개념 한 쪽
제어 기초는 신호의 형식과 흐름, 제어계의 분류 및 도면의 용도를 이해하는 것이 핵심이다. 디지털 제어는 이산 신호를 다루고 센서에서 시작된 신호는 변환·전송·처리·출력 순으로 흐른다. 제어계는 신호처리 방식에 따라 여러 유형으로 분류되며, 개회로와 폐회로의 차이를 통해 적용 조건을 판단해야 한다.
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출제기준 단원 「주파수 응답」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 제어선도 용도 판단 | 1 | 신호의 ON-OFF 표시로 동작 상태와 간섭을 확인하는 도면을 가리기 |
| 플로우차트 정의 선택 | 1 | 프로그램 흐름이나 장치 동작의 논리적 순서를 도식화한 정의를 고르기 |
| 제어 방식 구분 | 1 | 목표값이 미리 정해진 시간 변화일 때의 제어 방식을 식별하기 |
디지털 제어는 연속적인 아날로그 신호가 아닌 0과 1의 이산적 정보를 처리한다. 아날로그 신호나 연속값의 직접 처리는 아날로그 제어의 영역이며, 디지털 시스템에서는 제어 정보를 카운터나 레지스터 같은 기억 소자를 통해 입력·처리한다.
센서 시스템의 신호 전달 순서는 변환요소 → 신호전송요소 → 신호처리요소 → 정보출력요소이다. 물리량을 전기 신호로 변환하는 변환요소가 시작점이며, 전송을 거쳐 증폭·필터링 등 신호처리가 이루어진 뒤 출력이 발생한다.
제어계는 신호처리 방식에 따라 동기제어계, 비동기제어계, 논리제어계, 시퀀스 제어계로 분류한다. 이 분류는 신호의 동기 여부와 처리 논리에 따른 기본 구분이므로 관련 용어를 집합으로 외워야 한다.
개회로 제어는 출력값을 다시 입력으로 반영하지 않으므로 외란에 대한 보정 능력이 없다. 외란이 많거나 영향이 클 경우에는 폐회로, 즉 피드백을 통해 오차를 수정하는 방식이 필요하다.
제어를 설계하거나 검토할 때 사용하는 도면은 목적에 따라 구분한다. 제어선도는 신호발생요소의 ON-OFF 상태를 표시하여 동작 순서와 신호 간 간섭 여부를 파악하는 데 유용하다. 플로우차트는 프로그램이나 동작의 논리적 순서를 그래픽 기호로 표현하는 도구이다.
프로그램제어는 목표값이 미리 정해진 시간적 변화를 따르도록 제어하는 방식이다. PLC의 핵심인 시스템 프로그램은 전원 차단 시에도 유지되어야 하므로 비휘발성 메모리인 ROM에 저장한다.
제어선도를 통해 여러 신호발생요소의 ON-OFF 상태를 그려보면 어떤 신호가 동시에 ON 되어 간섭을 일으키는지 확인할 수 있다. 플로우차트는 기계의 동작 순서를 사각형·마름모 등의 기호로 구성해 논리적 흐름을 명확히 한다. 목표값이 시간에 따라 미리 정해진 경우에는 프로그램제어를 선택하고, 외란이 많은 환경에서는 폐회로 제어를 적용해 오차를 보정한다.
신호발생요소의 신호영역을 ON-OFF 표시방식으로 표현함으로써 각 신호발생 요소의 동작상태뿐만 아니라 신호발생 요소간의 간섭현상을 알 수 있도록 한 것은?
정답 ② · 문제는 신호발생요소들의 동작상태와 상호간섭을 ON-OFF 방식으로 표현하는 도면 유형을 묻고 있다. 제어선도는 각 신호발생 요소의 ON/OFF 상태를 도형으로 표시하여 동작 순서와 간섭 여부를 한눈에 파악할 수 있게 설계된 도구이다.
제어선도는 신호발생요소의 ON-OFF 상태를 도형으로 표시하여 동작 순서와 간섭 여부를 한눈에 파악할 수 있도록 한다.
프로그램 플로우 챠트(flowchart)에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ① · 문항은 프로그램 플로우차트의 정의를 묻고 있다. 플로우차트는 기계나 장치 또는 알고리즘의 동작을 논리적 순서에 따라 그래픽 기호로 표현한 방법으로, 순서와 논리 흐름을 시각화하는 다이어그램이다.
프로그램 플로우차트는 기계나 장치의 동작 순서와 논리적 흐름을 그래픽 기호로 표현한 것이다.
목표값이 미리 정해진 시간적인 변화를 하는 경우 제어량을 그것에 추종시키기 위한 제어는?
정답 ④ · 문제는 목표값이 미리 정해진 시간 변화인 경우 제어량을 그에 맞추어 추종시키는 제어 방식을 묻는다. 시간에 따른 목표값을 사전에 설정하고 이를 따라가도록 하는 제어는 프로그램제어로 정의되며, 미리 정해진 시간 함수적 목표를 실행하는 방식이다.
목표값이 시간의 함수로 미리 정해져 있을 때, 이를 추종하도록 제어하는 방식을 프로그램제어라고 한다.
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