전기식 자동제어 시스템

`,.' 2015. 4. 20.

전기식 자동제어 시스템

전기식. 전자식 및 공기식은 검출부에서 검출한 아날로그 신호(온도, 습도. 압력등)를 조절부에서도 신호형태의 변환없이 아날로그 신호를 직접 사용하기 때문에 아날로그 방식이라고 하며, DDC방식은 검출부의 아날로그 신호를 조절부에서 디지털신호형태로 변환하여 연산·처리하기 때문에 디지털방식이라고 한다. 아날로그 방식이든 디지털 방식이든 그 제어방식에 관계없이 이 제어방식들은 실내의 온도, 습도,공기성분 및 압력을 쾌적한 상태로 유지하는 것을 그 목적으로 한다.

1. 전기식 자동제어 시스템의 특징

공조설비 자동제어에서는 통상 온도. 습도, 압력 등의 제어량을 취급한다. 전기식에서 이 제어량의 변화는 같은 각종 검출부에 의해 기계적인 토크로서 나타나게 된다.이 토크는 조절부의 연산부 즉 스프링 레버 기구에 의해 목표치와 비교되어 각종 스위치, 포텐쇼미터를 거쳐서 전기적 신호로 변화되는 과정을 거치게 되는 특징과 그림과 같이 검출부와 조절부가 일체형으로 되어 있다는 특징을 가지고 있다.

2. 온도조절기의 구성

2-1 온도 검출부

(1) 벨로즈

실내형 온도 조절기에 이용되며, 재질로는 청동, 황동, 스테인레스 강 등이 사용된다. 내부에는 온도 범위에 따라 프레온, 톨루엔, 에틸에테르 등의 팽창성 액체나 기체가 봉입되어 있으며, 주변 온도 변화에 의한 벨로즈의 신축을 스프링레버기구를 매개로 해서 전기접점의 개폐,또는 포텐쇼미터의 구동자(와이퍼)를 움직인다. 비교적 큰 토크를 얻을 수 있다.

(2) 이중 다이어프램

실내형 온도조절기에 사용되며, 원형 파상의 판을 2매 합치고 내부에 휘발성의액체를 봉입 한 것이다. 구조가 간단하고 가공성이 좋으며, 응답속도가 빠른 등의 특징이 있다. 재질로는 인청동, 베릴리움 청동, 스테인레스강 등을 사용한다.

(3) 원격밸브

주로 삽입형 온도조절기에 이용된다. 감온통과 벨로즈에 팽창성 액체나 기체(프레온, 톨루엔, 에틸에테르 등)가 봉입되어 있으며, 감온통 주변의 온도변화에 의한 팽창성 액체의 압력변화에 따라 실드벨로즈가 신축하여 전기접점의 개폐 또는포텐쇼미터의 구동자를 움직인다. 다만 다이어프램의 스트로크가 작기 때문에 전설정범위에 대해서 높은 정밀도를 얻는 것이 어렵다. 또한 캐필러리 튜브 및 다이어프램의 온도는 반드시 감온통 부분의 온도와 같지 않기 때문에 이 온도차가직접오차로 발생한다. 이 오차를 작게 하기 위해서는 감온통의 용적과 캐필러리튜브 및 다이어프램의 용적비를 가능한 크게해야 된다.

2-2 조절부

조절부는 전술한 검출부의 물리적인 변위신호를 받아 조작기가 2위치, 다위치,플로팅 동작 또는 비례 동작을 하도록 한다. 가동측의 접점을 "극" 혹은 "Pole"이라고 하고. 고정측의 접점을 "투" 혹은 "Throw"라고 한다. 그 조합을SPST(Single Pole Single Throw) 또는 SPDT (Single Pole Double Throw)라고 한다. 가동접점에 접속된 결선 단자를 공통(Common)단자, 고정접점에 접속된 단자를 상시 닫힘(NC : Normally Close)단자 또는 상시 열림(NO : Normally Open)단자라고 한다. 그림 3린은 상시열림 단자가 된다. 이 상시(Normally)라고 하는 것은 전기적인 신호로 작동하는 경우에는 전원이 작용하지 않은 상태를 의미하는것이며, 기계적인 신호로 작동하는 경우에는 조작력이 작용하지 않은상태를 의미한다. 온도,습도, 압력 등을 제어할 때, 전기식 자동제어 시스템에서 주로 사용되는 조절부로서는 스탭스위치, 마이크로스위치, 수은스위치, 밸런싱릴레이 및 포텐쇼미터 등이 있다.

