既存の空調機制御システム

トリニティ工業株式会社様の製品の一つに、塗装プラント向けの空調設備があります。既存のシステムは T.E.G.A.（Trinity Engineering Gradational Air conditioning system）と呼ばれるソフトウェアで、熱力学的な考察に基づいてエネルギー消費量（比エンタルピー）が最小になるような最適な制御法を提案します。

一般的な空調機の制御入力は2種類のヒーターと1種類のクーラー、1種類の加湿器の計4つとなっており、マルチループ式のPID制御によってコントロールを行います。

PID制御の問題点

PID制御は扱い易い反面、特定の条件下ではハンチングや定常偏差を起こしやすく、空調制御で十分な性能を発揮させるためには、熟練した調整スキルと多くの時間が必要となります。

Smart MPC®の導入

今回、トリニティ工業株式会社様の「T.E.G.A.」のコントローラーとして、弊社の最適制御AI Smart MPC® を新たに導入しました。
「Smart MPC®」と「T.E.G.A.」が融合した、全く新しい塗装プラント向け空調制御システムを共同開発することに成功しました。

Smart MPC® は機械学習とMPC（モデル予測制御）を組み合わせた技術で、MPCのモデリングの難しさをデータドリブンな方法で解決します。当技術はMPCの特性を引き継いでいて、以下のようなメリットがあります：

• 多入力多出力（MIMO）系に対応可能
• むだ時間に強く、ハンチングを起こしにくい
• 拘束条件を扱える
• エネルギーなどの最適化が可能

さらに、以下のような特徴があります：

• 機械学習による自動モデリング
• 少ないデータでも適用可能な実用性
• オンライン学習による環境変化への適応能力

これらが実機への適用可能性を高めています。

Smart MPC®による改善

Smart MPC®による空調機の運転の様子は、以下の動画をご覧ください。

Smart MPC®の導入によって空調機の制御性能は以下のように改善しました：

• 送気温度精度：±1℃ → ±0.2℃
• 送気湿度精度：±5％ → ±2％
• エネルギー消費量：5％削減（最大で年間300万円相当）

※ 空調機仕様、構成、稼働時間、原動力単価等により異なります。

まとめ

安定性の向上に加え、T.E.G.A.による省エネ制御にSmart MPC®の動的なエネルギー最適制御が加わることで、より大幅な省エネ化とCO₂排出量の削減に成功しました。今後もさらなる性能向上を目指し、Smart MPC®の改良を継続してまいります。