Control: Introduction - 교재 Coughanowr (3rd Ed.), Chs. 1-2 참고 • 제어실(control room) 비교: ~1980 vs. 현재 • Matlab code: 특히 Coughanowr 참고 (이광순 교재에는 없음) 신동일 교수 proc.ctrl@gmail.com 공정제어 2019 v2.3 안정성 (stability) vs. 안전성 (safety) • 번역본 주의 2 수동/자동제어 차이: 속도, 정확도, 경제성? • • H/W 비용? 불량품(off-spec) 감소 3 자동제어 차이점? Music box 4 모델의 종류 및 해석 화공양론 • Static vs. dynamic model (우 리 강의는 상미분방정식 수준만) • 동적모델의 풀이 – Laplace 변환 – Matlab (Simulink or symbolic math 이용) – 직접 수치해석? [화공전산 수강자 가능] • 공정 simulator: 장치별 모 델 포함 • Single Input Single Output (SISO) vs. MIMO 5 Wall temperature profile Temperature Gradients http://www.cmacn.org/energy/basics/hc_temp2.htm 6 cf. Operator Theory 미방 -> 대수식 7 Simulink sim: 나누어 실습: 탱크 온도 제어 (P 비례, I 적분, D 미분 제어) 8 Chapter 1. Introductory Concepts 1.1 Why process control? - Enhanced process safety - Satisfying environmental constraints - Meeting ever-stricter product quality specification - More efficient use of raw materials and energy - Increased profitability 1.2 Control systems (제어계) 제어 (min) vs. 생산일정계획 (월) - feedback control (되먹임제어), feedforward control - closed-loop system (폐루프) - open-loop system (개루프) - block diagram 용어의 이해: Controller 제어기 9 Layers of Protection Analysis (LOPA) 방호계층 10 Dike 11 12 FB, FF 제어의 예 • 자동차 속도 수동제어(manual) 13 일반적인 제어계의 구조 Ex: 온도 제어 T=25 용어의 이해: • 제어변수 (Ex: T, Level, P, 조성) • 조작변수 (Ex: Hot stream 유량) • 외란 밸브 조작 신호 T 측정값 해당 전기신호 T 측정 수학적 모델 이용 14 물질, 정보(…)의 흐름 구분 15 물질, 정보(//)의 흐름 구분 16 제어시스템 예 및 해당 block diagram Ex: 가스온수기 제어변수, 측정변수: 물의 온도 조작변수: 버너 공급 연료량 17 Output: 액위 생성물 농도 온도 18 Negative feedback 19 “negative” feedback 유의 좋은 센서 (Ex: 좋은 온도계): Y/X=1 20 Q: 앞의 제어구조와 차이점? (다단제어) 예: 탱크의 액위 제어 추후 실습: Perf. 비교 21 Key Words • Feedback 제어 • Feedforward 제어 – 사회현상, 정책 등에도 플랜트 유사하게 FF 메 커니즘 작동 – Ex: 영국 총리실 risk 관리 • Cascade 제어 (다단제어) • 제어변수, 측정변수, 조작변수 + 외란 22 Laplace transform 유래: Prof. Mattuck @MIT 23 Power Series 24 25 Chapter 2. Modeling Tools for Process Dynamics Definition of the Laplace transform Ex2.1) Find the Laplace transform 중요: f(t)=1의 의미 -> unit At t=0, f(t)->1 26