ACTUATORS BALANCING RELAY : 온도 비례제어 등의 출력{4㎃(1V) ~ 20㎃(5V)} 신호를 받아,

INPUT된 신호 량에 따라 구동부에 출력을 발생시키고,

포텐션메타(135Ω)가 회전각을 검출하여, 출력량을 조절하는

기능을 말함.

2-3 온도조절기

(1) 실내용 온도조절기

조절부인 마이크로스위치를 ON/OFF 시켜 조작부인 전동기, 전기히터 또는 전자밸브를 ON/OFF(2위치 제어)하게 된다.

(2) 삽입형 온도조절기

덕트. 탱크. 보일러내의 공기나 유체의 온도를 제어하는데 사용하며, 통상 냉난방 시스템에서 댐퍼나 밸브를 제어하는데 사용된다.

삽입형 온도조절기

에틸렌 계열의 팽창성 액체를 봉입한 감온부로 온도 변화를 검출하여 다이어프램설정기구 및 레버기구를 거쳐 마이크로스위치 1개(냉방 또는 난방전송) 또는 2개(냉난방겸용)를 ON/OFF 시켜 2위치 동작을 하는 온도조절기와, 포텐쇼미터를 사용하여 비례동작을 하는 온도조절기를 나타낸다.

3. 습도조절기의 구성

습도검출부와 습도조절부로 구성된다. 전기식 습도조절기의 검출부로 폭 넓게 사용되고 있는 물질로는 모발과 나일론 리본이 있다. 이러한 팽창성 물질은 주변공기의 수분량의 증감페 따라 신축하는 성질이 있다. 이 신축하는 힘으로 온도조절부에서 사용한 것과 같은 각종 스위치나 포텐쇼미터의 와이퍼를 구동한다. 즉습도변화를 전기적 신호로 변환시키는 장치이다.실내용 습도조절기

덕트에 설치하여 상대습도를 2위치 제어하는 삽입형 습도조절기이다. 상대습도를 검출하고 그 변위로써 SPDT 수은 스위치를 ON/OFF하며, 이 접점에 따라 전자밸브가 2위치 제어된다. 삽입형 습도조절기도 제습용과 가습용으로 구분된다.습도 설정범위는 35∼65(%RH)이며, 허용주위온도는 16∼52(℃), 동작간격은 고정되어 있다. 수은스위치를 사용하기 때문에 진동이 없는 곳에 수직으로 설치하여야 한다.

삽입형 습도조절기

4. 압럭조절기의 구성

① 용 도 별 - 전압조절기(통상 압력조절기라고 한다. ), 차압조절기, 정압조절기

② 압력범위 - 진공압력용. 미압용, 저압용. 중압용, 고압용

③ 사용조건 - 방수형, 방폭형, 내진형

④ 제어동작 - 2위치동작. 비례동작

압력조절기도 다음과 같온 압력검출소자를 이용하여 그 변위에 따라 조절부인 마이크로스위치나 수은스위치, 포텐쇼미터를 구동한다.

4-1 압력검출소자

일반적으로 다음과 같은 종류를 주로 사용한다 모두 기계적인 방식으로서 압력변화에 따라 탄성체의 변형량으로 검출한다

(1) 다이어프램

금속 또는 비금속막의 감도가 높으므로, 일반적으로 500(mmHg)이하의 저압용 검출에 적당하다. 금속성으로는 청동, 인청동, 베릴리움동 등을 사용하여, 한쪽또는 양쪽에 압력을 가했을 때 발생하는 편위를 검출하는 방법이다. 비금속성으로는 고무, 네오프렌, 테프론 등이 주로 사용된다.

(2) 벨로즈

밸로즈는 박판 원통의 측면에 많은 주름을 갖고 있어 압력변화에 따라 수직 방향으로 신축이 가능한 압력용기이다. 압력을 가하면 벨로즈가 줄어들어 압력에비례한 만큼 변위가 생긴다. 브르돈관에 비하여 출력이 크므로 현재 압력검출부로서 폭 럴게 사용되고 있다. 재질로는 인청동, 황동, 스테인레스 등이 사용된다.

