真・ＭＦＣ千夜一夜物語　第524夜　MFM　vs　MFC　その2

本ブログでは質量流量計（熱式流量計、コリオリ式流量計）であり流量をアナログ信号やデジタル信号で出力するマスフローメーター（以下MFM）や、流量信号を基に流量制御を行うマスフローコントローラー（以下MFC）及びその応用技術での流体制御を紹介しています。
今回はMFM vs MFCと銘打って、直接対決といきましょう。

手動制御と自動制御

そもそもMFCが使われるようになる前、流量制御はフロート式流量計とニードルバルブを組み合わせたものが主流でした。
人間が検出器である流量計のフロートの位置(流量値)を目視で読み取り、頭脳で目標値である流量と比較判断して、ニードルバルブの開度を手で調整することで制御を達成するのです。
人間が目視し、判断し、操作することで調整計としての役割で介在するプロセスであり、このような制御系は手動制御と称される立派な制御の形です。
MFMで流量制御する場合、このフロート式流量計をMFMに置き換えて手動流量制御を行うのが一般的です。

手動制御の問題は、そこに人間が介在しなくてはいけないことです。
人間は24時間同じレベルで働き続けることが難しいですし、熟練度により目視から判断の過程で差が生じます。
そういった手動制御が抱える問題を解決するには、自動制御が必要となるのです。
流量計をMFMにニードルバルブを比例制御弁のような自動制御弁に変えることで、人間の介在しない自動流量制御を行うことができるようになります。

自動制御に必要となるのは、人間の代わりに比較、判断、操作をこなす調整計です。
調整計は人間の目と頭脳と手の代替機能を有していますが、全く同じ動作をする訳ではありません。
例えばフロート式流量計は、人間の目で読み取るというアクションが必要なため、検出値を調整計で処理するための信号化が難しくなります。（今はカメラでフロート位置を撮影して、それを画像解析する方法もあるのですが・・・）その為MFMのような流量を電圧や電流信号に変換できるデバイスが必須とされました。

このMFMと流量調整弁、そして調整計を一つのパッケージにまとめたのがMFCです。
MFCはそれ単体で、熱式流量センサーが検出器としての役割を果たし、そこからの測定値(Process Variable = PV)と外部から与えられた目標値（Set Variable = SV）とを比較し、その偏差を無くす為に、流量制御バルブの操作量（Manipulative Variable = MV）を決定する自動制御系デバイスなのです。

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