다음 중 서보기구에 있어서의 제어량은?
- 유량
- 위치
- 주파수
- 전압
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 서보 기구에서의 제어량이 무엇인지 묻고 있다. 서보 시스템은 명령 신호를 따라 출력축의 위치나 각도를 정밀하게 제어하는 것이 목적이므로 제어량은 위치가 된다.
서보 시스템의 제어 대상은 모터의 회전 각도나 축의 위치를 정밀하게 조정하는 것이므로 위치가 정답이다.
개념 한 쪽
승강기기사 단일루프형조절계 — 프로세스 제어와 서보기구
단일루프형조절계는 하나의 제어 루프에서 목표값과 측정값의 오차를 이용해 조작량을 결정하는 제어 구성을 말한다. 문제 재료에서는 주로 프로세스 제어와 서보 계통의 정의와 구분을 다룬다. 핵심은 제어 대상의 성격에 따라 프로세스 제어 또는 서보 기구로 분류한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「단일루프형조절계」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 제어 대상 판정 | 1 | 제어 대상(온도·유량 등)으로 프로세스 제어를 고르는 능력 평가 |
| 서보 제어량 판별 | 1 | 기계적 변위(위치 등)를 제어량으로 하는 서보 기구를 고르는 문제 |
| 서보 정의 적용 | 1 | 목표값 추종 특성을 가진 서보 기구의 정의를 묻는 문제 |
뜻
프로세스 제어(Process Control)는 온도, 압력, 유량, 액위, 농도 등 연속적으로 변화하는 공정 변수를 제어량으로 하여 이를 일정하게 유지하거나 조절하는 제어 방식이다. 화학 공장, 정유 공장, 발전소 등에서 원료를 물리적·화학적으로 처리하여 제품을 만드는 연속 공정에 적용되는 제어 개념으로 설명한다.
서보 기구(Servo Mechanism)는 물체의 위치, 방위, 자세 등과 같은 기계적 위치를 제어 대상으로 삼아 목표값의 변화에 신속히 대응하도록 만든 제어 장치이다. 서보 계통의 대표적 제어량은 위치이며 속도와 가속도도 제어 대상이 될 수 있다는 설명을 제시한다.
단일루프형 조절계 구성에서는 외란에 대한 변동을 줄이고 목표값에 추종하도록 설계하는 것이 중요하다는 관점이 강조된다. 프로세스 제어는 출력 변동을 최소화하면서 설정값에 대한 추종 성능을 확보하는 것이 목적이라고 정의한다.
서보와 프로세스 제어를 구분할 때는 제어 대상의 연속성 여부와 제어 목적을 기준으로 삼는다. '연속적인 상태량(온도·유량 등)'이라는 표현이 나오면 프로세스 제어로, '기계적 변위·추종'이라는 표현이 나오면 서보 기구로 연결하는 방법을 재료에서 반복적으로 제시한다.
예제
문제에서 "원료를 넣어 물리적·화학적 처리를 거쳐 제품을 만드는 제어"라는 표현이 보이면 프로세스 제어를 선택해야 한다. 반대로 "위치나 자세를 목표값에 추종하도록 하는 장치"라는 표현이 나오면 서보 기구가 정답이 된다. 단일루프형 조절계 문제에서는 제어 대상의 성격과 목적을 먼저 확인하는 것이 핵심이다.
대표 기출 3문항
온도, 유량, 압력 등의 상태량을 제어량으로 하는 제어계는?
- 프로세스제어
- 샘플값제어
- 서보기구
- 정치제어
정답과 해설 보기
정답 ① · 문항은 온도·유량·압력 같은 상태량을 제어량으로 하는 제어계를 묻고 있다. 이러한 연속적 공정 변수를 제어하는 시스템은 프로세스제어에 해당한다.
온도, 유량, 압력 등 공정 변수를 제어하는 시스템은 프로세스 제어이며, 이는 연속적인 물리량을 다루는 핵심 개념이다.
서보기구에서 제어량은?
- 유량
- 전압
- 주파수
- 위치
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 서보기구에서의 제어량이 무엇인지 묻고 있다. 서보 시스템은 외란이나 지령에 따라 출력 기계량을 정밀하게 추종하도록 설계되며 대표적인 제어 대상은 위치, 속도, 가속도 등 기계적 변수이다.
서보 시스템은 위치, 속도, 가속도 등 기계적 양을 정밀하게 제어하는 시스템입니다.
자주 묻는 물음
- 프로세스 제어는 어떤 상황에서 적용하나?
- 온도·압력·유량·액위·농도처럼 연속적으로 변화하는 공정 변수를 제어량으로 삼아 원료를 처리하거나 공정 상태를 유지하는 플랜트와 공장에 적용한다.
- 서보 기구의 대표적 제어량은 무엇인가?
- 서보 기구는 주로 위치를 제어량으로 하며 상황에 따라 속도나 가속도도 제어 대상이 된다.
- 단일루프형 조절계에서 중요한 설계 관점은 무엇인가?
- 외란에 의한 출력 변동을 최소화하면서 설정값에 대한 추종 성능을 확보하는 점을 중시한다.
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