる極大値の最終平衡値からの隔たりを、最終変化量の百分率で表したもの。                      |
| 減衰         | damping, attenuation | 信号の大きさ又は振動の振幅が時間とともに減少すること。                                                                                              |
| 減衰比       | damping ratio        | ステップ応答において、出力が最終平衡値を超えた後、最初にとる極大値の最終平衡値からの隔たりに対する、第 2 番目の極大値の最終平衡値からの隔たりの比。 |

# プログラマブルコントローラ

| 用語 (ja)                  | 用語 (en)                              | 定義                                                                                                                                                                                                                                                                         |
| -------------------------- | -------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| フィールドデバイス         | field device                           | 入出力インタフェースの提供又はプログラマブルコントロールシステムのためにデータ前処理/後処理を提供する部分。                                                                                                                                                                  |
| ラダー図又はリレーラダー図 | Ladder diagram or relay ladder diagram | 接点、コイル、図式表現の機能、機能ブロック、データ要素、ラベル及び連結要素による、左及び右(任意)母線内の一つ以上のネットワーク。                                                                                                                                             |
| PLC                        | Programmable logic controller          | ディジタル又はアナログ入出力を介し、種々の機械及びプロセスを制御するために、論理、順序、計時、計数及び算術演算のような特有機能を実行し、使用者が使う命令を内部に記憶するためにプログラマブルメモリを使用し、工業環境下で使用するために設計されたディジタル演算電子システム。 |

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# Basic Concepts

- SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)
- HMI (Human Monitoring Interface)
- DCS (Distributed Control System)
- PLC (Programmable Logic Controller)
- RTU (Remote Terminal Unit)
- EWS (Engineering Workstation)
- MES (Manufacturing Execution System)

# Automation

- PA (Process Automation)
- FA (Factory Automation)
- BA (Building Automation)

# ICS Network Protocol

- OPC
  - OPC Classic
    - OPC DA (OPC Data Access )
    - OPC AE (OPC Alarms & Events)
    - OPC HDA (OPC Historical Data Access)
  - OPC UA
- Modbus
- FOUNDATION Field
- BACnet (Building Automation and Control Networking protocol)

# 参考

- [JIS Z 8116:1994 自動制御用語 − 一般](http://kikakurui.com/z8/Z8116-1994-01.html)
- [JIS Z 8116:1994 プログラマブルコントローラ − 一般情報](http://kikakurui.com/b3/B3501-2004-01.html)