개념 한 쪽
에너지관리기사 보일러 자동제어 — 비례·적분과 조작부
보일러 자동제어는 목표값과 실제값의 차이를 줄이는 일이다. 연료와 공기를 비율로 묶는 비례제어가 효율을 올리는 까닭, 비례동작에 남는 잔류편차를 적분동작이 지우는 원리, 노내압력을 맡는 제어장치, 자동조작 장치의 범위, 제어가 움직이는 순서를 본다.
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뜻
비례제어는 편차에 비례해 조작량을 내보낸다. 보일러에서는 연료량과 공기량을 최적 비율로 함께 맞추므로 과잉공기와 불완전연소 손실이 줄고, 그만큼 효율이 높아진다.
비례동작만 쓰면 목표값에 도달한 뒤에도 편차가 일정하게 남는다. 이것이 잔류편차, 곧 오프셋이다. 적분동작은 이 편차를 시간으로 누적해 조작량을 더하므로 잔류편차를 0으로 없앤다. 비례-적분 제어가 두 동작을 함께 쓰는 이유다.
제어장치와 제어량의 짝을 헷갈리지 않아야 한다. 노내압력은 통풍제어장치가 송풍기와 배풍기의 댐퍼를 움직여 잡는다. 과열증기온도는 캐스케이드 제어가 맡는 영역으로 구분한다.
자동조작 장치는 제어 명령을 받아 실제로 움직이는 부분이다. 전자개폐기, 전동밸브, 댐퍼가 여기에 든다. 안전밸브는 이상 압력을 밖으로 배출하는 안전장치이지 제어 명령으로 조작하는 장치가 아니다.
자동제어의 동작은 검출에서 시작한다. 제어량을 검출하고, 목표값과 비교해 편차를 판단한 뒤, 조작부가 움직인다. 검출→비교→판단→조작의 순서다.
예제
선지 판단은 비례제어가 연료·공기 비율을 맞춰 효율을 높인다고 보는지, 적분동작이 비례동작의 잔류편차를 없앤다고 보는지, 노내압력을 통풍제어장치의 몫으로 묶는지, 안전밸브를 자동조작 장치에서 빼는지, 동작순서를 검출→비교→판단→조작으로 읽는지에서 갈린다. 잔류편차 제거와 안전밸브 제외가 그 예다. 적분동작이 비례동작의 응답을 빠르게 하려는 것이라고 본 선지, 안전밸브를 전동밸브와 같은 조작부로 본 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 비례제어를 하면 보일러 효율이 왜 높아지나요?
- 연료와 공기를 최적 비율로 맞춰 과잉공기와 불완전연소 손실을 줄이기 때문입니다.
- 적분동작은 무엇을 없애나요?
- 비례동작만 쓸 때 남는 잔류편차를 시간 누적으로 없앱니다.
- 자동제어의 동작 순서는 어떻게 되나요?
- 검출→비교→판단→조작 순서입니다.
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