개념 한 쪽
공조냉동기계기사 자동제어계의 기본적인 용어 — 시퀀스·서보·비율·프로세스 제어
이 세트는 자동제어계에서 쓰는 기본 용어를 다룬다. 순서대로 진행하는 시퀀스 제어, 기계적 변위를 목표값에 추종시키는 서보기구, 다른 양과 일정한 비율을 유지하는 비율 제어, 공정 상태량을 다루는 프로세스 제어, 그리고 제어량·조작량·제어요소·전달함수의 뜻이 중심이다.
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뜻
시퀀스 제어는 미리 정해 놓은 순서에 따라 제어의 각 단계가 순차적으로 진행되는 방식이다. 릴레이 회로부터 PLC까지 널리 쓰이며, 시간 지연 요소나 조합 논리 회로도 구성 요소가 된다. 유접점만 써야 하는 방식이 아니다.
서보기구는 물체의 위치, 방위, 자세 같은 기계적 변위를 제어량으로 하여 목표값의 임의의 변화에 항상 추종하도록 구성한 제어장치다. 기계적 변위와 추종이라는 두 조건이 함께 나오면 서보기구로 판단한다.
비율 제어는 목표값이 다른 양과 일정한 비율 관계를 가지고 변화하는 제어다. 연소 제어에서 공기와 연료의 비율을 일정하게 유지하는 경우가 그렇다.
프로세스 제어는 유량, 압력, 액위, 농도, 밀도처럼 플랜트나 생산 공정의 상태량을 제어량으로 하는 제어다. 프로세스에 가해지는 외란을 억제하는 것이 주된 목적이다.
제어계의 요소는 역할로 구분한다. 동작신호를 조작량으로 변환하는 요소는 제어요소다. 전동기의 회전수를 900rpm으로 맞추려 할 때 회전수는 제어량, 900rpm은 목표값, 인가전압은 조작량, 전동기는 제어 대상이다. 제어량은 제어하려는 결과 변수이고 조작량은 그 결과를 만드는 원인 변수다.
전달함수는 초기 조건을 0으로 두고 출력의 라플라스 변환을 입력의 라플라스 변환으로 나눈 비율이다. 과도응답을 그대로 변환한 것이 아니라는 점을 구분한다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① 제어 방식 — 순서대로 진행하면 시퀀스 제어, 기계적 변위를 추종하면 서보기구, 다른 양과 비율을 유지하면 비율 제어, 공정 상태량과 외란 억제는 프로세스 제어다. ② 요소 — 동작신호를 조작량으로 바꾸는 것은 제어요소다. ③ 변수 — 회전수 900rpm은 제어량, 인가전압은 조작량이다. ④ 전달함수 — 출력 라플라스÷입력 라플라스이며 과도응답의 변환 자체가 아니다.
자주 묻는 물음
- 시퀀스 제어와 서보기구는 어떻게 구분하나요?
- 시퀀스 제어는 미리 정한 순서에 따라 단계를 차례로 진행하는 방식이다. 서보기구는 위치·방위·자세 같은 기계적 변위를 제어량으로 하여 목표값의 변화를 추종하게 만든 제어계다. 순서가 중심이면 시퀀스, 기계적 추종이 중심이면 서보기구다.
- 프로세스 제어와 비율 제어는 무엇이 다른가요?
- 프로세스 제어는 유량·압력·액위·농도·밀도 같은 공정 상태량을 제어하고 외란을 억제하는 것이 목적이다. 비율 제어는 목표값이 다른 양과 일정한 비율을 유지하도록 하는 방식이다. 공정 변수 자체를 다루면 프로세스 제어, 두 변수의 비율을 맞추면 비율 제어다.
- 제어량과 조작량은 어떻게 구분하나요?
- 제어량은 제어하려는 결과 변수이고, 조작량은 그 결과를 만들기 위해 제어계가 내는 원인 변수다. 전동기 회전수를 900rpm으로 맞출 때 회전수는 제어량, 900rpm은 목표값, 인가전압은 조작량이다.
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