(3) 브르돈관

브르돈관(C형)은 타원단면의 금속관을 활 모양으로 구부려서 한 끝을 봉한 것으로서, 개방단에 압력이 가해지면 관은 펴지려 하기 때문에 한쪽 끝에 변위가 발생한다. 감도는 그 반경에 비례한다. 감도를 보다 높이기 위한 스파이럴형, 헤리컬형의 브르돈관도 있다 일반적으로 고압검출용으로 사용되며, 재질로는 청동,인. 베릴리움동 등이 쓰인다.

5. 그 외 조절기 및 검출스위치

5-1 엔탈피 조절가(EnthaIpy Controller)

• 엔탈피에 의하여 작동

• 외기 댐퍼의 최적 제어

• 온습도 감지기내장 있음

• 분리된 모델은 전자 혹은 전자기계 제어용으로 사용가능

• 외기 덕트 내부의 어떤 위치에도 설치 가능

• 방진 스위치 사용, 장기간 신뢰성 보장

• 스테인레스 케이스

5-2 액체흐름검출스위치 (liquid flow Switch)

• 내식성 재료 사용

• 컴팩트한 구조

• 마이크로 스위치를 내장

• 배선 편리

• 조정나사를 사용하고 수동조정이 가능

• 파이프 크기별로 사용이 가능

• 칼날형 베어링(Knife-Fdged Bearing)을 사용하여 동작시 마찰을 최소화

5-3 이온화 연감지기(Smoke Detector)

• 24 VAC/DC 또는 120/220 VAC 작동

• 얇은 측면

• 이온 또는 광전 헤드 적응

• 검출기 헤드로부터의 간단한 교체 (트위스트인/트위스트아웃)

• 91.44~1219.2 m/min (300~400 FPM)의 공기 덕트 속도

• 두가지 형태

• 원격 LED 및 발신기용의 강력한 출력

• 원격 테스트 장치 (선택사항)

• 원형 또는 사각면 덕트에 대한 간편하고 빠른 설치

• 외관 미려

• UL 268A 기재

5-4 차압 검출스위치(Air Pressure Switch)

• 차동식, 진공식, 압력식

• 다양한 기능

5-5 평균 온도 검출기

• 동판구조의 내습성/온도민감성 저항 검출소자

• 덕트내의 평균온도의 감지

5-6 외기습도검출기

• 정밀한 지시, 기록, 조절

• 주위의 상대습도에 따라 전기저항치 변화

5-7 압력발신기

􀂗 Piezoresistive Sensor 로 측정

• 높은 Span-turndown 비

• 향상된 온도 압력 보상비

• 정확도

• 원거리에서의 설정값 조성 및 점검

• 타 ST3000/SeriesS900 모델과 호환

• 충격, 진동, 부식 및 습기에 강함

6. 조작기

조작기란 조절기로부터 전송되어 온 제어동작신호에 의해 움직이게 되는 모듀트를 모터, 댐퍼조작기. 밸브조작기, 밸브연결구. 댐퍼 그리고 밸브 등을 말하며,액츄에이터(Actuator)라고도 한다. 조작기는 독자적으로 어떠한 제어동작을 할수가 없으며, 단지 조절기의 제어동작신호를 따르기만 할 뿐이다. 온도, 습도 또는 압력에 관계없이 2위치식 조절기로부터 전송되어 온 제어 신호가 ON신호이면이 신호에 따라 밸브조작기는 밸브를 열고. OFF신호이면 밸브조작기는 밸브를 닫게 된다. 또는 조절기가 비례식이라면 검출된 편차에 비례하는 제어신호(저항 변화에 의한 전류변화)를 밸브조작기에 보내며 이 신호에 따라 밸브조작기는 밸브를 그 편차 크기만큼 편차를 제거하는 방향으로 움직이게 할 것이다. 따라서 모든 조작기의 제어동작 및 그 동작의 크기는 오로지 조절기에 의해 결정된다 그러나 조작기가 오직 조절기에 의해 여러 가지의 제어동작을 취하여, 그 제어의 정밀도가 결정되기는 하지만, 어떠한 밸브 또는 어떠한 댐퍼를 선택하느냐에 따라제어의 속도, 제어량 등과 같은 그 제어의 특성이 달라지게 된다. 냉수, 온수,증기 또는 외기 등의 제어량을 최종적으로 조절하는 것은 바로 이 밸브나 댐퍼이기 때문이다

