Thread Content
이 글은 상, 중, 하 3부로 나뉩니다.복잡 제어 시스템에는 계단식 제어 시스템, 균일 제어 시스템, 비율 제어 시스템, 분단계 제어 시스템, 자동 선택 제어 시스템, 선제어 시스템 및 3충격 제어 시스템 등이 포함됩니다.지난 글에서는 계단형 제어 시스템과 균일 제어 시스템에 대해 소개했습니다. 이번 글에서는 비율 제어 시스템, 구간 제어 시스템, 그리고 자동 선택 제어 시스템에 대해 주로 설명하겠습니다.3) 비율 제어 시스템: 생산 과정에서는 종종 두 가지 이상의 원료를 정확한 비율로 혼합하여 가공해야 하는 경우가 있습니다. 이때 각 원료의 비율을 정밀하게 조절해야 하므로, 실제로는 비율 제어 시스템이 사용됩니다. 이제 단일 폐루프 비례 제어 시스템을 예로 들어보겠습니다. 주동 변수인 F1에는 피드백 제어가 없기 때문에 그 값은 변할 수 있습니다. 반면, F2는 종속 변수로서 F1의 변화에 따라 함께 변합니다. 안정 상태에서는 F2 = KF1이 성립하며, 여기서 K는 비례 계수입니다. 블록 다이어그램을 보면 F2가 폐루프 제어 회로를 형성하고 있음을 알 수 있으므로, 이를 단일 폐루프 비례 제어 시스템이라고 합니다.그림: 비율 제어 시스템 단일 폐루프 비율 제어 시스템은 일반적으로 F1 파라미터의 변화가 크지 않은 경우에 사용되며, 예를 들어 계량 펌프의 유량 제어에 활용됩니다.F1의 변화가 다음 공정에 영향을 미친다면, 이중 폐루프 비율 제어 시스템을 사용하거나, 공정의 특수한 요구사항에 따라 직렬 비율 제어 시스템 등을 활용해야 합니다.4) 분단계 제어 시스템: 분단계 제어 시스템을 설정하는 주된 목적은 조절 가능한 범위 R을 확대하여 특수한 제어 시스템의 요구사항을 충족시키는 것입니다；조절 품질 개선, 에너지 절약, 조절 밸브의 작동 조건 개선；시동 및 정지 시의 소량 유량과 정상 생산 시의 대량 유량 요구사항을 모두 충족시켜, 어떤 상황에서도 우수한 조절 성능을 발휘하도록 합니다；정상적인 생산 및 사고 상황에서의 안정성과 안전성을 확보합니다.아래의 블록 다이어그램을 예로 들면, 온수 밸브 A와 증기 밸브 B를 통해 물질을 가열하며, 열교환기 출구의 물질 온도가 일정하게 유지되도록 해야 합니다.증기를 절약하기 위해, 온수 밸브 A가 완전히 열려 있음에도 불구하고 온도가 우리가 설정한 값에 도달하지 않을 때에만 증기를 공급하여 증기 밸브 B를 엽니다.그림: 단계별 제어 시스템 그림에서 볼 수 있듯이, 온수 밸브 A가 모두 열린 후에도 온도는 여전히 설정된 값보다 낮습니다. 이때 온도 조절기는 60kPa 이상의 압력을 출력하여 증기 밸브를 열고 증기를 공급함으로써 온도를 설정된 값으로 맞춥니다.이 예시는 레귤레이터의 출력을 두 부분으로 나누어 두 개의 가스 온 조절 밸브를 제어하는 것이며, 공정 요구에 따라 가스 온 조절 밸브 하나와 가스 오프 조절 밸브 하나, 혹은 가스 오프 조절 밸브 두 개를 설계할 수도 있습니다.공정 생산의 특수한 요구사항을 충족시키기 위해, 분단계 제어는 컨트롤러의 출력 신호를 여러 개의 신호 구간으로 나눌 수도 있습니다. 각 신호 구간은 하나의 제어 밸브를 제어하며, 각 제어 밸브는 컨트롤러의 출력 신호가 가진 전체 범위 중 특정 구간에서만 작동합니다. 5) 자동 선택적 제어 시스템: 압축기, 펌프, 송풍기와 같은 장비가 과부하 상태에 빠지거나, 반응기의 반응이 한계에 도달했을 때, 혹은 대형 생산 설비의 가동/정지와 같은 긴급 상황에서는 일반적인 자동 제어 시스템만으로는 그러한 상황을 제어하기에 부족합니다. 이러한 문제들을 운영자가 직접 해결하려면 운영자는 매우 바쁘게 될 뿐만 아니라 실수를 할 가능성도 높습니다. 따라서 생산 공정의 안전 보호 및 자동 가동/정지 문제를 해결하기 위해 자동 선택적 제어 시스템, 즉 오버라이드 제어 시스템이 사용됩니다.이러한 제어 방식은 공정 생산 과정에서의 제약 조건들로 인해 발생하는 논리적 관계를 일반적인 제어 시스템에 추가하는 것입니다. 생산 과정이 그러한 제약 조건에 도달할 때, 안전하지 않은 상황이 발생하기 전에, 안전하지 않은 상황을 제어하기 위한 조절기로 전환됩니다. 이때 안전하지 않은 상황을 제어하는 조절기가 일반적인 제어 시스템을 대신하여 작동하며, 생산 과정이 다시 안전한 범위로 돌아올 때까지 그 상태를 유지합니다. 그 후에는 다시 일반적인 제어 시스템이 자동으로 작동을 재개합니다. 이러한 자동 선택 제어 방식은 때때로 자동 보호 제어 시스템이라고도 불립니다.다음 그림을 예로 들면, 암모니아와 공기의 유량은 유량 변환기를 통해 신호가 나누기 연산기로 전송되어 비율이 계산된 후, 그 비율 신호가 각각 KC 비율 조절기와 KY 오버슈트 조절기의 측정값으로 사용됩니다. KC 비율 조절기와 KY 오버슈트 조절기의 출력 신호는 LS 저선택기에 연결되어 밸브를 제어하게 됩니다.그림: 자동 선택 제어 시스템이 정상적으로 작동할 때, KY 오버라이드 조절기의 출력은 100kPa이며, LS 저선택기는 KC 비율 조절기의 출력 신호만을 이용하여 제어 밸브를 조절합니다.생산 과정에서 변동이 발생하여 암모니아와 공기의 유량 비율이 허용되는 안전 한계를 초과하면, KY 오버슈트 레귤레이터가 작동하여 출력을 줄이고 제어 밸브를 닫습니다. 이러한 상태는 암모니아와 공기의 유량 비율이 정상 범위로 돌아올 때까지 계속됩니다. 그 후에는 KC 비율 레귤레이터가 다시 자동으로 작동하기 시작합니다.(암모니아 파이프라인의 제어밸브는 일반적으로 기체 개방형 밸브를 사용함) 그림은 여기에 첨부하지 않았으며, 필요하다면 원문을 참조할 수 있습니다: https://www.sohu.com/a/308376089_120129629?sec=wd