PID 제어란 무엇인가?! 계장 필수 숙지!

PID 제어란 무엇인가?! 계장 필수 숙지!

 

PID 제어란 무엇인가?!

 

플랜트 계장 파트에서 일을 하다 보면 PID 제어에 대해서 자주 들을 것이다. 하지만 PID 제어를 자주 접하지만 이해하기 어려워서 감으로 아는 경우가 많다. 이번 포스팅에서 PID 제어에 대해 간단히 요약해 보도록 하겠다.

 

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Proportional-only

 

PID제어 중 P동작(비례 동작) 특성만 적용하는 경우로 제어 후 잔류 편차가 존재하므로 정밀한 제어에는 사용할 수 없다.

 

Proportional-Plus Reset

 

PID 제어 중 P동작과 I동작(Integral-->잔류 편차의 총량을 적분해서 동작하므로 I동작이라고 한다. 또한 편차를 없애주는 제어를 하기 때문에 Reset동작이라고도 함)의 특성을 적용하는 경우로 화학/발전 Plant의 대부분 Controller는 이 PI동작으로 제어가 가능하다.

Proportional-Plus Reset-Plus Rate

 

위의 PI동작에 더해서 D동작(Derivative-->process의 변화량/제어 시간, 즉 process의 변화 속도를 시간으로 미분해서 이에 비례하는 동작을 하므로 D동작이라고 하고, 변화율(Rate)에 비례해 동작하므로 Rate동작으로 부르기도 함)을 적용 것이다. 이 PID동작은 process에서 시정수가 큰(즉 control valve에서 action을 취하고, 이에 대한 응답이 늦게 감지되는) 온도제어 혹은 대용량의 액위 제어 등에 사용된다. 물론 시정수가 너무 커서 PID 제어로도 자동 제어가 되지 않을 경우가 있는데 이럴 경우는 Feedford loop를 구성하여 제어하면 효과를 볼 수 있다.

Remote Setpoint

 

Control loop 구성시 특성에 따라 Single loop controller로 하기도 하고,특성에 따라 Cascade loop로 구성하기도 합니다. 이 경우 하위 controller(slave controller라고도 함)의 경우 setpoint는 고정되어 있는 것이 아니라 상위 controller(master controller)의 출력 신호를 받아 변화하게 된다. 이 때 하위 controller는 setpoint를 master controller로부터 원격으로(remote) 받게 되기 때문에 remote setpoint 기능이 필요하다. 따라서 압력(혹은 액위)단위로만 제어하는 경우라면 remote setpoint기능은 필요가 없다.

 

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이상 PID 제어에 대한 포스팅을 마치도록 하겠습니다.

 

 

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