【資格】計装初心者向け記事!1級計装士(プラント)を独学で合格するためのおすすめテキストを紹介します【2021年10月19日更新】

計装士
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Aさん
Aさん

計装士って聞いたことあるけどどういう資格?そもそも計装とは?
受験資格は?どんな勉強をしたらいい?1級・2級の違いは?
テキストは何を買えば良いのか。過去問はどんなもの?
ネットに情報が少なくて困っている。

ナナシ
ナナシ

この記事はそんな方へ向けて書いています。
はじめまして。
管理人の私(ナナシ)と申します。
私は1級計装士・2級計装士に合格し、転職の際、
資格を武器に自分を売り込みました。

【1】著者のプロフィール

↓過去に、「1級計装士」に合格した管理人のプロフィール

1級計装士登録証

【2】計装とは

計装とは、工場・プラントやビルなどにおいて、設備が高度な機能を発揮し、かつ運転・管理の省力化、生産性や品質の向上及び安全の確保を実現させるための計測機器や制御機器、監視制御装置等の計器・機器などを総合的に計画し、生産ならびに運転管理を一元化するためのシステムと設置工事です。

計測機器(センサー)は、自然現象や人工物の機械的・電磁気的・熱的・騒音的・化学的性質を、科学的原理を応用して、扱いやすい信号(電気、光、空気)に置き換える装置で圧力、濃度、温度、重量、長さ、流量・・・など100くらいの種類があります。

計測は、目標とする数値を定量的に計るだけではなく、誤差や精度又は機器の性能や異常状態の原因を測定します。

制御にはフィードバック制御、シーケンス制御などがあり、またそれらを組み合わせた制御方法で制御機器を操作します。

監視制御装置は計測機器の数値や制御操作機能を1ヶ所に集め操作監視する機器の装置で、一般的には中央制御室あるいは中央計器室と呼ばれる区画に設備されます。

計装のはなし 日本計装工業会

人体になぞらえて制御と云うものを見てみよう。
生産プロセスや建築物は、右図イラストのように骨や肉内臓が機械、血液が電気(エネルギー)、皮膚、目、耳など五感がセンサー類などの計測器、が制御装置、神経が信号用配線と配管、が操作機器に置き換えることができる。人間は、五感で測り、頭脳に記憶し、判断して行動する。計装は、“計測し制御する”までを担当する。

地球環境を支える計装 I 計装と計装工事業の概念
ナナシ
ナナシ

上記はなかなか馴染みのない「計装」を理解するのに、とても優しい内容です。
(引用元:一般財団法人日本計装工業会

  • 計装士資格に関係がある学問
    • 電気工学/電子工学
    • 制御工学
    • 計測工学
    • システム工学
    • プロセスシステム工学
    • 安全工学
    • 化学工学
    • 工業化学
    • 機械工学
    • 情報工学
    • 計算機工学
    • 通信工学
    • 無線工学
    • 建築設備工学
    • 空気調和工学

↓ 計装士試験の問題が具体的にすぐ知りたいという方はこちら (過去問より易しい)

【3】計装士とは

3-1.大まかな概要
計装士には【ビル】と【プラント】があります。
私は【プラント】で取得しましたので、プラントをメインで解説します。

計装士とは、計測制御機器の取付工事やそれにともなう配管・配線工事の設計や監督を行う専門家の能力を認定する資格です。
生産設備の機器構成・計器構成(P&ID)をもとにしてシステム構成図・配線系統図・配線平面図を作成する業務、計器校正等メンテナンス業務などを行います。
IT、電気、機械など幅広い知識が求められます。

転職市場で、計装関係人材の求人には「1級計装士」が資格要件に多いです。
2級は1級と比べて、難易度がそれほど変わらず(やや簡単)、試験範囲は狭く、需要は少ないです。
ただ、1級計装士があれば、なんでも仕事ができるわけではなく、あくまでも教科書的知識の証明です。
計装屋さんを名乗るために必要な資格です。

昨今、IoT・AIの技術がもてはやされ、言葉の一人歩きがすごいですが、足元(前提)は現場の計測機器とアクチュエータ(バルブ等)です。
根底にあるのは計装士の守備範囲なので、この資格の価値は上がる一方でしょう。

↓1級計装士の優先度が高い理由を解説した記事はこちら

3-2.計装士について一般社団法人日本計装工業会より

2. 「1 級計装士」試験について
1 級計装士とは「計装工事における上級の技術者が、通常有すべき知識及び技術の程度を有する者」と定義されています。
技術審査に合格すると、合格証明書と登録証が交付され「1 級計装士」の称号が与えられます。