( 1 ) 각종 제어방식에서 사용하는 조작기

① 댐퍼조작기

댐퍼조작기(Non spring return type)

댐퍼조작기(Spring return type)

• 고품질 / 신뢰성

• 강력한 회전력

• 소형, 경량으로 좁은 공간에 설치 용이

• 낮은 소비전력

• 수동개폐 스위치로 수동조작 용이

• 직접설치 및 직접결선

② 전동조작기(Modutrol motor)

저전압 전동조작기

• 신뢰도가 높음

• 발열, 소음의 염려가 없음

• 보조 스위치, 보조 포텐쇼메타의 연결이 용이

• 링케이지에 따라 각종 크기의 밸브, 댐퍼를 구동

전동조작기

• 신뢰도가 높음

• 발열, 소음의 염려가 없음

• 보조스위치, 보조 포텐쇼메터의 연결이 용이

• 연결구에 따라, 각종크기의 밸브, 댐퍼를 구동

계장용 기호

새로운 기계나 구조물, 건축물등을 제작 또는 사용하고자 할때에는 우선 사용목적을 잘 생각하고, 구성하여 구조나 크기를 결정해야 하고 그림을 그리면서계획을 세우게 된다. 이와 같이 기계에 대한 설계를 기계 설계라 하는데 계장에서도 계장 계통도가 있다. 계장 계통도란 조작점을 정하고 기록,조절,경보등을표시하고 계측제어 Loop를 명시한다. 이 경우 Process Flow Sheet 에는 반드시실제 장치들을 전부기재할 필요는 없고 이해하기 쉽도록 적당히 간략화한 방법이 편리하다. 계장 계통도 작성시 사용 되는 통일된 기호는 JIS Z 8204-1970 "계장용 기호"로서 규격화 되어 있다.

1. 문자기호

계장 계통도에서는 문자기호와 그림기호로 구분하고, 문자 기호는 계측제어 대상을 나타내는 변량기호와 계측설비의 형식 또는 기능을 표시하는기능기호, 계측설비 하나 하나를 식별할 필요가 있는 경우에 사용되는 것으로 개별기호가 있다.

변량기호

기능기호

문자기호 붙이는 방법

계장 계통도를 그릴때 문자기호를 붙인다는 것은 장치에 TAG NO를 부여 하는것과같은 의미를 갖는다. 문자기호를 붙이는 방법은 변량기호가 앞에 오며, 그 다음으로 기능기호들이 1개이상 붙으며 이때 기능기호의 나열은 일정한 규칙이 없다.기능기호 뒤에는 필요에 따라 일반적으로 세자리의 아라비아 숫자로 이루 어진개별기호를 붙여 문자기호가 완성된다. 예를 들어 유량지시 제어계라는 계장계통도에서 제어계를 이루는 계기에 대해서 문자기호를 붙이는 것은 <그림 1-4 유량지시 제어계>에서 보는바와 같이 배관내 흐르는 냉각수 유량이 0 ∼ 1000 ℓ/h이라 한다면, 검출단인 오리피스에서 유량 400 ℓ/h를 검출하여 조절계로 보내고,조절계(FIC-001)는 수동 또는 자동으로 설정되어진 목표값 500 ℓ/h 와 제어량400 ℓ/h를 비교하여 제어편차 -10％를 구하고, 다시 PID 연산회로등을 거쳐서조절계 출력인 조작량을 증가 시킨다. 이로써 밸브(FCV)는 개도를 더 열게 됨으로 배관내 흐르는 유량은 증가되고, 검출부인 오리피스(FE-001)에서 검출되는 양의 증가로 조절계의 제어 제어편차는 점차 감소하게 되면서 일정시간후 목표값과제어량이 일치하게 된다.

그림기호

계장 계통도에서는 사용되는 있는 그림기호는 계측용배선 및 배관,검출기 표시계기,조절기 및 전송기, 조작부로 구분한다. 사용 방법으로는

1) 그림기호를 적용시 원내 상반부에는 문자기호를 하단에는 개별기호를 사용한다.

