공정제어 실험 예비레포트(액위 제어 시스템 기반 PID 제어기 튜닝과 적용 실습)

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 도구
4. 실험 방법
5. 추론

본문내용

1. 실험 목적
이번 실험은 공정제어의 기본 개념(리드백 제어, 제어루프 구성요소, PID 제어기, 공정 동특성, 튜닝)을 이해하고, 이에 관한 이론을 실제 제어실험을 통하여 실습해본다. 다단 액위의 제어 과정을 관찰하고 PID 제어 개념을 숙지해 필요 변수들을 실험을 통해 구하고 각각의 의미를 이해한다. 최종적으로 공정 제어의 역할을 배운다.

2. 실험 원리
① 공정제어
산업의 생산 프로세스를 자동으로 제어하는 것이다. 즉, 대규모 플랜트의 자동화 시설들에 대해 그것을 control(제어)하여 생산 및 이익을 최대화하는 것에 목적이 있다고 할 수 있다. 공정의 제어변수(CV)를 외란(D) 하에서 조작변수(MV)를 조작하여 주어진 설정점(SP)에 최대한 근접하게 유지하는 것이다. 조작변수(MV)는 온도, 압력, 액위, 농도 등이며 임의 조작이 불가능한 외란(D)에 의해서 제어변수(CV)가 설정점(SP)에서 멀어지면 조작변수(MV)를 통해서 다시 제어해준다.

② 피드백 제어

어떠한 공정에서 외란(D)에 의해 변동된 결과를 센서가 감지하고 설정점(SP)과 비교한 후 보상동작으로 조작변수(MV)를 바꾸어 준다. output이 input에 영향을 주는 시스템이다. 원하는 설정점(SP)을 찾고 이 결과를 만들어 낼 수 있는 파라미터를 설정한다. 그리고 이 파라미터를 조작할 수 있는 조작변수(MV) 시스템을 가지고 센서를 통해 제어변수(CV)를 감지하고 평가하여 다시 보상동작으로 제어하는 방식으로 구성한다.
③ 제어루프

내부 제어실
공정 외부 현장

표준 출력이 아닌 제어변수(CV)를 센서가 감지하고 이를 표준 신호로 피드백 변환 시스템에서 4~20mA의 전기신호로 전환한다. 설정점(SP)과 이 신호를 비교하여 에러 신호를 피드백 컨트롤러로 보내고 전기신호로 변환 후 최종제어요소에서 조작변수(MV)를 프로세스로 보내는 과정을 거친다. 왼쪽과정은 제어실에서 이루어지고 오른쪽 과정은 현장에서 이루어진다.

참고 자료

없음