1級計装士は電気工事または管工事の実務を1 年以上経験することで、電気及び管工事の主任技術者として認定されます。
また、建設業の経営事項審査(国・地方公共団体などが発注する公共工事を直接請け負おうとする建設業者が必ず受けなければならない審査)の評点に一人当たり1 点加点されます。

受験資格は下記のように規定されています。
①計装工事の設計・施工の実務経験年数5 年以上。
②2 級計装士合格者は、実務経験年数4 年6 ヶ月以上。
なお、上記年数には指導監督的実務経験年数1 年以上を含みます。

計装士について

受験資格は1・2級共学歴等の制限はなく、計装工事に対する実務経験年数のみで受験ができます。
詳しくは、計装士技術審査実施規則を参照下さい。また、詳細は新規則による受験資格をご覧下さい。
なお、次の者に対しては、学科試験の全部又は、一部を免除する規則となっています。
1.学科試験に合格した者は、次年度、次次年度の同一等級の学科試験が免除されます。
2.電気又は管工事施工管理技士等の資格取得者は、学科試験の免除科目があります。
具体的には、それぞれの上記受験資格の欄をご参照下さい。

計装士について

計装技術の維持
計装士は、知識及び技術の維持向上のために、5年経過毎に技術維持講習受講が義務付けられます。理由なく講習を拒否した者は、日本計装工業会いよる登録を抹消されます。

計装士について

3-3.計装士受験手引計装士試験

1級2級
分類公的資格同左
主催日本計装工業会同左
試験形式学科試験(マークシート)と実地試験(記述)同左
試験難易度計装工事における上級の技術者が、通常有すべき知識及び技術の程度を基準とする。計装工事における中級の技術者が、通常有すべき知識及び技術の程度を基準とする。
受験資格計装工事の設計・施工の実務経験年数5年以上、ただし、2級計装士技術審査合格者については、実務経験年数4年6ヶ月以上。

なお、上記年数には指導監督的実務経験年数1年以上を含む。

注1 実務経験年数とは、実務に従事した日から起算し令和XX年3月31年までの経験年数を指します。なお実務経験とは、建築物その他の工作物若しくは、その設備において計測・制御・監視設備工事またはデータ回線工事の設計・施工に従事することをいいます。

注2 指導監督的実務経験とは、現場主任技術者、工事主任・設計主任などの職にあって、部下を指示・指導・監督する業務、あるいは工事の施工管理業務に従事した経験をいいます。
計装工事の設計・施工の実務経験年数2年以上。

注 実務経験年数とは、実務に従事した日から起算し令和XX年3月31日までの経験年数を指します。なお実務経験とは、建築物その他の工作物若しくは、その設備において計測・制御・監視設備工事またはデータ回線工事の設計・施工に従事することをいいます。
受験料学科試験 7,530円
実地試験 17,820円
同左
学科試験の一部免除1級電気工事施工管理技士合格者 学科B
1級管工事施工管理技士合格者 学科B
1級電気通信工事施工管理技士合格者 学科B
1・2級電気工事施工管理技士合格者 学科B
1・2級管工事施工管理技士合格者 学科B
1・2級電気通信工事施工管理技士合格者 学科B
第一種電気工事士免状の交付を受けた者 学科B
会場東北・関東・中部・関西・九州同左
ナナシ
ナナシ

以下の簡単なフローチャートを作成しました。クリックで拡大

1級計装士フローチャート(簡略)  作成:ナナシクチナシ   

3-4.試験科目と内容

下記が1級と2級計装士の試験科目の比較です。積算以外は同じです。
1級計装士     
(赤色太字は1級計装士と2級計装士の違い)

学科試験学科A   計装一般知識について計装一般  計装の意義、測定、制御、信号の伝送と処理
計器計装機器・システム、検知部と変換器及び伝送部、制御システム及び通信
計装設備(プラント、ビル)について計装設計 計装工事設計の概要、計装記号及び図記号
計装用動力源、計装信号、国内・外の規格
計装配線工事及び配管工事設計
計装工事材料、メンテナンス
工事の積算 計装工事積算概要
検査と調整 試験・検査の種類、計装配線・配管工事検査、計器の調整
学科B 施工管理(プラント設備、ビル設備)について 工事施工法 盤類の据付、機器類の取付
ダクト・ラック据付及びトラフの布設
配線・配管工事、防爆及び接地工事
工事用工具、工程管理
計装関係法令について 安全衛生 労働安全衛生法概要
労働安全衛生規則の通則及び安全衛生基準
労働安全衛生関係法令
労働基準法概要
法令等の種類、工事に関する法規
実地試験 計装設備計画[基本計画、施工計画]、計装設備設計図[プラント設備、ビル設備]等について 工事計画、材料並びに製品の判定
計装設計、計装工事設計、制御ロジック
検査調整、安全衛生
計装工事材料積算、計装工事工数積算
1級計装士試験範囲

