△プロセスシステム工学（Process Systems Engineering）[5H07]

＜授業のねらい＞

化学プラントの設計や運転を合理的に行うための方法論を研究するプロセスシステム工学の概要について学ぶ。まず、反応装置、分離装置などからなる化学プラントがどのような考え方で設計されているかを学ぶ。さらに、化学プラントを安全かつ効率的に運転するための技術として、プロセス制御技術の基本的な知識を身につける。

＜受講にあたっての前提条件＞

特になし。

＜具体的な到達目標＞

前半７回（中間テストまで）の講義では、化学プロセスの設計について、おおまかな手順のイメージを持つことを目標とする。後半７回の講義ではプロセス制御理論について、基礎的な知識を身につけ、産業界で広く用いられているＰＩＤ制御系について理解を深めることが目標である。

＜授業計画及び準備学習＞

１．プロセスシステム工学序論
準備学習：代表的な化学プラント（の構成）について事前に調べておくこと。
２．プロセス設計のながれ
準備学習：第１回の講義で扱った化学プロセスの個々のユニットの働きを確認しておくこと。
３．反応器の選択
準備学習：化学反応の基礎について復習しておくこと。
４．分離器の設計
準備学習：蒸留，晶析など、化学プラントで用いられる分離操作にどのようなものがあるか、事前に調べておくこと。
５．熱統合
準備学習：省エネルギーについて事前に調べておくこと。
６．最適化
準備学習：「最小２乗法」について復習しておくこと。
７．中間総合演習
８．プロセス制御序論
準備学習：身の周りにある「制御装置」について事前に調べておくこと。
９．化学プロセスのモデル化
準備学習：「マスバランス」，「エネルギーバランス」について復習しておくこと。
１０．動的シミュレーションとラプラス変換
準備学習：数学で学んだラプラス変換について復習しておくこと。
１１．フィードバックとフィードフォワード
準備学習：身の周りにあるフィードバック、フィードフォワードの例について事前に調べておくこと。
１２．フィードバックシステムの安定性
準備学習：第８回の講義で扱ったプロセス制御装置の仕組みについて復習しておくこと。
１３．ＰＩＤ制御とアドバンスト制御
準備学習：第１回の講義で扱った化学プラントの運転について，プロセス制御の観点から復習しておくこと。
１４．学習の内容の振り返り
準備学習：１回〜１３回までの講義内容を復習すること。

＜成績評価方法＞

中間総合演習、定期試験の総合成績６０％以上を合格とする。

＜教科書＞

指定教科書なし。

＜参考書＞

Chemical Process Design and Integration, Robinson Smith, John Willey & Sons, Ltd.
プロセス制御システム（システム制御工学シリーズ）、大嶋正裕、コロナ社

＜オフィスアワー＞

後期金曜15:30-16:00 講師室

＜学生へのメッセージ＞

中間および期末テストは持ち込み可とするので、単なる暗記は不要。講義内容を自分の問題として、”理解”することを心掛けてもらいたい。