DCS에서 계기와 신호를 주고받는데... AO? AI? DO? DI?
왜? 신호를 주는데 Output이라고 하지? Input과 Output에 대해서도 알아봅시다.
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DCS의 구성 및 통신 방법
오늘은 이전에 포스팅한 PLC와 DCS의 차이점을 복습해 보고, DCS의 구성 및 통신 방법에 공부해 보겠습니다. PLC와 DCS의 차이점과 특징을 알아보자. PLC와 DCS의 차이점과 특징을 알아보자. PLC와 DCS는
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PLC와 DCS의 차이점과 특징을 알아보자.
PLC와 DCS는 산업 제어 시스템의 대표적인 형태로, 각각 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. PLC (Programmable Logic Controller) : PLC는 논리 제어를 위해 사용되는 컴퓨터 기반의 제어 장치입니다. 주로
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Q : DCS에서 DI, DO, AI, AO은 무엇인가?
DCS 시스템에서는 DI, DO, AI, AO 모듈을 사용하여 디지털 입력 및 출력 신호와 아날로그 입력 및 출력 신호를 처리합니다. 이를 통해 공정 제어와 모니터링이 수행되며, 이 과정에서 디지털 입력과 출력에는 ON/OFF 상태의 디지털 신호가, 아날로그 입력과 출력에는 일정 범위 내에서 연속적으로 변하는 아날로그 신호가 사용됩니다. 이때, 모든 신호는 전압 또는 전류 값으로 표현됩니다.
DI (Digital Input): ON 또는 OFF로 표시되는 디지털 입력 신호를 받아들입니다. 이 신호는 전압이나 전류 값으로 표현됩니다. 대부분의 DCS 시스템에서는 24VDC의 전압 신호를 입력으로 받아들입니다. 이 신호는 밸브의 위치나 스위치의 상태와 같은 장비의 상태를 모니터링하는 데 사용됩니다.
DO (Digital Output): 디지털 출력 신호를 생성하며, ON 또는 OFF로 표시되는 신호를 출력합니다. 이 신호는 전압 또는 전류 값으로 표현됩니다. 대부분의 DCS 시스템에서는 24VDC의 전압 신호를 생성하거나, 0VDC의 전압 신호를 생성하여 출력을 처리합니다.
(1과 0의 디지털 신호로 열림과 닫힘만 존재하는 On-off Valve에서 사용 되겠죠? Solenoid Valve를 통해 명령을 주고, Limit Switch를 통해 현재 상태를 받아 볼 수 있겠죠?)
AI (Analog Input): 일정 범위 내에서 연속적으로 변하는 아날로그 입력 신호를 받아들입니다. 이 신호는 전압이나 전류 값으로 표현됩니다. 대부분의 DCS 시스템에서는 4-20mA의 전류 신호를 입력으로 받아들입니다. 이 신호는 보통 온도, 압력, 유량 등의 공정 변수 값을 측정하는 데 사용됩니다.
AO (Analog Output): 일정 범위 내에서 연속적으로 변하는 아날로그 출력 신호를 생성합니다. 이 신호는 전압 또는 전류 값으로 표현됩니다. 대부분의 DCS 시스템에서는 4-20mA의 전류 출력 신호를 생성하여 출력을 처리합니다. 이 신호는 모터의 속도 조절이나 밸브 위치 조정과 같은 장비를 제어하는 데 사용됩니다.
(여러 가지 공정 데이터가 같이 연동되어 입출력되는 걸로 봐서는 Control Valve와 같은 연속 제어용 공정에서 사용한다고 생각되시죠?)
위 내용을 정리하면, DCS가 보스가 되어 부하1- Control Valve에 명령을 보내려고 하는데 이 녀석이 지금 어디서 무얼 하고 있는지 모르는 상태입니다. 그렇기 때문에 다른 부하-2(트랜스미터)를 시켜 수시로 감시하게 하고 정보를 받아 C/V에 명령을 지시합니다.
그럼 부하-2 이 녀석이 주는 정보가 DCS 입장에서 AI(Analog Input)이 되고, 이 정보를 바탕으로 Control Valve에 명령을 내리기에 AO(Analog Output)이 되는 겁니다.
Q : 필드계기에서 DCS까지의 신호 체계?
- 센서에서 4-20mA 신호 생성: 필드계기의 센서에서 물리량을 측정하고, 이를 전류 값으로 표현하는 4-20mA의 아날로그 출력 신호를 생성합니다.
- 변환기에서 신호 변환: 생성된 4-20mA 신호는 필요에 따라 전압 또는 디지털 신호로 변환됩니다. 이때, A/D Card (Converter) 모듈을 사용하여 4-20mA의 출력 신호를 전압 값으로 표현되는 1-5VDC 등의 출력 신호로 변환할 수 있습니다. (with 250ohm 저항 사용)
- DCS에서 신호 처리: 변환된 신호는 DCS 시스템의 AI (Analog Input) 모듈에서 입력으로 받아들여 처리됩니다. 이때, 4-20mA의 입력 신호는 일반적으로 16비트의 해상도를 가지며, 이를 통해 공정 변수 값을 측정합니다.
- 즉, 필드계기에서 생성된 4-20mA의 아날로그 출력 신호는 변환기에서 전압 또는 디지털 신호로 변환되어 DCS의 AI 모듈에서 입력으로 처리됩니다. 이를 통해 공정 변수 값을 측정하고, 제어 및 모니터링에 활용됩니다.
* Control용 4~20mA를 사용하는 Analog = Control Valve/Positioner(AO), Transmitter(AI)
* On-off용 24 vdc 등의 Power를 사용하는 Digital = On-off Valve/Solenoid Valve(DO), Limit Switch(DI)
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