[화학공학이론 및 실험]
공 정 제 어
1) 실험목적
PCO[Process Control Optimization] Tools는 화학 공정에서 사용되는 기기들을 PID 제어기를 통하여 최적화 되는 과정을 시뮬레이션 하는 소프트웨어이다. 화학 공정과 관련된 기기들을 구입하기 이전에 시뮬레이션을 통하여 최적적인 값을 예측함으로써 알맞은 기기들을 구입하게 된다. 이에 PCO Tools는 공정제어 관련 소프트웨어로서 사용자가 직접 간단한 값을 입력함으로써 실제와의 값을 비교할 수 있게 된다.
2) Introduction
이 공정제어 실험은 전체 3 과정으로 이루어져 있으며, 6단계로 나누어져 있다. 총 6단계를 모두 시행한 뒤, PID 제어기를 통하여 결과값을 얻고, 이를 최적으로 구한 공정 결과 값과 비교하였다.
3) Theory
◆ PID 제어
❶ PID 제어기(비례적분 미분제어기) : 화학공정산업에서 가장 일반적으로 사용되는 제어기. 거의 대부분의 유량제어, 압력제어, 액위제어 뿐만 아니라 조성과 온도제어에도 사용.
❷ PID (비례적분 미분제어) 계산방식
ⓐ ISA(미국계측협회)의 위치형 표준
정동작 제어기
→ : 사용자가 정하는 조정변수 , , 제어기가 연결되었을 때의 출력치, : 제어기 이득
역동작 제어기
공정이득
정동작 구동기
역동작 구동기
양
정동작 PID
역동작 PID
음
역동작 PID
정동작 PID
ⓑ 제어기 이득을 표시하는 다른 방법
비례띠(proportional band, PB) : PB는 를 무차원 형태로 사용할 때 의 항으로 표시 가능.
ⓒ 미분돌발
설정점 변화가 위의 식1과 식2와 같이 가해지는 경우 계산치의 순간상승이 의 순간상승 야기. 이러한 특성을 미분돌발이라 함. 이 경우는 를 으로 치환 후 다음의 정동작 제어기를 사용하면 해결
※ 비례적분미분제어 계산방식에 측정치기준 미분이 권장되는 이유 : 미분돌발에 민감하지 않기 때문
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2013.05.02
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