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두번째 글. 컨트롤 밸브의 특성 곡선 (Control Valve Characteristic Curve)

밸브의 특성 곡선을 먼저 소개하는게 우선이었을 수도 있지만, 생각나는 순으로 쓰기 때문에 순서는 없다. 밸브 구조 단면도부터 정리하기는 싫으므로..

1. 컨트롤 밸브의 특성이란게 무슨말이지?

사람이 태어날때 성격이 있는 것처럼, 밸브도 선천적(?)인 특성이 몇가지가 있다. 물론 분류에 따라 완벽히 같지는 않겠지만, 크게 quick opening, linear, equal percent가 있다.

Valve opening과 흐르는 양에 대한 Coefficient(Cv)에 대한 그림으로, 10%만큼 열어라 했을때 실제로 10%만큼 열리는지, 아니면 더열리던가 덜 열리던가 그림을 보면 쉽게 파악 할 수 있다.

1_ Quick Opening 

조금만 열려고해도 확 열리는 밸브. 잘 안쓰는 것 같다.

2_ Linear 

선형적으로 작동하는 밸브이고, 유량, 레벨, 압력, 조성을 조절할 때 주로 쓴다

3_ (=%) Equal percent

50% 이전까지는 많이 열려고 해도 적게 열리고 그 이후로는 조금 열려고 해도 더 많이 열리는 밸브이다. 온도를 조절 할 때 주로 쓴다.

이러한 자료는 모든 장치들이 마찬가지겠지만 Vendor가 제공한다. 

***개인적인 생각을 기록하고 까먹지 않게 하기 위해쓰므로 전문성이 떨어질 수 있습니다. 

밸브 컨트롤이란?

밸브의 움직임을 이해하고 밸브를 움직이도록 하는 명령인 Output 값과 실제 움직이는 값인 Position, 그리고 실제 원하는 Set Point와 어느정도 맞는지 Process variable을 확인하며, 그 조절이 사용자가 원하는대로 잘 되게 하는것이라고 생각한다.

1. 밸브가 원하는 대로 안움직이는 경우

밸브의 동력부인 액츄에이터 이상이나, DCS 설정문제 (direct, indirect)가 있는데 이건 그냥봐도 이상이 있다는 것을 알 수 있다.

다른 예로는 밸브 스틱션과 히스테리시스가 있다.

x축 명령, y축 실제 움직임 이라고 생각하고 다음 그래프를 보자

1_ 밸브 스틱션(valve stiction) 의 예

 밸브 스틱션을 한마디로 말하면 처음 움직일때 마찰력의 영향이 지나치게 큰 것.

비유하자면 '냉장고의 문이 약한 힘으로는 안열리다가 갑자기 열리는 것' 이라고 생각하면 되겠다.

밸브에 열으라고 명령은 하는데 안 열리다가 요구가 강해지는 순간에 밸브가 갑자기 확 열려버리는 것이다. 위의 그림에서 초록색은 OP, 빨간색은 PV값이다. 

2_ 밸브 히스테리시스 (Valve hysterisis)

히스테리시스란 열으라는 명령을 했는데 헛도는 것, 또는 초기의 행위가 반영되지 않고 일정 수준부터 움직이는 것이다. 스틱션과 다른것은 스틱션은 누적된 에러가 한 번에 반영되는 반면 히스테리시스는 누적된 에러가 무시되고 임계치부터 반영되기 시작한다.

히스테리시스는 확인하는 방법은 CO or OP 값을 계단식으로 변화시켰을 때 

내려간만큼 올라오면 정상, 올렸을 때 원래보다 더 올라왔거나, 덜 올라올경우 히스테리시스다. 잘 생각해보면 당연한 그림이다. (대충 그린건 이해바랍니다ㅠ)