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LabView를 이용한 자동유량제어 시스템의 개발
Development of automatic flow control system based on LabView 원문보기

공학교육연구 = Journal of engineering education research, v.19 no.2, 2016년, pp.3 - 7  

강태원 (국립 공주대학교 화학공학부) ,  김두섭 (국립 공주대학교 화학공학부) ,  안승규 (국립 공주대학교 화학공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A flow control system was designed and fabricated to control the flow rate of liquid through the pipe. This control system was composed of hardwares and software, hardwares as controller, gate valve, orifice meter and data aquisition board and software as National instruments Labview program. Contro...

주제어

#Flow control system   #PID control   #LabView   #Ziegler-Nichols   #Control performance  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 프로그램 언어의 일종인 Lab View 프로그램을 이용하여 소프트웨어와 하드웨어 사이의 이론적, 장치적 관계를 통해 최적으로 유량을 제어할 수 있는 장치를 구성하고자 하였으며, Ziegler-Nichols tuning method를 사용하여 비례제어(Proportional control, P control), 비례-적분제어(ProportionalIntegral control, PI control) 그리고 비례-적분-미분제어(Proportional-Integral-Derivative control, PID control)의 제어 매개변수인 비례상수, 적분시간상수, 미분시간상수가 제어현상에 미치는 영향을 관찰할 수 있도록 하였고 설정값의 변경은 물론 외란의 도입도 가능케 함으로써 2가지 경우에 대한 제어변수의 변화를 관찰하고 제어하는 시스템을 구축하고자 하였다. 구성된 제어 시스템을 학부생들의 실습에 사용함으로써 학생들이 유량제어의 원리 및 제어장치들의 작동원리를 이해하고 운전 기술을 익히는데 목적을 두었다. 본 연구에서 확립된 유량제어 시스템은 산업체에 적용함은 물론 공주대학교 화학공학부 학생들의 실험 공간에 설치하여 공정제어의 이론과 실습을 위한 도구로써 사용 될 것이다.
  • 본 연구는 프로그램 언어의 일종인 Lab View 프로그램을 이용하여 소프트웨어와 하드웨어 사이의 이론적, 장치적 관계를 통해 최적으로 유량을 제어할 수 있는 장치를 구성하고자 하였으며, Ziegler-Nichols tuning method를 사용하여 비례제어(Proportional control, P control), 비례-적분제어(ProportionalIntegral control, PI control) 그리고 비례-적분-미분제어(Proportional-Integral-Derivative control, PID control)의 제어 매개변수인 비례상수, 적분시간상수, 미분시간상수가 제어현상에 미치는 영향을 관찰할 수 있도록 하였고 설정값의 변경은 물론 외란의 도입도 가능케 함으로써 2가지 경우에 대한 제어변수의 변화를 관찰하고 제어하는 시스템을 구축하고자 하였다. 구성된 제어 시스템을 학부생들의 실습에 사용함으로써 학생들이 유량제어의 원리 및 제어장치들의 작동원리를 이해하고 운전 기술을 익히는데 목적을 두었다.
  • 급속히 발전하는 산업은 그 규모와 복잡성을 매우 증대시켰고, 이에 따른 효과적인 제어가 절실하게 되었다. 특히 화학공장에서는 최소의 경비를 들여 최대의 이윤과 함께 원하는 규격의 제품을 만들기 위하여, 모든 변수들을 효과적으로 제어하고자 하였다.[1]

가설 설정

  • 1) Control valve의 좌우 valve와 bypass valve를 완전히 열어둔다.
  • 8) Control valve의 bypass valve를 닫는다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자흡식 펌프란? 펌프는 (주)윌로펌프에서 제작된 자흡식 펌프(self priming pump)인 PU-602M 제품이 사용되었다. 자흡식 펌프는 별도의 외부 장치 없이 흡입 배관을 통해 물을 끌어 올릴 수 있는 펌프로써 흡입관내의 공기를 펌핑을 통해 제거 할 수 있는 펌프의 일종이다. PU-602M가 공급할 수 있는 최대 양수량은 170L/min이며 펌프가 빨아들일 수 있는 흡상높이는 8.
유량을 제어하는 방법이 현장에서 매우 중요한 요소인 이유는 무엇인가? 제어를 필요로 하는 변수는 다양하게 존재하지만 특히 유량은 전체 공정운전 변수의 측정 중 60 ~ 70%를 차지할 정도로 제어에 대한 중요성이 매우 크다. 그러나 유체는 관로에서의 여러 가지 현상과 유체적인 특성 때문에, 계측 및 제어 시에 많은 인자를 고려하여야한다는 문제점을 가지고 있기 때문에 유량을 제어하는 방법은 현장에서 매우 중요한 요소이다.[2]
오리피스미터는 어떻게 유량을 구하는가? 오리피스미터는 중앙에 원형구멍을 가진 얇은 판을 직관의 도중에 삽입된 유량측정기구이다. 유체가 얇은 판을 흐를 때 유속이 증가하여 압력이 저하되게 되는데 그 오리피스 판의 전·후의 압력차를 측정하여 유량을 구하게 된다. Pressure transmitter는 오리피스미터로부터의 압력신호를 컴퓨터를 위한 코드와 신호로 변환해주는 역할을 한다.
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참고문헌 (3)

  1. George stephanopoulos(1986). Chemical Process Control. An Introduction to theory and practice 1st edition. 

  2. 김동화.조일인(1997). 유량제어계통에 대한 지능형 제어 알고리즘 적용연구. 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집, 2: 1792-1795 

  3. 정찬세.양순용(2013). 다이어프램형 밸브의 유량특성과 동적성능에 관한 연구. 유공압건설기계학회지, 10(3): 27-33 

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