에너지관리기능장 원격제어 및 에너지관리 — 피드백 제어·조절부

피드백 제어는 설정값과 검출부가 측정한 실제값을 비교하여 오차를 줄이는 방식으로 동작한다. 검출부는 센서로 현재 상태를 측정하여 신호를 보내고, 조절부는 그 신호를 받아 연산 처리하여 조작부로 보낼 제어신호를 생성하는 중추 역할을 한다. 조작부는 밸브나 모터처럼 실물 장치를 구동하여 제어대상에 영향을 주는 실행부이다.

제어 방식은 목표값의 변동 특성에 따라 구분한다. 목표값이 일정하면 정치제어라 하고, 외부 신호에 따라 목표값이 따라가면 추종제어라 하며, 목표값이 시간에 따라 미리 정해진 함수이면 프로그램제어라 한다. 문제 상황에서 '목표값이 고정'이라는 조건이 주어지면 정치제어를 선택해야 한다.

동작 특성으로 비례·적분·미분 동작은 출력이 연속적으로 변화하는 연속동작에 해당한다. 반면 2위치 동작, 즉 온·오프 동작은 편차의 부호에 따라 출력이 최대 또는 최소로 즉시 전환되는 이산적 동작이며 연속동작이 아니다. 따라서 2위치 동작은 중간 단계 없이 두 상태만을 취하는 형태임을 구분해야 한다.

보일러 계통의 구체적 제어 관계를 보면 증기압력 제어는 연료공급량과 연소용 공기량을 조작하여 이루어진다. 연소제어에서는 주로 증기압력(부하)을 제어량으로 보고 연료 및 공기를 조작량으로 취급하며, 수위 제어는 급수량과 증기량의 균형으로 관리된다. 제어 대상과 조작량의 인과관계를 정확히 매칭하는 사고가 중요하다.

검출·조절·조작의 신호 흐름을 따라가며 각 요소의 기능을 구분하면 제어 시스템 문제를 체계적으로 풀 수 있다. 설정부는 목표값을 제공하는 장치로서 존재하나 기본적인 피드백 제어의 핵심 3대 구성요소에는 포함되지 않는다.