2) 원으로 나타내지 않는 그림기호에 문자 및 개별기호를 기입할 필요가 있을 때에

는 그림기호로 부터 선을 그어 원을 그린다음 1)항과 같이 기재하거나 원을 생략하고, 그림기호 옆에 문자 기호 및 개별기호를 기입해도 좋다.

계측용 배관 및 배선 그림기호

검출기

표시계기,조절기,전송기

조작부

밸브 및 부속기기 그림기호

계장용 신호

계측제어를 하기 위해서 검출해야 할 양으로서는 온도,유량,압력,액위 성분등이 있다. 이들의 양은 그대로는 목표치와 비교하거나 멀리 떨어진 장소에 전송하는데에 적합치 않다. 따라서 검출부는 이들 양을 보다 취급 하기 쉬운 신호로 변환하는데 이것을 계장용 신호라 부른다. 계측제어에서 신호로 사용되는것은 공기압,전압,전류,디지탈,광신호등이 있다. 물리량 변환의 과정를 두가지로나누어 생각하면, 1차 변환에서는 계측 제어대상인 물리량을 힘,변위,전압,전기저항으로 변환되고, 2차변환 과정 에서는 1차 변환의 출력 신호에 보조 에너지를 가하여 공기압,또는 전압 전류신호등으로 얻어진다. 즉, 2차변환에 의해보다 취급하기 쉽고 통일된 신호가 얻어진다. 1차 변환을 하는 것을 검출기라하고, 2차 변환만을 하는 것을 전송기라 한다, 또한 하나의 장치에서 검출기와전송기 기능을 모두 하는 것을 검출 전송기 또는 간단히 전송기,발신기 또는 변환기라고 하는 경우가 많다. 계장용 신호를 정리하면 아래 표와 같다.

공기압 신호

압력은 배관을 사용하면 적은 오차로서 신호 및 동력 전송이 가능하다. 이때사용되는 매체로서 기름,물,공기가 주로 사용되는데 액체의 매체는 높이차가있으면 오차가 발생된다. 따라서 동력의 전송에는 많이 사용되고 있으나 신호의전송에는 공기압이 사용된다. 일반적으로 신호 레벨은 0.2 ∼1.0 kgf/㎠ 이다공기압 전송은 이전에는 공업량 계측에 전반적으로 사용되었었다. 그러나 최근일렉트로닉스 기술의 발달에 따라 전기식이 대부분이나 아직도 사용 되는 부분이 다음과 같은 특징이 있으므로 많이 사용한다.

① 전기식 전송은 전기적 환경이 나쁜 곳에서는 노이즈 영향이 크다. 반면 공기식은 노이즈 영향이 없다.

② 전기식은 폭발성 가스가 있는 곳에서는 폭발을 야기할 수 있으나 공기 식의경우는 전혀 그 우려가 없다.

③ 단순히 신호 뿐만 아니라 파워를 전달하는데 겸용할 수 있다. 단점으로 전송거리가 길면 신호 전달지연이 생긴다. 따라서 공기압 신호의 전달 거리는 통상 100∼150 m 이내로 되어 있다.

전압신호

센서자체가 전압출력을 내는 원리로 브리지회로, 스트레인게이지,자계와 홀 발전기 등이 있으며, 전압신호의 경우 전압이 높음과 동시에 신호원의 내부 저항이 낮아야 하고, 부하의 내부 저항은 대단히 켜야 한다. 그러지 아니하면신호원의 기전력이 부하에 정확히 전달되지 않는다. 따라서 이때 신호원 다음에 증폭기를 사용하면 전압을 높일수 있을 뿐만 아니라 내부 저항을 크게 할수 있다. 계장용 신호로 사용되는 전압레벨은 1∼5V이며, 계기반내 근거리 전송시 사용한다. 단점으로는 노이즈가 많은 장소에 신호 전송오차가 크다. 한편미약 전압은 특수 케이블을 사용하는 일이 많으며, 보상도선을 이용하는 열전대 기전력 전송,전자유량계 검출부와 변환기간 신호 전송, 로드셀에서 변환기까지의 신호전송에 이용되며, 사용 신호레벨은 0 mV ∼ 10 V이다.

