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프로세스 제어계의 제어성능 평가와 감시

전문가 제언: ○ 프로세스 제어에 대한 제어성능 평가는 건강진단기 및 생산 플랜트 컨트롤 분야에서 1960년대부터 국내에 도입되기 시작하여, 지금은 IT 기술의 발전과 더불어 일상적인 피드백 제어 하에서의 운전 데이터만을 사용하여 건강진단 및 플랜트에서 발생될 수 있는 트러블을 초기에 검출하여 생산 활동에 지장을 주는 요소를 제어계가 사전에 정기적으로 확인하는 시스템으로 구성되어 가고 있다.

○ 산업 현장에는 로봇화에 의해 희망하는 제어성능을 달성시키고 있으며, 센서나 작동기의 부적합성이나, 고장 및 컨트롤러의 조정 불량 등 외란이나 설비상의 문제에 이르기까지 제어성능이 평가되면서 감시되고 있어 고품질의 유지, 환경 부하의 저감과 안전 및 경제면에서 엄격히 관리되고 있다고 할 수 있다.

○ 최근 모델 예측 제어로 대표되는 대규모, 다변수 제어 시스템을 도입하여 고도운전을 하는 사례가 증가하고 있다. 그러나 플랜트에는 많은 제어 루프가 있어 어느 루프가 운전효율 향상에 지장을 주고 있는지를 사전에 알아내는 것은 매우 어려운 일이다. 그러므로 계획대로 성능을 발휘하고 있는지는 항상 감시할 필요가 있으며, 경우에 따라서는 재설정하지 않으면 고가 시스템은 효력을 발휘할 수 없게 되므로 반드시 각 제어계는 성능을 평가할 수 있는 시스템화를 해야 한다.

○ 제어성능 평가 지표에서 대부분 제어량 분산이 중요하다고 생각하고 있으나, 실제로는 제어량 분산을 적게 하는 것보다 제어계의 안정성이나 로봇화를 확보하는 것을 우선시하고 있다. 제어량과 조작량의 분산을 어느 정도의 비율로 반영시킬지는 대상에 따라 달라지므로, 프로세스 및 외란의 동특성을 먼저 알아서 파라미터를 변화시키게 되면 평가 함수를 최소로 할 수 있는 여러 가지 조합을 구할 수 있게 된다. 특히 다변수계의 제어성능 평가에 대해서는 모델 예측 제어의 제어성능 평가가 실용적인 면에서 매우 중요하다고 할 수 있다.

저자: Manabu KANO ; Yoshiyuki YAMASHITA
자료유형: 학술정보