PID 제어기로 급수탑의 수위제어를 구현한 융 · 복합 공정자동화 시뮬레이션에 관한 연구

Abstract

물탱크 수위조절장치는 자주 설정수위를 넘나드는 불안정한 조건에서 운영된다. 본 연구는 도금과 같은 화학공정이나 산업공정과 같은 응용분야에서 물 또는 액체의 수위를 원하는 수준으로 유지하는 것이 중요하기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 시작되었다.BR 본 연구의 목적은 불안정한 수위가 일반적으로 제조공정의 장치와 장비의 손상을 초래하기 때문에 이러한 문제를 해결하기 위해 4차 산업혁명의 모듈러 공정제어 장치(MPS)를 사용하여 일정한 수위를 유지하도록 시도하였다.BR 연구내용은 하부 물탱크에서 상부 물탱크를 채우는 DC모터 물 펌프의 속도를 변경하여 물탱크로 유입되는 물의 흐름속도를 조정하고 수위를 제어하였다. 이때 적용한 제어방식은 수동 · 개방 회로제어, 수동 · 폐쇄회로제어, 자동 · 개방 회로제어, 자동 · 폐쇄 회로제어로 4종류이다.BR 4종류의 제어방식을 비교하여 본 연구결과, 물의 공급을 원활하게 지원하기 위해 자동 · 폐쇄 회로제어 시스템을 이용하면 융 · 복합 공정자동화를 위한 연속적인 제어가 용이하다. 그러나 임펠러 모터의 성능 한계로 인해 펌프의 성능을 나타내는 유량과 전류의 상관관계를 나타내는 곡선이 이원화된 특징을 보였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 불안정한 펌프성능의 최소화를 위한 최적의 용량검토에 대한 선행 연구가 기대된다. 시험장치로써 독일 페스토다이덱틱사의 MPS® EduKit-PA와 소프트웨어는 FluidLab®-PA를 활용하였다.