전류신호

전기식 전송의 경우 신호전송에 전류를 쓰이는 예가 많다. 전류 신호는 전압신호에 비해 노이즈가 강하다. 그 이유는 유도잡음은 정전 유도잡음과 전자 유도잡음은 전압으로 되어 신호 케이블에 유도 된다. 이 때문에 전압 신호에는잡음 전압이 중첩되기 때문에 노이즈에 약하지만 전류 신호는 송신회로 입력 임피던스가 높기 때문에 잡음 전압이 수 볼트 유기 되어도 잡음 전류는 적게 된다. 송신측에서 이용되는 파워가 작으므로 보통 신호 레벨이 4 mA 정도라면 전송측의 각종 전원에 이용할 수 있다.전류 신호의 적용 예로서 노이즈에 강하기 때문에 현장 계기에서 계기반 까지의 신호 전송 거리가 먼 다른 시스템에의 전송이다. 전기식이 전압과 전류 신호로 구분 사용되고 있으나 대부분 전류신호를 채택하고 있는 것은 다음과 같은 특징이 있으므로 많이 사용한다.

① 전압출력의 경우 신호 임피던스나 배선의 임피던스에 의한 전압 강하가 있으며 그것이 오차의 원인이 된다. 그에 대해서 신호로서 전류를 사용 한다면 오차가 생기지 않게 된다. 즉 원리적으로는 전압은 저항에 의해 변화하지만, 전류는 저항에 반하여 흐르므로 저항 변화로 인한 오차를 없앤다.

② 전류 신호로서 예를 들면, 많이 사용하는 4∼20 mA 신호 레인지와 같이 0에서시작되는 것이 아니라 조금 높은 신호를 사용하는 경우가 많다. 이 경우 전송기에 전원 공급선과 전송 신호선을 겸용한 2선식 배선이 가능하다.

③ 전류 신호는 250 Ω 저항을 수신측에 맡기는데, 따라서 쉽게 전압신호로 변환이 가능하다

조절계의 PID 동작

각종 프로세스 산업에 있어서 플랜트 각부의 계측제어는 아날로그신호를 주로취급하는 각종의 공업계기에서 출발하여 이제는 디지탈 신호를 처리하는 인텔리젠트화된 계기 및 전자계산기를 도입하여 플랜트의 최적운용 경제적 운전에 관한 계산, 공정 스케쥴링을 행하며, 그 결과를 운전자에게 지시하거나 외부의 자동제어 설정부에 보내어 직접 조작부를 제어한다. 조절계에 의한 프로세스 제어는 종래에는 대부분 사용되었지만, 이제는 소규모 계장 또는 분산제어시스템을채용시 경제성이 없는 곳이나 플랜트운전에 있어 비상시 운전용으로 사용되고있다.

가. 조절계의 운전모드

1) 수동운전

조절계의 운전 모드는 세가지로서 수동 운전,자동 운전,캐스케이드 운전이며, 운전 모드를 선택하는 것은 조절계 전면부 운전모드 변환 스위치로 선택할 수 있다.수동운전 의미는 <그림 2-2>에서와 같이 밸브 위에 사람이 앉아서 유량이 얼마나흐르는가를 보면서 유량이 많이 흐르면 밸브를 닫고, 적게 흐르면 밸브를 여는것이 수동 운전이다. 그러나 이와 같은 수동 운전은 밸브가 설치되어 있는 곳이현장이기 때문에 작업 환경이 좋지 못하므로 신호선을 연결하여 운전실에서 밸브를 열고 닫고 하는 것이다. 수동운전으로 절환하기 위해 조절계 운전모드 변환스위치중 M을 누르게 되면은 조절계에서 조작출력이 자동으로 출력되는게 아니라수동조작 레바에 의해 조작된 결과에 의해서 조작출력이 결정된다. 수동조작레바의 조작방법은 C방향으로 움직이면 밸브가 닫히고, O쪽 방향으로 움직이면은 밸브가 열리게 된다. 이때 주의할 사항으로 대부분 조절계는 왼쪽이 C로 되어 있으나 조절계 특성상 온도 및 다른 제어계는 반대로 되어 있으므로 사전 동작여부를알고 있어야 한다.

