액위 저수준 선택 제어 설계 방안
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최근 프로젝트에서 문제가 발생했습니다. 열교환기(증발기)의 액위가 낮은 경우를 제어하는 문제인데, 보통은 먼저 공정 측정값을 통해 액위가 높은지 낮은지를 판단한 다음 조절 밸브를 제어합니다. 하지만 설계 단계에서는 두 공정 값을 먼저 출력하여 제어하고, 마지막으로 MV나 OP 값을 비교한 후에 조절 밸브를 제어한다고 합니다. 설계 의도가 잘 이해되지 않아 여러분의 조언을 구합니다.
이 게시글은 마지막으로 zzllyp가 2020-4-16 05:10에 수정했습니다. 이렇게 하는 것은 공정의 안전을 위함입니다. 즉, 열교환기에서는 유량을 제어하고 온도도 함께 제어합니다. 온도가 특정 값 이상일 때는 밸브가 유량 PID에 따라 자유롭게 열리지만, 온도가 그 값보다 낮으면 밸브는 온도 PID OP에 따라 닫힙니다. 즉, 특수한 상황에서는 유량이 설정값에 도달하지 않았더라도 온도가 낮으면 밸브를 닫아야 합니다. 이러한 복잡한 제어 방식을 ‘선택 제어’라고 하며, DCS에서는 ‘오버라이드 제어’라고 합니다. 즉, OP에서 선택된 값이 AO 출력에 할당되고, 동시에 그 값은 PID 출력 회로에도 반영됩니다. 그렇지 않으면 오직 OP의 값만 고려되어 다른 PID는 계속해서 높은 값을 출력하게 됩니다. 예를 들어, 유량 PID OP의 출력이 50%일 경우, 온도가 충분히 높지 않으면 온도 PID OP의 출력은 100%가 될 수 있습니다. 그러면 밸브는 50%만 열립니다. 하지만 어느 순간 온도가 갑자기 낮아지면, 온도 PID는 100%에서 50% 이하로 조절되는 데 시간이 오래 걸립니다. 그동안은 온도를 즉시 반응시킬 수 없습니다.이러한 DCS 중에는 PKS의 OVERRIDE나 요코가와 시스템의 SH 블록과 같이 기능 블록을 직접 갖춘 제조업체도 있습니다.
2층의 답변은 매우 체계적이었습니다. 선택적 제어에는 두 가지 방법이 있으며, PV 값을 선택하거나 MV 값을 선택할 수 있습니다. 하지만 일반적으로는 MV 값을 선택하는 경우가 더 많습니다. 또한, 적분 과포화를 방지해야 하는데, 이는 오픈 루프 상태에서 출력값이 무한대로 커지거나 작아지는 것을 막기 위함입니다