다단 액위 제어

소개

화학 공정제어의 이론적인 바탕을 배경으로 실제 공정에 대한 제어실험을 통하여 화학공정제어 특히 PID Controller에 대한 기본적인 내용과 각각의 변수들을 실험에 의하여 구하고 이들이 의미하는 바를 자세히 알 수 있다는 것에 그 의미를 부여한다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 순서
4. 실험 결과
5. 논의 및 고찰

본문내용

1. 실험 목적
화학 공정제어의 이론적인 바탕을 배경으로 실제 공정에 대한 제어실험을 통하여 화학공정제어 특히 PID Controller에 대한 기본적인 내용과 각각의 변수들을 실험에 의하여 구하고 이들이 의미하는 바를 자세히 알 수 있다는 것에 그 의미를 부여한다.

2. 이론

(1) 공정 제어(Process Control)

① 제어 관련 기본 용어
◎ 관련 변수
◦ 제어변수(CV) : 제어하고자 하는 변수
◦ 조작변수(MV) : 제어변수를 변화시킬 수 있는 변수
◦ 외란변수(D) : 제어변수를 변동시키는 방해요인
◦ 설정점(SP) : 제어변수가 유지되어야 하는 수준/값
◎ 제어요소
◦ 공정(Process) : 제어 대상(최종제어요소+공정자체+센서)
◦ 제어기(Controller) : 제어동작을 출력하는 장치
◎ 블록선도
◦ 제어시스템에서의 정보흐름을 블록과 선으로 표현
② 공정 제어(Process Control)란?
◦ 공정의 제어변수(CV)를 외란(D)하에서 조작변수(MV)를 적절히 조작하여 주어진
설정점(SP)에 최대한 근접하게 유지하도록 하는 것.
③ 공정제어의 필요성
◦ 공정 안정성 확보 : 허용가능 압력, 액위, 온도, 농도의 유지
◦ 제품 규격 만족 : 농도, 유량, 분자량, …
◦ 환경 규제치 만족 : 배출 Sox, Nox 동도, 폐수의 pH 농도
◦ 운전 제약조건 만족 : 촉매 비활성화 방지를 위한 온도 제약치, 펌프 suction loss
방지를 위한 최소 액위, 압축기 surge방지를 위한 최소 압력
◦ 공정 감시 및 진단 : Know what happens in the field and Do correct actions!!!
◦ 공정 경제성 극대화 : 최적 운전 조건
④ 대표적 제어전략
◎ 되먹임 제어(Feedback Control)  대부분의 산업 제어기가 이 부류
◦ 제어변수를 측정하여 제어
◦ 외란의 원인과 상관 없이 제어수행
◦ 공정의 모델을 모르더라도 제어가능
◦ 궁극적으로는 CV와 SP간의 오차가 없어짐
◦ 제어 오차가 발생해야만 제어동작 수행  완벽한 제어가 불가능함, 동특성이 느리고
시간 지연이 큰 공정의 제어가 어려움
◎ 앞먹임 제어 (Feedforward Control)
◦ 외란을 측정하여 제어
◦ 외란이 제어변수에 영향을 미치는 것을 선 보상하므로 완전한 제어가 가능함
 시상수가 큰 공정에 효과 큼
◦ 제어기 설계 공정의 모델이 필요함
◦ 모델이 부정확하면 제어성능 저하
◦ 측정 안된 외란에 대해서는 보상불가  단독으로는 사용하지 않음
 되먹임 제어와 앞먹임 제어의 장점, 단점을 상호 보완하기 위해 보통 두 제어를 같이
쓰는 것이 적용됨.

(2) PID 제어기

참고자료

· ◦ 공정제어 인터넷 강의 교재(8장, 11장)
· ◦ 실험 인터넷 교재
· ◦ GOOGLE 검색 ( PID 제어 튜닝; 파일 같이 보냅니다.)