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전기/전기용어

디지털 지시 조절계란?

디지털 지시 조절계는 온도 · 압력 · 유량 등의 물리량과 프로세스 량 (측정 값) 을 목표치와 비교하여 일치 시키도록 제어하는 제어기기입니다. 특히 자동화 공장에서 다양한 공정 제어를 위해 널리 사용되고 있습니다.

디지털 지시 조절계의 기능

입력 기능

조절계는 앞서 언급 한 바와 같이, 프로세스량을 다양한 기기에서 신호로 받아들입니다. 덧붙여서 입력 값을 PV (Process Variable) 라고 칭합니다. 또한 설정 값은 SP (Setting Variable) 라고 합니다.
입력의 예)

-. 열전대 : 제벡 효과를 이용한 두 금속 간의 기전력에 의한 온도 측정
-. 측온 저항체 : 금속의 전기 저항이 온도에 따라 변화하는 특성을 이용한 온도 측정
-. 계측 장비에서 출력되는 신호(온도,유량 등) : 직류 전류 ( 4 ~ 20mA 등), 직류 전압 (1 ~ 5V 등)
국내에는 azbil, 오토닉스 등 다양한 업체들이 판매하고 있습니다만, 입력 종류는 대부분 기본적으로 다르지 않습니다.

출력 기능

디지털 지시 조절계는 기본적으로 제어 장치이고 제어 프로세스가 다르기 때문에 구입시 사양을 결정해야합니다. 출력 점수도 용도에 따라 많이 필요할 수 있으므로 확인이 필요합니다.

출력의 예)

-. 전류 출력 : 4 ~ 20mA , 0 ~ 20mA 전류 출력 등 (가장 일반적)
-. 전압 출력 : 1 ~ 5V, 0 ~ 5V, 0 ~ 10V 등
-. 릴레이 접점 : 히터 같은 ON / OFF 제어에 사용
또한 제어 밸브의 개도량를 직접 제어하고, 인버터 등으로 출력하여 펌프와 모터의 회전 수 및 토출 압력 을 제어 할 수 있습니다.

이벤트 출력

디지털 지시 조절계는 SP 값과는 별도로 설정 한 수에 따라 내부 릴레이의 접점을 ON · OFF시키는 기능이 있습니다. 이것은 이벤트 (EV) 출력 기능 입니다. 예를 들어 온도 제어를하는 경우 PV 값이 70 ℃ 이상에서 EV 접점을 ON하도록 설정하면, 그 접점을 이용하여 알람음을 울리거나 설비를 정지시키는 동작으로 이용하는 것이 가능합니다. 또한 설정 값 부근에서 ON · OFF 동작을 반복하는 채터링 현상이 발생하게 된다면, 이를 방지 하는 기능도 가지고 있습니다. 주로 이벤트 출력은 두 개 이상을 지원하여, Light 알람과 Heavy 알람으로 출력하는 경우가 많습니다.

외부 입력

디지털 지시 조절계는 반대로 접점 신호를 입력하여 내부의 설정을 바꿀 수 있습니다. 예를 들어 입력 1이 ON 하면, 설정 한 조건에서 제어한다. 입력 2가 ON 하면, 설정 2의 조건으로 제어하는 것입니다. 모델에 따라 공정 조건을 다르게 가져갈 필요가 있을 경우에 사용하게 됩니다. 일일히 조절계에서 설정값을 매번 바꿔줘야하는 번거로움을 없앨 수 있겠습니다. 여러 모델을 처리하는 프로세스의 경우, 각각에 맞는 조건 설정을 제공함으로써보다 안전한 생산 활동을 할 수가 있습니다.

온도 조절계의 사용 예시

디지털지시조절계
온도 조절계 처리 예시

일정 온도의 온수를 공급하기 위해서, 온수 라인과 냉수 라인의 밸브 개폐량을 조절하는 설비입니다. 이 제어는 조절 밸브를 두 개, 그리고 출구 측에 온도계(측온 저항체)를 한개 설치하고, 조절계에 접속하고 있습니다. 먼저 조절계는 저항 온도계의 PV값과(60℃) SP값(80℃)에 차이가 있음을 인식합니다. 이를 해결하기 위해서 조절계는 증기와 냉수의 조절 밸브로 각각 신호를 보내고 한 쪽 밸브를 Close하거나 개폐량을 조절 합니다. 이 경우에는 온도를 올리기 위해서 냉수 밸브의 개폐량을 줄이게 되겠습니다. 단번에 온수를 대량 공급하면 설정 값을 크게 넘어서는 오버 슈팅 현상이 발생할 수 있습니다. 조절계는 이 오버슛팅을 방지하기위해 PID 제어처럼 다양한 방식의 제어방식을 가지고 있습니다만 여기에서는 생략하습니다. 이처럼 조절계는 자동으로 설정 값이 되도록 프로세스를 관리하는 제어 기기입니다.

요약

디지털 지시 조절계는 온도와 압력·유량등의 물리량과 프로세스량(측정치)을 목표치(설정 값)와 비교해서, 일치하도록 제어하는 기기이다. 조절기는 입력, 출력, 이벤트 출력, 외부 입력 등 폭넓은 기능이 있다.

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