2級計装士

学科試験学科A   計装一般知識について計装一般  計装の意義、測定、制御、信号の伝送と処理
計器計装機器・システム、検知部と変換器及び伝送部、制御システム及び通信
計装設備(プラント、ビル)について計装設計 計装工事設計の概要、計装記号及び図記号
計装用動力源、計装信号、国内・外の規格
計装配線工事及び配管工事設計
計装工事材料、メンテナンス
欠番
検査と調整 試験・検査の種類、計装配線・配管工事検査、計器の調整
学科B 施工管理(プラント設備、ビル設備)について 工事施工法 盤類の据付、機器類の取付
ダクト・ラック据付及びトラフの布設
配線・配管工事、防爆及び接地工事
工事用工具、工程管理
計装関係法令について 安全衛生 労働安全衛生法概要
労働安全衛生規則の通則及び安全衛生基準
労働安全衛生関係法令
労働基準法概要
法令等の種類、工事に関する法規
実地試験 計装設備計画[基本計画、施工計画]、計装設備設計図[プラント設備、ビル設備]等について 工事計画、材料並びに製品の判定
計装設計、計装工事設計、制御ロジック
検査調整、安全衛生
計装工事材料積算、計装工事工数積算(←記載はあるが1級ほどではない)
2級計装士試験範囲

【4】資格合格へのステップとおすすめテキスト

4-1.合格へのステップ
2級計装士受験 
実務経験が2年以上、5年未満であれば、2級を練習として受けてみましょう。合格必須では無いです。

1級計装士受験 
実務経験5年以上で受験できます。
試験運営元の日本計装工業会が開催している技術講習会が6・7月頃にあるので参加をしてください。
そして、学科試験8月、実地試験12月を受験します。

ナナシ
ナナシ

2021年は新型コロナウイルスの関係で、オンラインで技術講習会が実施されました。

4-2.技術講習会参加をおすすめする理由
参加は任意ですが、試験運営の日本計装工業会が開催している技術講習会で、且つ、ここが問題として出るだろうというポイントを教えてくれるので、参加した方が手っ取り早く山を張れます。
講習会テキスト(学科と実地で計2冊)がもらえます。内容は本番を想定した問題集です。
問題が一人で解ける基礎知識がある人向けです。( 公式テキストのHP

4-3.計装士のおすすめテキスト(公式テキスト)
4-3-1.計装技術講習会1級テキスト[学科](2021年版)こちら
学科試験問題演習及び2020年度学科試験問題と解答例。
A4版
販売価格 3,300円(消費税10%込、送料別)

4-3-2.計装技術講習会1級テキスト[実地](2021年版)こちら
2020・2019・2018・その他年の4年分実地試験問題と模範解答例
A3版 
販売価格 4,400円(消費税10%込、送料別)

4-3-3.計装技術講習会2級テキスト[学科](2021年版)こちら
学科試験問題演習及び2020年度学科試験問題と解答例
A4版
販売価格 3,300円(消費税10%込、送料別)

4-3-4.計装技術講習会2級テキスト[実地](2021年版)こちら
2020・2019・2018・その他年の4年分実地試験問題と模範解答例
A3版 
販売価格 4,400円(消費税10%込、送料別)

4-3-5.計装マニュアル[プラント編](令和2年度版)最新版こちら
平成26年版「計装マニュアル(プラント編)を最新の法令・規格へと見直し、構成項目に再編集等も行い一層充実させたもの。計装士を目指す方は必読です。
A5版 約1150頁。
販売価格 8,140円(消費税10%込、送料別)
会員価格 7,150円(消費税10%込、送料別)

4-3-6. 計装マニュアル[建築物編](平成28年度版)こちら
平成22年発行以来の「計装マニュアル(建築物編)」を大幅に見直し、新しい規格や新技術を取り入れるなど実情にあった内容にしております。
なお、計装に関する基礎的な事項はプラント編をご参照下さい。計装士受験者は必読です。
A5版 548頁
販売価格 5,500円(消費税10%込、送料別)
会員価格 4,400円(消費10%税込、送料別)

