10. 제어 시스템: 공학에서 배우는 여러 가지 것들

엔지니어링 제어 시스템은 물리적 시스템 또는 프로세스의 작동을 관리하고 규제하도록 설계된 구성 요소, 장치 및 메커니즘의 모음을 말합니다. 제조, 자동화, 로봇 공학 및 산업 공정을 포함한 다양한 분야에서 일반적으로 사용됩니다.

 

엔지니어링 제어 시스템의 주요 목적은 원하는 결과를 달성하고 효율성을 개선하며 안전을 보장하기 위해 시스템의 동작을 모니터링하고 제어하는 ​​것입니다. 여기에는 센서, 액추에이터, 컨트롤러 및 피드백 메커니즘을 사용하여 시스템 내의 변수를 측정하고 조작하는 것이 포함됩니다.

 

엔지니어링 제어 시스템에서 일반적으로 발견되는 몇 가지 핵심 요소는 다음과 같습니다.

센서

센서는 온도, 압력, 위치, 속도 또는 유량과 같은 물리량 또는 변수를 감지하고 측정하는 장치입니다. 물리적 신호를 처리 가능한 전기 또는 디지털 신호로 변환하여 제어 시스템에 입력을 제공합니다.

 

액추에이터

액추에이터는 제어 시스템의 지침에 따라 원하는 작업 또는 응답을 수행하는 장치입니다. 시스템에서 제어 신호를 수신하고 기계 구성 요소의 이동, 회전 또는 조정과 같은 물리적 동작으로 변환합니다.

 

컨트롤러

컨트롤러는 제어 시스템의 두뇌입니다. 센서로부터 입력을 받고 데이터를 처리하며 액추에이터에 대한 적절한 제어 신호를 생성합니다. 컨트롤러는 온/오프 스위치와 같이 단순할 수도 있고 PLC(프로그래밍 가능 로직 컨트롤러) 또는 마이크로컨트롤러와 같이 더 복잡할 수도 있습니다.

 

피드백

피드백은 제어 시스템의 필수 요소입니다. 여기에는 시스템의 출력 또는 동작을 지속적으로 모니터링하고 원하는 값 또는 기준 값과 비교하는 작업이 포함됩니다. 불일치 또는 편차가 있는 경우 제어 시스템은 제어 신호를 조정하여 시스템을 원하는 상태로 되돌립니다.

 

제어 알고리즘

제어 알고리즘은 입력 신호 및 원하는 시스템 동작을 기반으로 적절한 제어 동작을 결정하기 위해 제어 시스템 내에서 구현되는 수학적 또는 논리적 알고리즘입니다. 제어 시스템 내에서 의사 결정을 위한 규칙과 논리를 정의합니다.

 

HMI(Human-Machine Interface)

HMI는 작업자가 제어 시스템과 상호 작용할 수 있는 수단을 제공합니다. 일반적으로 그래픽 사용자 인터페이스(GUI), 터치스크린 또는 운영자가 시스템 상태를 모니터링하고 명령을 입력하고 매개변수를 조정할 수 있는 물리적 버튼 및 스위치로 구성됩니다.

이러한 구성 요소를 효과적으로 통합함으로써 엔지니어링 제어 시스템은 다양한 프로세스의 정확한 규제, 최적화 및 자동화를 가능하게 합니다. 인적 오류를 줄이고 물리적 시스템의 실시간 모니터링 및 제어를 제공하여 생산성, 효율성, 안전 및 신뢰성을 개선하는 데 도움이 됩니다.