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[화공실험]화공실험 열풍온도제어

Pre Report4장 열풍온도제어소 속:응용화학공학부2분반 4조성 명:이 홍 길학 번:200111577담당교수:조 성 효 교수님제 출 일:'06. 3. 291. 서 론(1) ON-OFF controlON-OFF control 제어 시스템 이해(2) ON-OFF control with Hysteresisrelay amplifier를 사용하여 hysteresis를 갖는 on-off 제어특성을 이해하는데 있다.(3) proportional control비례동작 온도제어 시스템의 특성을 이해하기 위함이다.(4) proportional plus integral control비례동작온도제어기에 intergral action을 더하였을때의 특성을 이해하는 것이다.(5) feedforward controlshutter가 열리는 변화에 의한 외란을 보상하기 위하여, 더해진 feedforward control action을 이해하는 것이다.(6) 실험장치2. 이 론(1) ON-OFF control (개폐(開閉)제어)제어장치는 그 대상에 대해서 제어하는 양을 목표로 하는 값에 일치시키도록 조작하는데, 그 조작량이 1 이나 0, 즉 목표값을 증가시키거나 감소시키는 두 가지 정보에 의해서 제어하는 방식이다. 시스템은 비교적 간단하나 복잡한 제어에는 문제가 많다. 릴레이 제어는 대표적인 온오프제어이며 경보용 ·조절용에 많이 사용된다. 점차 활발해지고 있는 디지털 제어도 미크로적으로는 이 방식에 연결되어 주목되고 있다.(2) ON-OFF control with Hysteresis (이력현상(履歷現象))히스테리시스라고도 하며, 줄여서 이력이라 한다. 이것이 뚜렷하게 나타나는 것에는 강자성체(强磁性體)의 자화(磁化), 탄성의 변형이 있는데, 이들을 각각 자기이력(磁氣履歷:자기히스테리시스) ·탄성이력(彈性履歷:탄성히스테리시스)이라고 한다. 이력현상이 나타나는 상태변화에 대해서는 상태변화와 이것을 일으키는 원인이 되는 물리량, 예를 들면 자화의 세기와 외부자기장, 변형과 외력과의 관계를 나타내는 곡선은 루프(loop)가 된다. 이것을 히스테리시스곡선이라 한다.(3) proportional control (비례제어(比例制御))자동 제어 방식의 하나로, 목표점을 벗어날수록 목표점으로 돌아가려는 힘이 커지는 방식. 온/오프 방식인 뱅뱅 제어보다 유연(smooth)하다.(4) proportional plus integral control (PID 제어)제어 변수와 기준 입력 사이의 오차에 근거하여 계통의 출력이 기준 전압을 유지하도록 하는 피드백 제어의 일종으로, 비례(Proportional) 제어와 비례 적분(Proportional-Integral) 제어, 비례 미분(Proportional-Derivative) 제어를 조합한 것. P 제어(비례)는 기준 신호와 현재 신호 사이의 오차 신호에 적당한 비례 상수 이득을 곱해서 제어 신호를 만든다. I 제어(비례 적분)는 오차 신호를 적분하여 제어 신호를 만드는 적분 제어를 비례 제어에 제어 신호를 만드는 미분 제어를 비례 제어에 병렬로 연결하여 사용한다. 자동화 시스템의 반응을 측정할 뿐 아니라 반응을 제어할 때도 사용되는 제어 방법이며, 온도, 압력, 유량, 회전 속도 등을 제어하기 위해 쓰이며, 과도 상태의 특성 등 PI나 PD 제어의 문제점들을 개선할 수 있다.(5) feedforward control (오토메이션(automation))오토메이션은 자동적이란 뜻을 가진 오토매틱(automatic)과 조작(操作)이란 뜻의 오퍼레이션(operation)이 합성된 새로운 단어이다. 1947년 미국 포드자동차사(社)에서 오토메이션부(部)가 신설되었을 때가 시초라고 한다. 오토메이션은 20세기 후반 기술혁신의 총아(寵兒)로 등장하여 모든 분야로 확대되어 갔으나, 기반은 제2차 세계대전 중과 그후 과학 ·기술의 발전에 힘입고 있다. 