개념 한 쪽
자동화 시스템은 센서로 상태를 감지하고 프로세서가 판단하여 구동기로 명령을 내리는 흐름으로 구성된다고 정리한다. 제어요소의 역할과 시퀀스 제어, 피드백 제어, 정치제어 등의 구분을 중심으로 이해한다.
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출제기준 단원 「제어요소의 특성과 제어장치의 구성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 시퀀스 제어 정의 판단 | 1 | 정해진 순서에 따른 순차적 제어 여부를 구분하는 능력을 묻는다 |
| 제어요소 역할 구분 | 1 | 센서·프로세서·구동기 등 요소별 기능을 식별하는 능력을 묻는다 |
| 편차와 동작신호 구별 | 1 | 기준입력과 피드백 비교로 생성되는 신호의 역할을 묻는다 |
자동화 시스템의 핵심 구성요소는 감지(센서), 분석처리(프로세서), 출력(구동기), 피제어 대상과 소프트웨어로 나눌 수 있다고 본다. 센서는 주변 상태를 측정하는 역할을 하고, 프로세서는 들어온 신호를 판단·연산하여 이에 맞는 제어명령을 만들어내는 두뇌 역할을 한다. 구동기는 프로세서가 생성한 명령을 실제 동작으로 변환하는 장치로 이해한다.
시퀀스 제어는 미리 정해진 시간적 또는 조건적 순서에 따라 단계별로 순차적으로 동작을 진행하는 제어 방식이라고 설명한다. 자동세탁기나 엘리베이터, 자동판매기처럼 유기적 관계를 유지하면서 정해진 순서로 동작하는 장치들이 시퀀스 제어의 대표 사례라고 본다. 시퀀스 제어의 핵심은 '순차적 진행'이며, 순서와 단계가 명확히 정의되어야 한다고 강조한다.
피드백 제어는 목표값과 실제 제어량을 비교하여 발생한 편차를 기준으로 제어 동작을 수행하는 방식이라고 규정한다. 비교부에서 얻은 편차 신호가 조절부로 전달되어 연산을 거친 후 조작신호로 변환되고, 이 조작신호가 구동기를 제어하여 시스템을 목표값에 근접시킨다고 설명한다. 동작신호는 편차를 기반으로 생성되는 오차 신호라는 점을 분명히 한다.
정치제어는 목표값이 시간에 관계없이 일정하게 유지되는 자동제어 방식이라고 정의한다. 보일러의 압력이나 온도처럼 설정값이 변하지 않고 일정한 상태를 유지하려는 제어가 정치제어의 전형적 예시라고 제시한다.
시퀀스 제어 문제에서는 '순서', '단계별', '시간적 순서' 같은 표현이 핵심 단서가 된다. 예컨대 문이 닫힌 뒤 라이트가 켜지고 일정 시간이 지나면 문이 열리는 흐름은 시퀀스 제어로 판단한다. 편차와 동작신호를 묻는 문제에서는 기준입력과 피드백을 비교하여 생성된 오차 신호가 제어기를 구동하는 동작신호임을 근거로 정답을 선택한다. 자동화 5대 요소에서 '두뇌'에 해당하는 항목을 묻는 문제는 프로세서가 정답임을 기억한다.
자동화 시스템에서 인간의 두뇌에 해당하는 부분으로, 제어정보를 분석처리하여 필요한 제어명령을 내려주는 제어신호 처리장치로 자동화의 5대 요소 중 하나인 것은?
정답 ③ · 질문은 자동화 시스템에서 인간의 두뇌에 해당하여 제어정보를 분석·처리하고 제어명령을 내리는 요소를 묻고 있다. 자동화의 요소들 중에서 정보 수집은 센서가 담당하고, 분석·판단·연산은 프로세서가 수행하며, 실행은 구동기, 통신은 네트워크, 동작 논리와 알고리즘은 소프트웨어가 담당한다.
자동화 5대 요소 중 제어정보를 분석처리하는 두뇌 역할은 프로세서이며 센서·소프트웨어·네트워크와 구분된다.
다음 중 자동제어에서 시퀀스 제어(Sequence control)를 설명한 것으로 가장 적합한 것은?
정답 ① · 문항은 시퀀스 제어의 정의를 묻고 있다. 시퀀스 제어는 사전에 정한 순서대로 제어 동작을 단계적으로 수행하는 방식으로, 단계들이 정해진 순서에 따라 순차적으로 실행되는 것이 핵심이다.
보일러의 압력이나 온도를 일정하게 유지하는 압력제어, 온도제어와 같이 목표값이 시간에 관계없이 항상 일정한 값을 가지는 자동제어는 다음 중 어느 것인가?
정답 ④ · 문제는 목표값이 시간에 관계없이 일정한 자동제어의 종류를 묻고 있다. 목표값이 고정되어 항상 일정하게 유지하는 제어는 정치제어(정치(一定)제어)로 분류된다.
목표값이 일정하게 유지되는 자동제어는 설정값이 변하지 않는 정치제어라고 한다.
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