＜IWA/ICA2005 報告＞
Session ４-１

Plant-wide

Control ;古 里Part 1明 瑠 *環境カウンセラー全国連合会
協和補償コンサルタント株式会社
AKARU FURUSATO＊
Environmental Counselor Union Japan
Kyowa-hosyo consultant co.ltd
はじめについて、システムからネットワーク、装置機器までの、そ5 月 30 日の午後に行われた Session 4-1 の概要についれぞれの部分の適切な組み合わせを提案していて、水処理て報告する。本セッションの４編は６月１日のセッション

プラントに限らず、あらゆるプラントの制御システムに応12-1 の２編と合わせて、水処理プラントの各種の運転制用できる資料となっており、なかなかの労作である。

御システムについて、その適用性を論じたものである。

＜194 ページの Fig.1 及び Fig.2 を転載する＞

1. Survey for the Open Control System for Data

2. Application of an automation system and dataNetworksacquisition(SCADA) system for the optimal operation

andSystemAutomation

inWater

Treatment Systems (Korea)

ofa

membraneadsorption

hybridsystem(Australia)
S.P.Cheon,II.Bac,

S.Kim,J.S.Park

本発表は Open Control System に関する調査報告書であP.J.Smith, S.Vignesswaran, H.H.Ngo, H.T.Neguien,る。Open Control System の思想は、ますます大規模化す

Roger.Ben-Aim

る水処理プラントのオートメーションと制御システムを上下水道処理プラントへのオートメーションと SCADA

構 築 す る 上 で 極 め て 重 要 で あ る と し て い る 。 Open（Supervisory Control and Data Acquisition ）システ

System は、ビジネスマネージメント上で UNIX としてムの応用は急速に増加している。 しかしながら、これら良く知られているが、ここで言う Open Control Systemのシステムの応用例は、水処理技術の研究開発面では、さは、Supervisory レベル、Controller レベルから Field レほど多くはない。

ベルまでのプロトコル、ネットワークトポロジー、機器装

本 報 告 は 、 Submerged Membrane Adsorption Hybrid

置までの、全てのオートメーションと制御システム、デバSystem(SMAHS＝浸漬型膜吸収式ろ過システム)のパイロッイスが、メーカーの枠を超えて、オープンに組み合わせらトスケールの研究プロジェクトにオートメーションとれることを意味している。 発表者らは、水処理プラント

SCADA システムを応用した実例について述べたものである。

オートメーションのために最先端のシステム、ネットワー

オートメーションと SCADA システムの応用により、多くのクとデバイスを、専門書、専門紙誌からウェブサイトまでアプローチを試すことが出来た為、二つの新しい制御シス広範囲にわたって情報を検索調査し、それぞれの特徴、欠テムの開発につながった。 最初のシステムは、膜の逆洗点を比較し、新しい技術の傾向や、規格の方向性まで言及

を固定時間間隔ではなく、ろ過圧力で制御するようにしたしている。. 特にネットワークについて LAN、イーサネ

クローズド・ループ・システムで、逆洗回数を４０％減少ットなどの調査は行き届いており、制御技術面では基本とさせ、また、廃水濃度が不安定な中でも最適化された操作される教科書的な記述も見受けられるが、最終的に水処理を可能にした。二つ目のシステムは、逆洗時間の最適化のプラントへ適用されるオートメーション・制御システムにクローズド・ループ・システムである。逆洗持続時間を固定ではなく、圧力が定常状態に達したとき終了するようにられた基本的な理論値と主な結果を示したものである。8したもので、 このシステムで、最大 25%の逆洗持続時間年間にわたったプロジェクトの、モデル・シミュレーショの減少をもたらすとともに、膜リアクターへの堆積物除去ンからパイロットプラントでの実験、実施設での実証試験操作の最適化を可能にした、としている。本報告の内容に、までの経過を述べている。 最終的な階層制御システムは、特に目新しいものは見当たらないが、制御機器として簡単硝化脱窒プラントを最適化するために、3 つの補足的なコなＰＬＣ（プログラマブルコントローラー）と、ＳＣＡＤントロールループを結合している。 第 1 番目の制御ルーＡとしてパソコンを使って、パイロットスケールでの実証

プは、放流水中のアンモニア濃度を安定化するために、嫌実験を効率化した手法は参考になろう。

気性層内のＤＯセットポイントを自動的に最適化するものである。 2 番目の制御ループは、硝化脱窒反応の最適3. Forecastingwithinfluent

occasional

management

flowrateanddata

forbytimesystemcomposition

化用で、3 番目の制御ループは、生物反応層内のバイオマsupervisory

スを維持できるよう消耗量を自動操作するものである。こseriesmodel(Korea)

れらの階層制御システムは、実証試験での結果も良好で、十分評価された。下水処理の実施設でのプラント制御では、これまで最大の問題点であったオンラインセンサーも改

J.R.Kim,

J.H.Ko,J.H.Im,T.J.Park,

C.W.Kim,

H.J.Woo

化は、制御システム構築上の自由度を大きく変えた。とし

下水処理場への流入負荷情報は、実規模プラントへの適用についてコントロール操作のモデル化をしたとしても、常に利用可能であるというわけではない。 通常、熟練したオペレータは、積年の経験とデータをもとに、予測しながら最適運転操作を行っている。こうした熟練したオペレータの代わりをする予測制御について、最近１０年ぐらいの間に、いろいろな運転手法が提案され、一部は実際に適用されてきている。本発表は、２５０日間に及ぶ実プラン
トの運転データをもとに、流入水量、COD、アンモニア性窒素、有機リン、の予測時系列モデルを開発した報告である。 150 日間と 100 日間のデータは、モデル開発とモデル検証にそれぞれ使用し、 欠測値はスプライン法と時系列モデルによって補完した。Figure１に示す３通りの手法を実証し、手法 3 が、エラーも少なく、時系列モデルを開発するという本研究の目的に適した信頼できるアプロー
チであった、としている。
参考文献として日本の資料も上げられており、この分野の我が国の研究レベルの高さを示している。
＜212 ページの Fig.１を転載する＞
4. Supervisory control strategies for the new WWTPof

Galindo-Bilbao:

Thelongrun

fromtheconceputual design to the full-scale experimentalvalidation (Spain)
Ayesa E,

善されて来ており、ことに近年のパソコンの進歩と低価格

De la Sota A,

Salterain A,

Grau P,

Sagarna J.M,

Suesucun J

本発表は、Galindo-Bilbao 下水処理場(WWTP)のために設計した新しい階層制御システムの開発と実証試験で得ている。
特に目新しい記述は見当たらないが、下水処理プラントへの階層制御適用の実例として、興味深い。