자동차공업에서는 실린더 블록의 가공에서 종래의 공작기계보다 한걸음 발달된 방법으로 연속적으로 가공하는 방법이 시도(試圖)되었으나, 전후에는 자동선반 ·프로그램밀링머신 등 모든 기계가 자동화되어 왔다. 화학공업에서도 각종의 계측기 ·조절기의 발달로 뒷받침된 계장기술(計裝技術)에 의하여 석유공업과 같은 대규모 연속제어시스템이 운전되게 되었다. 뒷받침된 공업 중에서도 중요한 것은 전자공업의 발달인데, 전자관은 20세기 초에 발명되었으나 전자관회로 연구는 제2차 세계대전 중에 크게 발달되어 레이더 ·텔레비전 마이크로파(波) 등이 실용화되었다. 1946년 미국에서는 전자계산기가 최초로 완성되었다. 전자계산기 연구는 전후에도 계속되어 1951년 미국에서 국세조사(國勢調査)의 집계(集計) ·분석에 이용되어 실용화의 영역에 도달하였다. 또, 트랜지스터 발명으로 비롯된 반도체 전자공업의 발달은 전자기기의 신뢰성을 비약적으로 개선하여 정밀한 여러 기기(機器)의 현장 진출을 가능케 하였다. 오토메이션은 제어기술에 그 기초를 두고, 이것은 시퀀스제어(sequence control:순차제어)와 피드백제어(feedback control:되먹임제어)로 대별할 수 있다. 시퀀스제어란 미리 정해진 순서에 따라 운전이 차례로 이루어져 일정한 결과를 내는 제어법으로서, 예를 들면 자동엘리베이터와 같은 것이 그것이다. 피드포워드제어(feedforward control)라고도 하며, 자동화의 기본이 되는 것이다. 되먹임제어란 어떤 조작의 결과를 측정하고, 그것이 기대한 값과 다를 때는 그 틀리는 방향과 정도를 근거로 조작 ·조정함으로써 결과가 항상 기대하는 값이 되도록 제어하는 것인데, 예를 들면 항온조(恒溫槽)와 같은 것이 그것이다. 시퀀스제어와 더불어 자동제어의 기본이다. 이 두 가지 제어방법을 적당히 응용하여 기계가공에서는 트랜스퍼머신, 화학공업에서는 계장(計裝)시스템, 그리고 여기에 여러 가지 형태로 전자계산기가 결부되어 하나의 종합적인 자동화가 이루어지는데, 전자를 메커니컬 오토메이션, 후자를 프로세스 오토메이션이라 한다.3. 실험방법(1) ON-OFF control① 그림과 같이 회로를 연결한다② 초기값을 설정한다fan speed(upper potentiometer):2Vchamber temp. set point(lower potentiometer):5V③ T1의 출력값을 기록계로 기록하기 위하여T1과 기록계의 +선을 연결하고, 기록계의 -선을 earth와 연결한다.chart speed는 3㎝/min로 조정한다.④ data sheet1에 heater cycle time과 extreme temperature를 기록한다.⑤ fan의 입력값을 10V로 바꾸어서 실험을 반복한다.⑥ 회로도의 점선과 같이 T2로 회로를 연결하고 위 실험을 반복한다.(2) ON-OFF control with Hysteresis① 그림과 같이 회로를 연결한다② 초기값을 설정한다fan speed(upper potentiometer):1Vchamber temp. set point(lower potentiometer):6V③ signal generator는 d.c. 에 놓고 Offset은 zero, level은 4V로 맞춘다.④ T1의 출력값을 기록계가 기록하고, 또 연결을 바꿔 T2의 출력값을 기록한다.chart speed : 1㎝/min⑤ data sheet1에 heater cycle time과 extreme temperature를 기록한다.(3) proportional control① 그림과 같이 회로를 연결한다② 초기값을 설정한다fan speed(upper potentiometer):5Vchamber temp. set point(lower potentiometer):5V③ signal generator는 d.c. 에 놓고 Offset은 0V로, level은 0V로 맞춘다.· proportional conrtoller gain Kp는 10로 한다④ T1의 출력값을 기록계로 기록한다.

공학/기술| 2006.04.01| 8페이지| 1,500원| 조회(602)

제어, 화공실험, 열풍온도제어

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