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計装設計シリーズ-計装エンジニアの計測機器設計

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はじめに

前章で計装エンジニアの職務内容の概要を書きました。この記事から具体的な職務内容に入っていきます。まずは、計測機器設計についてです。

この記事では、計測機器設計について以下の観点で説明します。

  • 計測機器の種類
  • 計測機器各種の概要
  • 計測機器設計の具体内容とは

作者の紹介

  • 国立大学の工学部、国立大学院の工学部を卒業し、プラントエンジニアリング会社に就職して7年がたちます
  • 7年間計装設計業務に携わっています
  • Twitter(@myu40073086)もやっていますので、フォローお願いします

計測機器の種類

まず、計測機器と言っても具体的になにかよくわかりませんね。大丈夫です。大分類がありますので、それに従った学習をしていけば、体系的な知識が得られます。まず、「FLPT」を覚えてください。Flow、Level、PressureそしてTemperatureです。もうわかりましたね。流量、液面、圧力そして温度を計測する機器があります。さらに分析計もありますが、基本的にはこのFLPTを覚えておけばOK。おそらく、新人で計測機器の設計を任されたら、このうちのどれかでしょう。分析計はそれらを組み合わせて、かつ、新たに分析という項目が加わるので、新人にはむずかしいです。

 

計測機器各種の概要

では、それぞれどのような計測を行い、それを計測して何をするのでしょうか?なお、この記事では、具体的な計測原理は書きません。別記事で書こうと思います。

流量

様々な流体の気体・液体・個体そして蒸気や二層流などの状態における流量を計測します。単位でいうと、m3/h(Nm3/h)、kg/hなどですね。プラントでは、基本的に原材料を色々に変化させて、製品を作ります。ですから、ちょうどよい比率で混ぜたり、反応させたりしなければいけません。料理と同じで、分量を間違えると、味が悪くなり、食えたものではない。例えば、流量が多すぎるから、少なくしなきゃとか、その逆をしたりします。

液面

あまり聞きなじみがない言葉かもしれません。しかし、恐れることはありません。つまり、ある容器にどれくらい流体がたまっているかを計測する、ということです。プラントでは、色々な流体をタンクやドラム・ピットなどにためていきます。当然、容量以上に流体を注ぐとあふれてしまいますので、液面計測を行うことが重要です。

圧力

これはわかりやすいですかね。人間も血圧を計測して、健康状態をチェックしますよね。プラントも同じで、各所で必要な圧力があります。それを十分満たしているか確認するための計測です。

温度

こちらもわかりやすい。人間も体温を計測しますよね。プラントも同じ。各所の温度を計測し、異常に低くないか、高くないかを知る必要があります。

分析計

最後に、分析計。これは、プラントの生産物の品質チェックや環境チェック(例えば排ガスを大気に放出するなど)のために、必要な計測機器です。計装設計の中でも、結構マニアックな分野で、計測機器とは別枠で話されることも多い、一大分野ですね。

 

計測機器設計の具体内容とは

製作ではなく購入

ここまでで、計測機器の概要がわかりました。では、次にどうするか。買います。えー買うの!と驚いた人もいるかもしれません。そうです、買うんです。作りません。気を付けてほしいのですが、基本的に、エンジニアリング会社は生産設備は持っていません。全部買ってきます。ここ知らないと、入ってからギャップ感じてしまう人いるかも。つまり、研究者のように、自分で0から1を作り出したいとか、モノづくりに貢献したいというマインドではないんです。ある仕様のプラントを作り上げるために、色々なところから計測機器等を購入し組み合わせる、というのがプラントエンジニアの仕事なんですね。もちろん、人によっては、その後のメンテナンスなんかも行いますが、基本的には買ってきて、組み合わせる。インテグレータなんですね。

購入するための引合書の作成

では、買うとなったら、引合書を作らなければいけません。つまり、どのようなものが欲しいのか文書にするということです。車を買うとき考えてみてください。いきなり、近所の車屋さんにいって、車ください、即購入とはなりませんよね。度のメーカで、このくらいの大きさで、燃費が良くて、色は何色で、とか色々指定していって、決めますよね。計測機器も全く同じ。どういったものが欲しいのか文書にする必要があります。

発注

そして、何社かに引合書を発行し、見積もりが送られてきます。それらを査定し、発注します。プラントエンジニアリング会社の儲けどころの一つは、この買い物のところです。どれくらい安く買えるかが、会社の利益をどれくらい上げられるかにつながります。

 

まとめ

まとめますと、計装エンジニアの計測機器設計は以下のようになります。

  • 計測機器は大きく分けて5つある(流量・液面・圧力・温度・分析)
  • 各種においても、計測原理が異なるものがある
  • 計装エンジニアの仕事は計測機器を買うこと

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