공조냉동기계산업기사 조작용기기의 종류 및 특징 — 유압·공기압·전기

유압식은 유체의 압력을 이용한다. 유체가 압축되지 않는 성질 덕분에 작은 힘으로 큰 출력을 얻을 수 있고, 관성이 적어 응답이 빠르다. 저속에서 큰 토크가 필요한 중장비나 산업용 장비에 적합하다.

공기압식은 공기의 압축성을 이용하므로 장거리 전송에는 유리하지만, 압축성 때문에 응답이 느리고 PID 구현이 어렵다. 전기식은 정밀 제어와 유연한 적용에 강하지만, 출력 밀도가 유압식보다 낮다. 작동 매체가 액체인지 기체인지 전기인지에 따라 힘과 속도의 균형이 달라진다.

제어요소는 조작부와 조절부로 구성되어, 입력 신호를 제어 대상에 맞는 조작량으로 변환해 보낸다. 기준 신호를 만드는 것은 기준 요소, 오차를 검출하는 것은 비교 요소, 상태를 측정하는 것은 검출 요소의 일이다.

자동조정부는 피제어량의 편차를 검출해 보정하는 기기다. 발전기는 전압과 주파수를, 조속기는 속도를, 정전압 장치는 전압을 조절한다. 압력계는 압력 값을 표시하는 계측기일 뿐 스스로 압력을 제어하지 않으므로 자동조정부에 들어가지 않는다.

프로그램형 제어기의 강전 출력은 전동기, 계전기, 솔레노이드처럼 전력을 직접 소비하거나 회로를 개폐하는 부하를 다룬다. 프린터는 정보를 처리하는 장치로 약전 신호를 쓰므로 강전 출력에 해당하지 않는다.

서보전동기는 제어 신호에 따라 기계적 위치나 속도를 만드는 실행 소자이므로 조작기기에 속한다. 검출기는 피드백 신호를 만들고, 변환기는 신호의 형태를 바꾸며, 증폭기는 신호의 크기를 키우는 역할이라 서보전동기와 자리가 다르다.

조작부는 제어 명령을 증폭해 직접 제어 대상을 움직이는 최종 출력 단계다. 검출부는 상태를 측정하고, 전송부는 신호를 전달하며, 조절부는 판단과 계산을 맡는다.