개념 한 쪽
설비 자동화 시스템은 역할이 다른 여러 요소가 협업하여 동작한다는 점을 이해해야 한다. 각 요소의 기능을 분명히 구분하면 문제에서 요구하는 정답을 빠르게 골라낼 수 있다.
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출제기준 단원 「자동제어의 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 요소 기능 판별 | 1 | 5대 요소 중 프로그램과 메모리를 포함하는 요소 고르기 |
| 응답 명칭 식별 | 1 | 입력이 계단형일 때 시스템의 응답 명칭 가리기 |
| 전송거리 비교 | 1 | 공압·전기·유압식의 최대 전송거리 순서 판단 |
자동화 시스템은 센서, 구동부(액추에이터), 네트워크, 프로세서, 소프트웨어 등 5대 요소로 구성된다고 본다. 센서는 온도나 압력 같은 현장 정보를 감지하는 역할을 수행한다. 구동부는 감지된 정보를 바탕으로 실제 기계적 동작을 일으키는 부분이다.
네트워크는 감지된 신호와 제어 명령을 전달하는 통신 경로 역할을 수행한다. 프로세서는 들어온 제어 정보를 분석·처리하여 필요한 명령을 산출하는 연산 장치의 역할을 한다. 소프트웨어는 동작 알고리즘과 프로그램 메모리를 포함하여 실제로 어떻게 동작할지를 결정하는 프로그램 장치에 해당한다.
프로세서와 소프트웨어는 구분하여 이해해야 한다. 프로세서는 하드웨어적 연산·처리 장치이고, 소프트웨어는 알고리즘과 명령을 담는 프로그램 및 메모리를 의미한다. 따라서 '프로그램 장치와 메모리'를 포함하는 요소는 소프트웨어로 본다.
신호 전송 방식별 최대 전송거리를 비교하면 공압식이 가장 짧고, 전기식이 중간이며, 유압식이 가장 길다고 정리한다. 이 순서는 실제 전송 매체의 특성에 따른 것으로 공압식은 누설과 압축 공기 한계로 거리 제약이 크고, 유압식은 유체에 의한 장거리 전달이 가능하기 때문이다.
제어 방식의 기초 개념도 함께 파악해야 한다. 입력이 한 단계씩 증가하는 형태로 바뀔 때의 출력 반응은 스텝 응답(계단 입력 응답)이라 부른다. ON-OFF 동작은 목표치에 따라 장치를 켜거나 끄는 2위치 동작이고, 추치제어(Ratio Control)는 두 변수의 비율을 일정하게 유지하는 제어 방식임을 구분한다.
검출기에서 나오는 신호가 너무 작거나 다른 장치에 적합하지 않을 때에는 신호를 증폭하거나 표준 신호로 변환하여 보내는 전송기가 필요하다는 점을 기억한다.
문제 유형별 대표 판단을 예로 든다. - '프로그램 장치와 메모리 포함'을 묻는 선지에서는 소프트웨어를 선택한다는 원칙을 적용한다. - '입력이 한 단계씩 증가하는 형태'라는 표현이 있으면 스텝 응답을 정답으로 본다. - 신호 전송거리 비교 문제가 나오면 공압식 < 전기식 < 유압식 순서를 적용한다.
자동화 시스템에서 제어 테이터의 처리하는 요소로, 제어정보를 분석 처리하여 필요한 제어 명령을 내려주는 장치인 자동화의 5 대 요소 중 하나인 것은?
정답 ③ · 문제는 자동화 5대 요소 중 제어 정보를 분석 처리하여 제어 명령을 내리는 장치를 묻고 있다. 제어 정보의 분석·연산·명령 생성 기능은 프로세서가 담당하며 센서는 감지, 네트워크는 전달, 소프트웨어는 로직 제공의 역할을 수행한다.
자동화 시스템에서 제어 정보를 분석 처리하여 명령을 내리는 핵심 요소는 프로세서(processor)이며, 센서는 감지, 네트워크는 전달 역할을 한다.
자동화시스템에서 입력신호를 받아 중앙처리 장치를 거쳐 작업요소에 전달되어지는 프로그램장치, 프로그램 메모리를 포함하는 자동화의 5대 요소 중 하나인 것은?
정답 ④ · 자동화 시스템은 일반적으로 1) 입력 신호를 감지하는 센서(혹은 입력부), 2) 부품을 움직이는 작업요구(구동부), 3) 각 요소를 연결하는 네트워크(전원/전달부), 4) 동작을 지시하는 프로세서(제어반), 5) 기계의 동작 알고리즘을 담고 있는 소프트웨어(프로그램 메모리 포함)로 구성됩니다. 보기 중 프로그램 장치 및 메모리를 포함하는 요소는 소프트웨어(Software)입니다.
프로그램 장치와 메모리를 포함하여 기계의 동작 알고리즘을 담는 요소는 소프트웨어입니다.
설비 자동화 제어장치의 신호 전송 방법에서 최대 전송거리를 비교한 것으로 맞는 것은?
정답 ① · 문항은 신호 전송 방식별 최대 전송거리의 비교를 묻고 있다. 공압식은 압축공기의 누설과 제어 반응성으로 인해 전송거리가 가장 짧고, 전기식은 전선의 저항·노이즈 등의 영향으로 중간, 유압식은 고압 유체의 전달 특성으로 가장 긴 거리를 커버할 수 있다.
신호 전송 거리 비교 시 공압식은 짧고, 전기식은 중간, 유압식은 가장 긴 거리를 전송할 수 있다.
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