개념 한 쪽
설정기와 연산기는 제어 시스템에서 목표값을 설정하고 실제값과 비교하여 출력 신호를 생성하는 장치군을 말한다. 제어 대상의 성격에 따라 프로세스 제어와 서보(위치) 제어로 분류되며, 각 분류는 제어량과 응답 특성에서 차이를 보인다.
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출제기준 단원 「설정기와 연산기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 프로세스 제어 대상 판별 | 1 | 주어진 물리량이 프로세스 제어에 속하는지 구분하기 |
| 응답속도 특성 판별 | 1 | 공정변수의 응답속도가 느린 특성으로 프로세스 제어 선택하기 |
| 연속적 변수와 시퀀스 구분 | 1 | 연속적 물리량을 프로세스 제어로 판정하기 |
프로세스 제어(Process Control)는 온도, 압력, 유량, 액면(레벨) 등 연속적으로 변화하는 물리적·화학적 공정 변수를 일정하게 유지하거나 원하는 값으로 조절하는 제어 방식을 말한다. 이러한 변수들은 관성 지연이나 전달 지연이 크게 작용하므로 일반적으로 응답 속도가 느린 특성이 있다.
반대로 서보기구(서보 시스템)는 주로 위치, 각도, 방위 등 기계적 위치량을 정밀하게 제어하는 장치군을 뜻한다. 서보 제어의 핵심은 목표 위치를 정확히 추종하는 것으로, 아날로그 신호를 이용한 정밀 피드백 제어가 자주 사용된다.
추종제어(Follow-up Control)는 기준 신호나 이동하는 목표를 정확히 따라가도록 하는 제어 방식으로, 위치·방위·자세 같은 공간적 상태를 제어량으로 삼는다. 따라서 유량과 같은 공정 변수는 추종제어의 대상이 아니며 공정제어로 분류된다.
제어량의 분류에서 속도나 위치 등 기계적 운동 관련 변수는 기계 제어나 서보 제어에 속하고, 온도·압력·유량·액면 등은 프로세스 제어에 속한다. 문제 해결 시에는 '연속적인 물리량=프로세스 제어', '공간적 위치/방위=추종·서보 제어'라는 키워드로 구분하면 유리하다.
대표 문항 유형은 프로세스 제어의 대상인지 아닌지를 가리는 것이다. 예를 들어 온도, 압력, 유량은 프로세스 제어의 전형적인 제어량으로 분류하고, 방위나 위치는 서보 또는 추종제어의 대상으로 분류하면 정답을 찾을 수 있다. 응답 속도를 묻는 문제에서는 '공정 변수는 관성 지연 등으로 응답이 느리다'는 점을 근거로 프로세스 제어를 선택한다. 서보기구 관련 문항에서는 '정밀 위치 제어'와 '아날로그 피드백'이라는 특징을 기준으로 보기의 옳고 그름을 판단하면 된다.
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.
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.
제어량이 온도, 압력, 유량 및 액면 등 일 경우에 해당되는 제어는?
정답 ① · 문제는 온도·압력·유량·액면 등 연속적 물리량을 제어하는 제어 유형을 묻고 있다. 이러한 연속적인 공정 변수를 다루는 제어는 프로세스 제어로 분류된다.
온도·압력 등 연속적인 물리량을 조절하는 프로세스 제어와, 순서대로 동작하는 시퀀스 제어를 구분해야 한다.
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