소방설비산업기사(전기) 제어계의 요소 및 구성 — 신호 흐름과 구성 요소의 역할

제어계는 목표값을 정하고, 그 값과 실제 결과를 비교해 조작량을 만들고, 조작량이 제어대상에 작용해 제어량을 내놓는 흐름으로 이루어진다. 제어하고자 하는 목적의 장치나 기계가 제어대상이고, 그 출력이 제어량이다. 제어대상의 출력은 지켜야 할 값이므로 제어량이 되고, 제어장치가 제어대상에 가하는 신호는 제어장치의 출력인 동시에 제어대상의 입력이므로 조작량이다. 지키려는 것이 제어량, 만지는 것이 조작량이다.

직류전동기의 회전수를 일정하게 유지하려고 전압을 변화시킨다면 회전수가 제어량, 전압이 조작량이다. 두 낱말을 뒤바꾼 선지가 자주 나오므로 유지하려는 값과 그 수단을 먼저 가른다.

구성 요소는 역할로 나뉜다. 검출부는 제어량을 감지하고, 조절부는 목표값과 검출값의 편차를 비교·판단하며, 조작부는 조작량을 실제로 내보낸다. 서보전동기는 제어신호를 받아 위치나 속도를 움직이는 조작부, 곧 액추에이터 역할을 맡는다. 이 가운데 조절부와 조작부를 합친 것이 제어요소다. 제어요소는 편차를 연산해 제어 신호를 만들고 제어대상에 작용하는 부분까지를 묶은 이름이며, 검출부는 제어요소에 들어가지 않는다.

피드백 제어계는 검출부가 제어 결과를 입력 쪽으로 되돌려 목표값과 비교하고 수정하는 폐루프 제어계다. 신호 경로가 닫혀 있는 것이 특징이므로, 구성 요소나 비교·수정 동작을 설명한 문장은 폐루프의 올바른 특징이고 경로가 열려 있다는 설명이 틀린 것이 된다. 구성 요소를 늘어놓는 문제에서는 검출부·조절부·조작부에 없는 이름을 하나 섞어 놓으므로, 검출에서 조절, 조작, 제어대상으로 이어지는 순서에 없는 낱말을 골라내면 된다.