4-3-7.計装技術者のためのプラント計装入門講座 (平成28年版)こちら
新人・若手技術者で計装技術を学ぼうとする方、また計装エンジニアとしてまだ日の浅い方が、幅広い知識と高度な技術を要求される計装エンジニアを目指す第一歩として必要な知識を、「計装とは」から始まり「プロジェクト・他部門との関係」・「計装システム」・「計装機器」・「計装工事」・「検査試験」について実務に重点を於いて纏めたもの。
販売価格 1,100円(消費税10%込、送料別)

ナナシ
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試験合格には、テキスト(学科・実地)計装マニュアル[プラント編]を自分で購入することをお勧めします。

技術講習会テキストの解答例の下部に
<参考>日本計装工業会「計装マニュアル(プラント編)」2-4-2
といったふうに、詳細な解説が知りたければ計装マニュアルを確認しなければなりません。

技術講習会テキストには過去数年の出題傾向まとめもあります。

計装マニュアルには、DCSとは何か、バルブの種類は何か、計測機器の測定原理とは何か、積算・施工に必要な知識は何か、各種計算公式等、1,150ページで解説してあります。
実務にも通用するので、私は買って後悔はありませんでした。
講習会現地でも販売していますが、事前購入し、講習会前に一通り読んでおくことをお勧めします。
講習会では講師の方が「計装マニュアルの何ページを参照してください。」と当たり前のように言ってくるので、計装マニュアルがないと話についていけません。

ナナシ
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繰り返しになりますが、講習会テキスト2冊と計装マニュアル1冊を勉強すれば、合格できる資格です。
正直、計装士資格に特化した参考書はこの3冊以外に無いです。


【5】計装士勉強用におすすめの本(公式テキスト以外。時間がある人向け)

5-1.工業計測と制御の基礎―メーカーの技術者が書いたやさしく計装がわかる
本書は、プロセス制御(PA)とファクトリオートメーション(FA)で使用される応用計測、制御の入門書である。
「計測と制御」の理解に必要な基礎的共通事項に重点を置き、現場経験と応用事例を
“解説”として折り込み、また現場で制御を経験していない読者に
身近な一般現象と関連させて理解を深めるよう工夫している。
制御理論や詳細なプロセス計装は他書に譲り、現場でのシステム設計、機器選定や改善、
保守に役立つノウハウの理解と応用に主点を置いた。
また、現場への機器設置方法や最適制御と各種高度制御の考え方を例を交え紹介している。

5-2. 計装メーカが書いたフィールド機器・虎の巻―差圧・圧力伝送器/電磁流量計/渦流量
本書では、プロセス計測について、原理原則よりも、設計上の注意、選定基準、
設置上の注意、アプリケーション事例、トラブル事例など体験を活かし、
現場に密着した内容を出来るだけ多く盛り込んだ。
またテストの内容やデータも随所に織り込んであり、現場でのトラブルなどで
困ったとき、本書をひもとけばヒントが得られる「虎の巻」として、できるだけの工夫をした。
また、これらセンサに係わる主要関連法規や規格についても
プラント計装エンジニアや機器を使用する側の立場に立って巻末に纏めた。

5-3. マンガでわかるシーケンス制御(藤瀧 和弘 他)
計装士の実地試験では、ラダー図、つまり、シーケンス制御・回路を読み取る力、空欄を埋める力が必要ですので、この本が役立ちます。計装士はこの本の内容レベルで十分です。

ナナシ
ナナシ

シーケンス制御とは何ぞやと思い、最初にマンガを購入しました。
リレー回路の仕組みがよくわかりました。
制御盤図の操作回路部の理解が進み、実務に生きています。
リレー、ランプ、ボタン、インターロック、タイマー関係は得意になります。

マンガの登場人物カイ君に、実際に電磁リレーを使った基本的なシーケンス回路を配線してもらいました。
カイ君と一緒に実際の配線を体験し、シーケンス制御回路の配線がどのようなものであるか実感して下さい。

5-4. 実務に役立つシーケンス制御入門
マンガより詳しい藤瀧 和弘さんの本です。絶縁抵抗測定なども記載あり。

5-5. 図解入門よくわかる最新シーケンス制御と回路図の基本 (How‐nual Visual Guide Book) 
リレー回路の読み書きから制御プログラムの基本まで!制御技術の基礎が実践的に身に付く。

