산-염기 중화반응의 PI control 실험

소개

산-염기 중화반응의 PI control 실험 보고서입니다.A+ 받은 레포트입니다.
도움이 되실 거라 확신합니다.

목차

1. 서론

2. 이론
2.1. Process control
2.2. Feedback control
2.3. PID control
2.3.1. P control
2.3.2. PI control
2.3.3. PID control
2.4. Controller
2.4.1. sensor
2.4.2. actuator
2.5. IMC metod
2.6. Process

3. 실험 장치 및 방법
3.1. 실험장치
3.2. 실험방법
3.2.1. 시약준비
3.2.2. Calibration
3.2.3. Open loop test
3.2.4. PI control

4. 실험결과
4.1. Calibration
4.2. Open loop test
4.3. PI control

5. 결과에 대한 고찰

6. 결론

[Appendix]
1. IMC metod
2. 완충용액의 효과

본문내용

1. 서 론
이번 실험에서 알아보고자 하는 산-염기 중화반응은 반도체공정이나 생물반응기 등 많은 화학 ․ 생물공정에서 이용되고 있다. 따라서 이러한 공정에서 우리가 원하는 pH 값을 얻기 위해 공정을 제어하는 것은 매우 중요하다. 본 실험에서는 산-염기 중화공정을 PI mode로 제어해 보고자 한다.
이를 위해 컴퓨터의 제어시스템 구성과 각 요소의 기본 동작원리를 이해해야 하겠다. 제어 시스템에는 어떠한 종류가 있는지를 숙지하고, 각각의 이론적인 배경을 바탕으로 이번 실험에서 PI control를 이용하는 이유를 아는 상태에서 실험을 진행한다.
이론적인 바탕과 주어진 매뉴얼에 따라 calibration을 수행하고, IMC 모델에 근거하여 open loop test를 통한 PI controller의 parameter tuning을 수행한다. 그 후, 설정한 tuning parameter ()를 입력하여 제어를 실행하고 그 결과를 얻을 것이다. 본 보고서에는 이러한 과정들이 서술될 것이며, 이는 제어시스템에 대한 이해를 높이는데 기여할 것이다.
2. 이 론
2.1. Process control
화학공정의 운영에서 안전하고 효율적인 운용이 점점 중요한 문제가 된다는 관점에서, 공정제어가 매우 중요한 분야로 부상되고 있는 것은 지극히 당연한 일이라고 볼 수 있겠다. 공정제어를 통해 원하는 조업조건을 얻거나 불완전한 공정설계를 보완할 수도 있다.
그러한 제어과정은 아래의 [Fig. 1]에 잘 나타나 있다. 우선, sensor를 이용하여 process state 중에서 중요한 변수를 측정하여 이를 원하는 값과 비교한다. 그 후, controller에서 action을 취하여 actuator에 signal을 보낸 후 actuator에서 변수를 조절한다.
그러한 공정제어의 예로 heating tank를 들 수 있다. [Fig. 2]에서 보는 바와 같이 이 tank에 유입되는 액체의 질량은 W, 온도는 T이다. 이 tank의 내용물은 잘 교반되며 전기히터에 의해 가열된다

참고자료

· 가. 단행본
· Carlos A. Smith, Armando B. Corripio, 1997, Principles and practice of automatic process control, 2nd ed., John Wiley and Sons.
· Seborg D.E., Edgar T.F., Mellichamp D.A., 2004, Process dynamics and control, 2nd ed., John Wiley and Sons.
· Thomas E. Marlin, 2000, Process Control 2nd Edition, Mc crow Hill.
· 나. 웹페이지 및 프로그램
· http://www.cheric.org/education/control/.
· http://www.cheric.org/community/cafe/cafehome2.php?cafe=organicchem
· http://e-pump.co.kr/Class/
· Appendix