게시판 > 질답게시판 > PID Controller 의 tuning 값 질문

Stefano

21-06-09 23:48

(1) PID Mode로 운전되는 Controller는 Monitoring(측정)하고 있는 변수의 속성을 고려하여 적절한 각 Parameter 값을 부여하여 조작하려는 제어변수를 조절하는 출력값을 나타냅니다.

Output = A E + B ∫dE + C dE/dt + D ........................(1) (Eror, E) = (Present Value), (PV - Set Point, SP), ∫dE = Time Integrated Error, dE/dt= Time Derivative of Error; A,B,C= P, I, D Paremeters respectively, D=Bias

예를들어 압력이나 위치(Position), 유량등은 조절기 출력에 따라 신속하게 변화되는 공정변수에 해당하는데 온도, 액면, 등은 아주 느리게 반응하는 공정변수들입니다. 전자의 부류를 조절하기 위해서는 순간적 변화에 대응할 수 있도록 미분 Parameter를 크게 설정해 주고 후자의 경우 적분 Parameter를 크게 설정해 둡니다. 비례동작은 이들 Parameter가 쉽게 설정치에 도달 할 수 있도록 이들 두 속성을 고려하여 Parameter를 정해 줍니다.

액면은 특히 용기의 단면적이 큰 경우 Response가 느려져 민감도가 떨어질 수 있으므로 Parameter를 크게 잡아주는 것이지요.

(2) Column 상부의 압력은 Column 운전변수 중에서 가장 민감하고 빠르게 변화하는 공정 변수인데 이를 조절하기 위해 Column Top의 압력을 감지하여 Back Pressure Control Valve를 사용하면 거의 Time Delay 없이 신속하게 응답하고 또 Feed Back도 빠릅니다.

위의 경우에는 문제가 별로 없지만 만일 Column의 압력 조정을 위해 Reboiler에 공급하는 Steam 공급량을 조절하도록 되어 있다면 압력변화에 신속하게 유량을 조절하여 압력을 안정화 시키기는 어려울 뿐 만 아니라 경우에 따라서는 제어기 출력이 감지되는 변수(여기서는 압력)이 오히려 악화되도록 역 동작이 나타날 수도 있습니다.

왜냐하면 Steam 공급량을 늘이면 전열량이 늘어나고 이로인해 온도가 올가가면서 Reboiler에서 증발되는 양이 늘어나게 되는데 이런 물리적 Delay 상황이 발생되면 System이 불안정해지고 Process Upset의 지경에 이를 수도 있게 됩니다.
이런 경우라면 순간적인 압력변화 즉 미분동작에 의한 출력값들은 사용하지 않는 것이 좋겠지요.

(3) 미분동작이 연속공정에 쓰이지 않는 것이 아니라 공정변수와 조작변수의 특성에 의해 민감한 변수를 응답이 느린 조작변수를 이용하여 조잘하지 않은 것이 좋다는 것을 이야기 하고 있는 것입니다.

덧붙이자면.. Master Controller와 Slave Controller로 연결되어 동작하도록 하는 Cascade Controller의 경우 Slave Controller의 응답속도가 Master의 응답속도보다 빨라야 하듯, Sytem의 Time Constant가 커서 응답속도가 느리거나 Sequencing(Tuning)이 어려운 경우라면 미분동작 Parameter를 줄여 운전하거나 무효화 시켜 운전하는 것이 System 안정운전에 편리하다는 것이지요.

(1) PID Mode로 운전되는 Controller는 Monitoring(측정)하고 있는 변수의 속성을 고려하여 적절한 각 Parameter 값을 부여하여 조작하려는 제어변수를 조절하는 출력값을 나타냅니다.

Output = A E + B ∫dE + C dE/dt + D  ........................(1)  (Eror, E) = (Present Value), (PV - Set Point, SP),   ∫dE = Time Integrated Error,  dE/dt= Time Derivative of Error;  A,B,C= P, I, D Paremeters respectively, D=Bias

예를들어 압력이나 위치(Position), 유량등은 조절기 출력에 따라 신속하게 변화되는 공정변수에 해당하는데 온도, 액면, 등은 아주 느리게 반응하는 공정변수들입니다.   전자의 부류를 조절하기 위해서는 순간적 변화에 대응할 수 있도록 미분 Parameter를 크게 설정해 주고 후자의 경우 적분 Parameter를 크게 설정해 둡니다.   비례동작은 이들 Parameter가 쉽게 설정치에 도달 할 수 있도록 이들 두 속성을 고려하여 Parameter를 정해 줍니다.

액면은 특히 용기의 단면적이 큰 경우 Response가 느려져 민감도가 떨어질 수 있으므로 Parameter를 크게 잡아주는 것이지요.

(2) Column 상부의 압력은 Column 운전변수 중에서 가장 민감하고 빠르게 변화하는 공정 변수인데 이를 조절하기 위해 Column Top의 압력을 감지하여 Back Pressure Control Valve를 사용하면 거의 Time Delay 없이 신속하게 응답하고 또 Feed Back도 빠릅니다.

위의 경우에는 문제가 별로 없지만  만일 Column의 압력 조정을 위해 Reboiler에 공급하는 Steam 공급량을 조절하도록 되어 있다면 압력변화에 신속하게 유량을 조절하여 압력을 안정화 시키기는 어려울 뿐 만 아니라 경우에 따라서는 제어기 출력이 감지되는 변수(여기서는 압력)이 오히려 악화되도록 역 동작이 나타날 수도 있습니다.

왜냐하면 Steam 공급량을 늘이면 전열량이 늘어나고 이로인해 온도가 올가가면서 Reboiler에서 증발되는 양이 늘어나게 되는데 이런 물리적 Delay 상황이 발생되면 System이 불안정해지고 Process  Upset의 지경에 이를 수도 있게 됩니다.   
이런 경우라면 순간적인 압력변화 즉 미분동작에 의한 출력값들은 사용하지 않는 것이 좋겠지요.

(3) 미분동작이 연속공정에 쓰이지 않는 것이 아니라 공정변수와 조작변수의 특성에 의해 민감한 변수를 응답이 느린 조작변수를 이용하여 조잘하지 않은 것이 좋다는 것을 이야기 하고 있는 것입니다.

덧붙이자면.. Master Controller와 Slave Controller로 연결되어 동작하도록 하는 Cascade Controller의 경우 Slave Controller의 응답속도가 Master의 응답속도보다 빨라야  하듯,   Sytem의 Time Constant가 커서 응답속도가 느리거나  Sequencing(Tuning)이 어려운 경우라면 미분동작 Parameter를 줄여 운전하거나  무효화 시켜 운전하는 것이 System 안정운전에 편리하다는 것이지요.