5-6. 現場技術者のための計測技術入門
計測の基本的知識から“4対1理論”をベースに、従来難しかった合否判定基準の設定、
リスクを考慮した計測プロセスの構築まで、計測に関わるノウハウをやさしく実務的に解説。
ISO認証取得企業・組織において、また最近話題となっている
ISO10012への対応として、確信をもって計測管理が遂行できるようになる注目の1冊である。

5-7. フィードバック制御入門(コロナ社)【自動制御を勉強したい方向け】
私が大学生の時の教科書でした。
コロナ社のピンクの表紙のシステム制御工学シリーズは有名です。
この本で「計装一般知識」の制御の問題は理解できるようになります。
システム制御工学に欠かせない「フィードバック制御」について,基礎や初歩的なシステム設計の手法を解説しています。
フィードバック制御の基礎について,大学の2,3年生を対象に解説した教科書。全体は9章から構成されている。
第1章‾第3章では,フィードバック制御の概念や応用例,システムの記述方法,過渡応答といった基礎知識について記述している。
特に,ハード・ディスク装置のヘッドなどの例を引用しながら,フィードバック制御の概要を解説している第1章は導入部として分かりやすい。
第4章‾第7章は,フィードバック制御系の応答や周波数特性,ナイキスト線図を使った安定性の評価手法などに割いている。
第8章では,PID系などフィードバック制御を伴うシステムの設計手法について触れている。
第9章では,フィードバック制御とフィードフォワード制御を組み合わせた2自由度の制御系の設計手法を解説している。

5-8. はじめての制御工学 改訂第2版 (KS理工学専門書) 講談社 【自動制御を勉強したい方向け】
「この本が一番分りやすかった!」と大好評! 古典制御の最強テキストが圧倒的にパワーアップ!
・オールカラー化で、さらに見やすく!
・より丁寧な解説で、さらに分かりやすく!
・演習問題を倍増し、120問以上掲載!
・PythonとMATLABでも学べる!
主な内容
 講義01 制御とは
 講義02 システムの数学モデル
 講義03 伝達関数の役割
 講義04 動的システムの応答
 講義05 システムの応答特性
 講義06 2次遅れ系の応答
 講義07 極と安定性
 講義08 制御系の構成とその安定性
 講義09 PID制御
 講義10 フィードバック制御系の定常特性
 講義11 周波数特性の解析
 講義12 ボード線図の特性と周波数伝達関数
 講義13 ナイキストの安定判別法

 講義14 ループ整形法によるフィードバック制御系の設計
↓ Amazonリンクから試し読みできます。

5-9. Pythonによる制御工学入門(オーム社) 【自動制御を勉強したい方向け】
本書は、Pythonを使って制御工学を行うための入門書です。
機械学習やデータマイニングで多用され、さらにその枠を越えて主流のプログラミング言語となりつつあるPythonを制御系設計に導入したい人向けに、Pythonプログラムを実行しながら「使ってみる,やってみる」を通して、制御工学を体感することができる書籍です。
現場でよく使われている伝達関数モデルを対象とした古典制御、および、状態空間モデルを対象とした現代制御やロバスト制御の基礎について、Pythonのサンプルコードを多数配置しています。
さらに、はじめて制御工学を学ぶ人や一度挫折して学び直したいと思っている人にも読みやすいよう、図やイラストを多用しています。
これから制御工学に携わる方々にとって必読の書です。
↓ Amazonリンクから試し読みできます。

【6】計装士過去問について

2021/10/18の日本計装工業会HP

例えばこんな問題が出ます。
問題例①
測温抵抗体は3線式とすれば、内部導線および測定回路との間の導線の抵抗や【解答】の変化の影響による誤差を、極めて小さくすることができる。

解答を表示する

周囲温度

問題例②
P&ID(例:ナフサ蒸留設備)が与えられ、それをもとに計器一覧表の穴埋め、計装配線配管図、供給空気配管図の作成。その配線長に歩掛りを掛けて、工数計算など。

ナナシ
ナナシ

上記の問題例は、ある程度、本や実務で勉強しないと解けないと思います。
そこで、本ブログでは、問題難易度は入門~2級計装士くらいの問題を用意しました。
基本的な問題を解くことで、応用が利くようになると思います。
(無料。会員登録無し。)
↓計装士を目指す人向けの問題をもっと知りたい方こちら

【7】まとめ

このページでは、専門的な計装士という資格を合格者の私が網羅的に説明しました。
記載したステップと図書で、合格圏内には行けると思います。

参考にしたHP
計装士ー資格の王道

↓こちらの記事もおすすめ(1級・2級計装士の難易度など違い)


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