공정제어 - 블록선도(Block Diagram)

1. 블록선도

: 선형공정의 변수들 사이의 관계를 편리한 블록을 통해서 나타낸 그림을 뜻한다.

 

 

2. 블록선도의 특징

- 화학공정을 이루는 여러 요소들은 각각의 기능에 따라 하나의 블록으로 나타낼 수 있다.

 

- 블록 자체는 전달함수 G(s)를 뜻한다.

 

- 정보의 흐름 방향이 입력변수 쪽에서 출력변수 쪽으로 일정한 것을 의미한다.

 

- 입력변수에 전달함수를 곱하면 출력변수가 된다. ( Y(s) = G(s)X(s) )

 

 

 

3. 블록선도와 전달함수의 관계

블록선도	전달함수

 

4. 총괄전달함수 해석방법

 

다음과 같은 블록선도가 있다고 하자.

 

 

이 블록선도를 해석하기 위한 방법을 알아보자.

 

(1) 전체 블록선도 해석 방법

이 방법은 블록선도와 전달함수의 관계를 이용하여 블록선도를 하나씩 해결하는 방법이다. 

 

왼쪽: 1번   오른쪽: 2번

왼쪽: 3번 오른쪽: 4번

5번

 

(2) 간단하게 나타내는 해석방법

블록함수에서 전달함수를 다음과 같이 나타낼 수 있다.

 

이때 직선은 빨간색 화살표로 나타낸 선을 의미하고 회선은 파란색 점선이 표시된 곳을 의미한다.

 

 

따라서 전달함수 G(s)는

 

 

 

(3) 블록선도 내의 회선을 만들어 푸는 방법

다음과 같은 블록선도가 있다고 하자.

 

 

그럼 안의 전달함수 G1(s)을 G`(s)으로 만들어 다음과 같은 블록선도로 나타낼 수 있다.

 

그림

 

 

이 블록선도를 계산하면 다음과 같다.