자동화 시스템 - 자동제어/센서의 개요

◐ 자동화 시스템 - 자동제어/센서의 개요 ◑

▶ 자동제어

 

(1) 시퀀스 제어(sequence control)

미리 정해진 순서에 따라 제어의 각 단계를 순차적으로 행하는 제어로 개루프 제

어(open roop control)라 한다.

(2) 되먹임 제어(feedback control)

출력의 결과를 목표치와 비교하여 앞 단계로 되돌려 수정하는 제어 기능으로 정

량적 제어에 속하며 닫힌 제어회로(closed loop control)라고도 한다.

1. 되먹임 제어의 장점

ㄱ. 외부 조건의 변화에 대한 영향을 줄일 수 있다.

ㄴ. 제어기의 성능에 큰 영향을 받지 않는다.

ㄷ. 제어계의 특성을 향상시킬 수 있다.

ㄹ. 목표값에 정확히 도달할 수 있다.

2. 되먹임 제어의 단점

ㄱ. 제어계가 복잡해진다.

ㄴ. 제어기의 값이 비싸진다.

ㄷ. 전체 제어계가 불안정해질 수 있다

3. 시퀀스 제어와 되먹임 제어의 비교

 

자동제어	제어량	제어 신호	회로	특성
시퀀스 제어	정성적 제어	디지털 신호	개루프 회로	연속성
되먹임 제어	정량적 제어	아날로그 신호	폐루프 회로	목표값

 

(3) 자동제어(Automatic Control)

추력이 제어 자체에 영향을 미치는 시스템이다.

자동제어는 ‘제어하고자 하는 하나의 변수가 계속 측정되어서 다른 변수 즉, 지령

치와 비교되며 그 결과가 첫 번째의 변수를 지령치에 맞추도록 수정을 가하는 것‘

이라고 정의되고 있으며 폐회로 제어 시스템(Close loop control system)의 특징을

갖는다. 다음의 그림은 일반적인 폐회로 제어 시스템을 나타내며 출력신호의 일부

가 시스템에 보내어져 오차(error)를 수장하는 피드백(feedback)통로가 마련되므로

피드백 제어 시스템(feedback control system)또는 서보 시스템(servo system)이라

고도 불리우며 인간은 가장 완벽한 자동제어 시스템이다.

1. 제어 시스템을 선택할 경우

ㄱ. 외란 변수에 의한 영향을 무시할 수 있을 정도로 작을 때

ㄴ. 특징과 영향을 확실히 알고 있는 하나의 외란 변수만 존재할 때

ㄷ. 외란 변수의 변화가 아주 작을 때

2. 자동제어 시스템을 선택할 경우

ㄱ. 여러 개의 외란 변수가 존재할 때

ㄴ. 외란 변수들의 특징과 값이 변화할 때

 

 

▶ 센서(Sensor)

    센서의 개요

 

자동화 시스템에서 공정처리가 자동적을 hwpdj된다면 프로세서는 제어를 위채 공정

처리에 관한 정보를 받아야 하는데 예를 들면 온도, 압력, 힘, 길이, 회전각, 물체의 유

무 등과 같은 물리적인 값들이 필요한 정보가 된다.

센서들은 이와 같은 물리적인 값에 반등하고 그 값을 적절한 신호로 변환하여 전달한

다. 이러한 센서는, 생산 공정에 응용된 자동화 시스템이 제어 과정에서 물리적인 계

량을 요구하며 이를 제어 계통에 연결시켜 자동화를 이루는 데에 있어 중요한 역할을

담당하고 있다.

센서의 응용시 그 분야에 따라 선정시 고려해야 할 사항은 다음과 같다.

a. 정확성

b. 감지거리

c. 신뢰성과 내구성

d. 단위시간당 스위치 사이클

e. 반응속도

f. 선명도

 

1. 센서의 정의

 

(1) 센서

물리양의 절대값 또는 변화를 감지하여 이를 사용가능한 전기신호로 변환하는 장치

(2) 트랜스듀서(transducer)

측정량에 대응하여 처리하기 쉬운 유용한 출력신호를 주는 변환기(converter)

(3) 감각기관과 센서의 비교

 

센서의 계층	정의	센서의 예
독립시스템	완전히 독립된 센싱 시스템 또는 장치	레이더, 온도 그래프장치
부분시스템	시스템 또는 장치의 감지 보조장치	로봇, 시각센서
유닛	각종 시스템, 장치에 적용할 수 있는 독립센서	TV카메라, 광전스위치
컴포넌트	특정장치에 부착되는 전용센서 어셈블리	광 디스크 헤드, 반도체 입력센서, 카메라용 자동측량센서, 오토 포커 스용 거리센서
파트	조립 트랜스듀서, 기본 트랜스듀서	포토 인터럽터, 포토 다이오드

 

1. 정보의 수집

수치정도, 지식정도의 취득이나 수집을 목적으로 한다.

ㄱ. 계량계측 : 과학 연구에 있어서 계측. 관측이나, 제조 또는 상거래에 필요한

계량의 측정에 의한 정확한 수치정보를 제공한다.

ㄴ. 탐지. 탐사 : 특정의 목적을 위해서 특정대상물의 유무 상태를 탐지하여 정

보화하는데, 대부분의 경우 원격계측방법이다.

ㄷ. 감시. 경보. 보호 : 시스템이나 장치에 대한 상태를 감시하여 이상의 검출,

위험의 예고, 이상이나 위험시의 경보신호 및 보호장치를 가동시키기 위한

신호를 발생하게 함으로서 안전관리를 가능하게 한다.

ㄹ. 검사. 진단 : 생산된 제품에 대한 특성의 적격성 여부, 인체의 이상 정도 등

의 판정에 필요한 계측을 실시하도록 한다.

2. 정보의 변화

ㄱ. 문자. 기호. 토드 등의 형식으로 종이나 필름 등에 기록된 정보를 컴퓨터,

팩시밀리 등에 이용할 수 있는 신호로 변환한다.

ㄴ. 각종의 저보매체에 기록된 정보를 해독할 수 있도록 변환한다. 이와 같은

장치로써의 예를 들면 자기디스크, 광디스크 등이 있다.

 

 

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