에너지관리기능사 제어 동작 — 비례·적분·미분과 연속·불연속

비례동작은 편차의 크기에 비례해 조작량을 정한다. 편차가 크면 많이 움직이고 작으면 조금 움직이지만, 편차가 0이 되기 전에 조작량이 고정되어 잔류편차가 남는다. 목표 온도 100℃인데 98℃에서 멈춰 버리는 것이 잔류편차다.

적분동작은 편차를 시간에 걸쳐 계속 누적해 조작량을 만든다. 편차가 조금이라도 남아 있으면 조작량이 계속 변하므로 끝내 잔류편차를 0으로 만든다. 그래서 비례동작과 조합해 PI 제어로 쓰인다. 다만 적분이 지나치면 목표값을 넘었다 못 했다 하는 진동이 생기고 제어의 안정성이 떨어진다. 잔류편차가 남지 않으면서도 안정성이 떨어지고 진동하는 경향이 있다는 설명은 적분동작을 가리킨다.

미분동작은 편차의 변화속도에 비례해 움직인다. 편차가 얼마나 빠르게 변하는지를 보고 급변에 먼저 반응하므로, 편차 자체를 없애지는 못하지만 안정성을 높이는 쪽으로 작용한다. 편차의 크기는 비례동작, 누적량은 적분동작, 변화율은 미분동작이 맡는다.

연속 동작에는 비례동작, 적분동작, 미분동작이 속한다. 출력이 0~100% 사이에서 끊김 없이 변하기 때문이다. 불연속 동작에는 2위치 동작, 다위치 동작, 불연속 속도동작이 속한다. 2위치 동작은 온-오프 동작이라고도 하며, 밸브를 완전히 열거나 완전히 닫는 두 상태만 오간다. 전기장판을 켰다 껐다 하거나 선풍기의 강·약처럼 정해진 위치만 쓰는 방식이라 중간값이 없다. 그래서 온-오프 동작은 연속식 제어의 기본동작이 아니고, P·I·D와 성격이 다르다.

피드백 제어는 출력측 신호를 입력측으로 되돌려 계속 제어 동작을 하게 하는 방식이다. 출력이 입력으로 돌아가는 길이 하나 있으므로 폐회로를 이룬다. 시퀀스 제어나 프로그램 제어는 미리 정한 순서대로 동작하는 개회로 방식이라 결과를 되돌려 보내지 않는다.