2) 자동운전

조절계의 운전 모드중 자동 운전 모드를 선택하는 것은 조절계 전면부에 있는운전모드 변환 스위치 A를 선택함으로서 자동 운전이 가능하게 된다. 자동운전의미는 <그림 2-3>에서와 같이 배관으로 유량이 최대 1000ℓ/h 흐르고, 최소 0이 흐른다고 가정할때 조절계의 설정치 보턴을 이용하여 50％ 설정시 조절계는자동으로 발신기에 의해 얻어진 측정치에 따라 배관 내 흐르는 유량이 500 ℓ/h이상이면 조작량 출력이 감소하고, 유량이 500 미만이면은 조작량 출력은 증가하게 된다. 따라서 자동 운전은 운전자가 설정치 조정보턴을 이용해 설정한 목표값과 일치될때까지 계속적으로 조절 동작이 이루어진다.

3) 캐스케이드 운전

조절계의 운전모드중 캐스케이드 운전모드를 선택하는 것은 조절계 전면에 있는운전모드 변환 스위치C를 선택함으로서 캐스케이드 운전이 가능하게 된다. 설정방법은 수동운전일 경우에는 자동운전을 선택한후에 캐스케이드 운전모드를 선택해야하고 ,캐스케이드 운전중 수동운전으로 바꿀시 바로 M을 선택하여 수동운전으로 전환이 가능하다. 캐스케이드운전의 의미는 설정치를 조절계에서 운전자가하지 않고 조절계에 컴퓨터 또는 상위 조절계를 연결하여 자동으로 목표값을 설정한다. 이와 같은 조절 형태는 피드백 제어계에서 하나 제어장치의 출력 신호에의해 다른 제어장치의 목표값을 변화시켜 실시하는 것으로 캐스케이드제어계를구성하는 제어의 목적은 2차 조절계에 의하여 들어오는 2차 제어루프에 들어오는외란이 1차 프로세스에 미치는 영향을 제거하는 것이다. 다음의 <그림 2-4>는 가열로 운전에 있어서 캐스케이스 운전형태의 예를 나타낸 그림이다.

제어동작

1) 제어동작과 인간

제어동작과 인간과의 관계를 4가지 형태로 분류하면은 <그림2-5> 제어동작과 인간관계에서 보는바와 같이 A는 표준적 작업자로서 주어진 시간내에 소정의 목적을 성취한 형태이며, B는 예민한 사람으로 마무리를 못짓는 사람이다. 이런 경우에는 감도를 약하게 하여 충분한 작업내용을 주지 시킬 필요가 있다. 제어동작으로 보면은감도가 예민, 목표치에 도달하는 시간이 상당히 소요된다. C의 제어형태를 사람으로비교하면, 능력이 부족 하고 감도가 둔하여 목적이 없을 뿐만 아니라 시간을 아무리많이 준다고해도 목표로 하는 값에 도달을 하지 못하는 형태이다. 따라서 C와 같은형태의 대책으로는 일을 부여하는 것만이 아니고 항상 과거의 성과를 분석하여 해결가능한 만큼의 수정 동작이 절대적으로 필요하다. D는 과연 어떤 형태의 유형인가하면, 감도가 둔하여 상당한 시간이 걸리지만 끝내는 일을 달성 시키는 사람으로서B의 형태와 정반대 개념이다. 이런 경우는 일을 시키기 전에 일의 내용을 충분히 설명한 후 준비시간을 주는 것이 바람직하다.제어의 목적은 목표값이 변경 되었을 경우 A동작 처럼 추종하도록 하는 것이나 조절계를 적절히 조정하지 않으면 B, C, D형태의 제어동작이 되는 것이다.

2) 제어의 목적

가) 목표치 변경에 대한 추종성

목표치 변경의 경우 제어량은 목표치에 즉시 추종하는 것이 바람직하다즉, 다음 <그림 2-6>의 목표치 추종에 대한 제어의 목적과 같이 목표치인STEP 입력에 대해서 응답이 B와 같은 결과가 이상적이나 실제로는 B∼E와같은 출력이 나타나며, 조절계의 PID 파라메타를 조정하여 가능한한 B와같이 하는 것이 제어 동작이다.