개념 한 쪽
연속형조절기는 온도·압력·유량·액면처럼 연속적으로 변화하는 물리량을 다루는 제어 체계를 의미한다는 관점에서 설명한다.
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출제기준 단원 「연속형조절기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 프로세스 제어 대상 식별 | 1 | 온도·압력·유량 등 공정 변수를 프로세스 제어로 구분하라고 묻는다 |
| 추종제어 정의 판단 | 1 | 목표값의 임의 변화에 추종하는 제어를 서보기구로 지칭하라고 묻는다 |
| 프로세스 제어 포함 여부 판단 | 1 | 속도·위치 등과 공정 변수 중 어느 것이 프로세스 제어에 속하지 않는지 가려내라고 묻는다 |
프로세스 제어는 공정에서 흐르는 물질이나 열의 상태를 일정하게 유지하거나 조절하는 것을 목적으로 한다는 관점에서 설명한다. 대표적인 제어량은 온도, 압력, 유량, 수위(액면) 등이 포함된다는 점을 명확히 한다. 이러한 변수들은 배관이나 탱크 등 프로세스 내부의 물질 이동과 열 전달 때문에 시간 지연과 관성 특성이 크므로 응답 속도가 느려지는 것이 일반적이라는 점을 강조한다.
연속형조절기는 연속적으로 변하는 물리량을 실시간으로 측정하고 설정값에 맞추어 밸브나 펌프 등을 조절하는 역할을 한다는 점을 설명한다. 이 제어는 연속적인 신호를 처리하여 목표치와의 오차를 줄이는 방식이며, 공정 제어에서는 관성 지연과 사각 지연이 작용하여 설계 시 지연 특성을 고려해야 한다는 점을 제시한다.
추종제어나 서보기구는 목표값이 시간에 따라 임의로 변할 때 그 변화를 따라가도록 설계된 체계를 의미한다는 점을 구분한다. 서보기구는 위치·방위·자세 같은 공간적 상태를 정밀히 추종하는 장치로서 기계적 변위나 각도 제어에 적합하며, 전형적으로 위치 제어나 속도 제어와 연결된다는 점을 설명한다.
프로세스 제어와 서보 제어는 제어 대상의 성격에 따라 구분해야 한다는 점을 강조한다는 관점에서 제시한다. 연속적이며 유체·열 관련된 양은 프로세스 제어로, 기계적 위치·속도 등은 서보·추종 제어로 구분하는 규칙을 제시한다.
문제에서 온도·압력·유량·액면 같은 공정 변수가 주어지고 응답이 느리다고 하면 프로세스 제어를 고르는 방식으로 풀이한다는 점을 예로 든다. 반대로 목표값의 임의 변화에 따라 위치를 따라가야 하는 문맥이면 서보기구나 추종제어를 선택해야 한다는 점을 예로 든다.
프로세스 제어의 문항은 관성 지연이나 사각 지연으로 인한 느린 응답을 특징으로 묻는 보기들이 함정이므로 '공정 변수=느림'이라는 단순한 구분 규칙을 적용하면 답을 찾기 쉽다는 방식으로 설명한다. 서보 관련 문항은 '위치 제어=정밀 추종'이라는 키워드로 판별하면 된다는 방식으로 설명한다.
프로세스제어(process control)에 속하지 않는 것은?
정답 ③ · 문항은 프로세스 제어에 속하지 않는 항목을 찾는 문제이다. 프로세스 제어는 온도·압력·액면·유량 등 공정 변수의 제어를 의미하고 위치 제어는 주로 기계적 위치나 서보 제어와 관련되므로 프로세스 제어 범주에 속하지 않는다.
프로세스 제어는 온도, 압력, 유량, 액면 등 공정의 물리량을 제어하는 것이며, 위치 제어는 기계의 운동 제어로 분류됩니다.
목표값이 임의의 변화에 추종하도록 구성되어 있는 것을 무엇이라 하는가?
정답 ③ · 목표값이 시간에 따라 임의로 변화할 때, 제어량이 그 변화에 추종하도록 구성된 제어 방식을 추종 제어(Servo)라고 합니다. 이를 구현하는 시스템을 서보기구(Servomechanism)라고 하며, 엘리베이터의 위치 제어나 로봇의 자세 제어 등에서 목표 위치를 추종하도록 설계됩니다.
목표값의 임의 변화에 추종하는 제어 방식은 추종 제어이며, 이를 구현하는 장치를 서보기구라고 합니다.
제어량에 따른 분류 중 프로세스 제어에 속하지 않는 것은?
정답 ④ · 질문은 제어량 분류에서 프로세스 제어에 속하지 않는 항목을 찾는 문제이다. 프로세스 제어는 공정 변수인 압력, 유량, 온도, 수위 등 유체·열 관련 물리량을 제어하는 분야로서 압력·유량·온도는 여기에 해당한다.
프로세스 제어는 유체/열 관련 물리량을 제어하며, 속도는 기계 제어 영역에 속한다.
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