PID 제어기로 급수탑의 수위제어를 구현한 융·복합 공정자동화 시뮬레이션에 관한 연구 (A Study on the Simulation of Fusion Complex Process Automation with Water Level Control of Water Tower by PID Controller)

서지정보

· 발행기관 : 한국전시산업융합연구원
· 수록지 정보 : 한국과학예술융합학회 / 37권 / 4호 / 415 ~ 427페이지
· 저자명 : 조현성

초록

물탱크 수위조절장치는 자주 설정수위를 넘나드는 불안정한 조건에서 운영된다. 본 연구는 도금과 같은 화학공정이나 산업공정과 같은 응용분야에서 물 또는 액체의 수위를 원하는 수준으로 유지하는 것이 중요 하기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 시작되었다. 본 연구의 목적은 불안정한 수위가 일반적으로 제 조공정의 장치와 장비의 손상을 초래하기 때문에 이 러한 문제를 해결하기 위해 4차 산업혁명의 모듈러 공정제어 장치(MPS)를 사용하여 일정한 수위를 유지 하도록 시도하였다. 연구내용은 하부 물탱크에서 상부 물탱크를 채우는 DC모터 물 펌프의 속도를 변경하여 물탱크로 유입되 는 물의 흐름속도를 조정하고 수위를 제어하였다. 이 때 적용한 제어방식은 수동·개방 회로제어, 수동·폐쇄 회로제어, 자동·개방 회로제어, 자동·폐쇄 회로제어로 4종류이다. 4종류의 제어방식을 비교하여 본 연구결과, 물의 공 급을 원활하게 지원하기 위해 자동·폐쇄 회로제어 시스 템을 이용하면 융·복합 공정자동화를 위한 연속적인 제 어가 용이하다. 그러나 임펠러 모터의 성능 한계로 인 해 펌프의 성능을 나타내는 유량과 전류의 상관관계를 나타내는 곡선이 이원화된 특징을 보였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 불안정한 펌프성능의 최소화를 위한 최적의 용량검토에 대한 선행 연구가 기대된다. 시험 장치로써 독일 페스토다이덱틱사의 MPS® EduKit-PA 와 소프트웨어는 FluidLab®-PA를 활용하였다.

영어초록

Water tank level controls operate in unstable conditions that often exceed the setpoint level. This study was started to solve this problem because it is important to keep the water or liquid level at the desired level in applications such as chemical plant or industrial processes. The purpose of this study was to attempt to maintain a constant level using the Modular based Process Control System (MPS) for the Fourth Industrial Revolution, because unstable water levels generally cause damage to equipment and device in the manufacturing process. In this working, we present to adjust the flow rate of water flowing into the water tank and controlled the water level by changing the speed of the DC motor water pump filling the upper water tank from the lower water tank. The control methods applied at this time are four types: manual and open circuit control, manual and closed circuit control, automatic and open circuit control, and automatic and closed circuit control. As a result of comparing the four control methods, continuous control using the automatic closed circuit control system is easy to support the water supply smoothly. However, due to the performance limitations of the impeller motor, the graph of the relationship between the flow rate and the current indicating the performance of the pump shows a dual characteristic. Therefore, an optimal capacity pre-review should be preceded to minimizing unbiased pump performance based on the research results. This work was demonstrated by MPS® EduKit-PA and FluidLab®-PA software from Festo-didactic, Germany.

참고자료

· 없음