제어에 대해서 알아보자(1) - 자동제어 vs 수동제어

제어(Control) 제어하는데 제어가 정확히 뭐지?

 

 현장에서 관련 업무를 수행하시는 분들이라면, 제어(Control)이라는 용어를 굉장히 자주 접하고 언급하실 것이라 생각됩니다. 하루에도 수도 없이 제어.. 제어... 하다 보면 '제어가 도대체 뭐지?'라는 생각이 문득문득 들기도 하고요.

 

 이번 포스팅에서는, 실무에서 흔히 회자되는 제어라는 것에 대해서 이론적으로 다가가 보며 관련 내용을 서술해 보도록 하겠습니다.

 

잘 꾸며진 조정실 모습은 언제봐도 멋집니다.@Pixabay

 

제어(Control)의 정의

 

 뼛속까지 공돌이인 필자는 미지의 사물에 대해서 정의(Definition)를 찾아보는 것을 좋아합니다.

 

만인에게 친숙한 나무위키에서 제어의 의의를 찾아봅시다.

 

제어 - 나무위키 (namu.wiki)

제어 - 나무위키

 

制御 / Control

시스템[1]을 원하는 방향으로 작동하게 만드는 학문의 총칭이다. 이를 수행하는 공학 분야를 제어공학이라고 한다. 인간 능력 이상의 정밀한 작업이나, 인간의 힘으로 할 수 없는 작업 등을 기계가 할 수 있게 하는 핵심적인 역할을 하는 학문으로, 원자력 발전, 항공우주, 로봇, 병기, 공장 자동화, 교통 시스템 등 언제나 함께 하는 현대 과학 문명의 기둥과도 같은 존재. 컴퓨터를 사람의 뇌로 비유하자면 제어는 의식이라고 보면 된다.

 

 

라고, 설명이 되어있습니다.

 

 

사실 위 내용만 봐서는 직관적으로 와닿는 분들도 있을 것이고 반대로 아리송함을 느끼는 분도 있으실 것이라 생각됩니다.

 

쉽게 말해,

 

 제어(制御) / Control 란,

사용자가 원하는 어느 목적에 적합하거나 목표에 부합하도록 대상물에 적당한 조작을 가하는 것

 

이라고 말할 수 있겠습니다. (위 나무위키 정의보다 더 어렵다면 죄송합니다.)

 

실생활에서의 제어(Control)?

 

윗 문단에서 제어에 대해서 장황히 설명하니 오히려 더 생소하고 복잡하게 느껴지시는 분들도 있겠지만, 우리는 실생활에서 수많은 제어를 수행하면서 생활을 하고 있습니다.

 

 운전을 예로 들어보겠습니다. (자동차에도 수많은 제어 장치가 있겠지만, 자동차와 운전자의 상호작용에만 생각해 보겠습니다.)

 

운전도 제어의 한종류라 하겠습니다.@Pixabay

 

어떤 사람이 자동차를 운전을 하여 어느 목적지를 가고자 합니다.

 

자동차를 운전하기 위해서, '차문을 연다.', '시동을 건다.', '엑셀 브레이크를 조작하여 가속/감속을 한다.', '핸들로 방향을 조작한다.' 등 다양한 행동 혹은 절차를 수행하게 됩니다.

 

이 중에서, 제어라는 관점에서만 일부분만 구분하여 본다면 자동차 운전은,

 

• 목적 - 자동차를 운전하여 원하는 위치로 이동하기
  
  
• 제어대상 - 엑셀/브레이크, 핸들
  
  
• 감지 방법 - 운전자의 시야, 청각, 때로는 후각

 

의 제어라고 할 수 있겠습니다. 

 

운전을 예시로 들었지만, 자전거 타기, 화장실 밸브 열어 대야에 물 받기, 받을 물을 적절하게 식물에 붓기, 가스레인지를 조작하여 요리하기 등등, 실생활에서 수많은 제어 행동을 수행한다는 것을 쉽게 연상하실 수 있으실 겁니다.

 

제어(Control)에도 종류가 있다?

 

그렇습니다. 제어에도 종류가 있습니다.

 

원론적으로 제어 이론에서는 제어를 여러 가지로 분류하여 구분하고 있습니다. MECE 하게 구분하는 측면에서 봤을 때는 크게,

 

수동 제어 vs. 자동 제어

 

그리고, 자동 제어는 또한 제어 방법에 따라서,

 

개회로 제어(시퀀스 제어) vs 폐회로 제어(피드백 제어)

 

분류하게 됩니다.

 

 참고로,

제어량의 성질이나 제어목적에 따라, 프로세스 제어, 정치 제어, 프로그램제어, 추종 제어, 비율 제어, 추치 제어 등 다양한 개념이 있으나 실무에서 봤을 때는 너무 세부적인 원론이라 생각되어 더 깊이 다루지는 않겠습니다. 

 

먼저, 수동 제어와 자동 제어에 대해서 알아보겠습니다.

 

수동 제어는 앞서 소개한 대부분이 해당될 것입니다. 수동(Manual)이라는 의미답게, 사용자가 주도적으로 행하는 제어를 일컫는다고 할 수 있겠습니다. 이전에 예시로 든, 자동차 운전, 물 받기, 자전거 타기, 요리하기 등을 떠올려 보시면 쉽게 이해가 되실 겁니다.

 

자전거 타기만 보더라도, 다양한 수동제어 요소가 있을 수 있겠습니다.

 

• 페달을 굴리고, 브레이크를 조작하는 속도 제어
• 핸들을 조작하여 방향을 잡는 방향 제어
• 달리는 중에도 중심을 잡기 위한 위치 제어

 

자전거 타기에도 다양한 제어요소가 있습니다.@Pixabay

 

다음으로 자동제어에 대해서 알아보겠습니다.

 

자동제어 역시 말 그대로 Relay, 공압, 컨트롤러, 마이크로프로세서, Mycom, DDC, PLC, DCS와 같은 자동화 제어 장치를 통해서 제어하는 방식을 일컫습니다. 물론, 센서나 계기 그리고 Acturator나 Motor의 동작이 수반될 것이며, 이러한 것들이 종합적으로 이루어져서 현업에서 흔히 보는 제어반이나 시스템들을 통해 어떠한 목적물을 자동으로 제어하곤 합니다.

 

예를 들자면, 컨베이어 벨트, 펌프 제어, 엘리베이터, 신호 제어, 공정 제어(유량, 압력, 온도, 레벨, 중량 등) 등이 모두 자동제어 범주에 속한다고 하겠습니다.

 

수동제어와 마찬가지로 너무 뻔한 얘기를 하는 건가 싶을 정도입니다.

 

현업에서 흔히 보는 컨베이어 시스템을 떠올리면 쉽게 이해가 되실겁니다. @Pixabay

 

이어서, 자동제어는 시퀀스 제어와 피드백 제어로 분류되는데, 해당 내용은 다음에 포스팅하도록 하겠습니다.

 

한번에 너무 많은 지식은 두통을 유발합니다.@Pixabay

 

마치며,

 

  이번 포스팅에서는, 제어 기본 이론을 시작하면서 가장 밑바탕이 될 수 있는 제어라는 개념에 대해 정의해 보고, 수동제어와 자동제어에 대한 분류와 그 의미에 대해서 고찰해 보았습니다.

 

사실, 장황하게 설명하였지만, 실생활이나 현업에서 제어라는 것은 너무 자연스럽고 익숙한 행동이며 보편화된 방식이기 때문에 제어라는 개념 자체를 정의하고 고찰한다는 것이 오히려 어색하고 부자연스러울 수 있을 것이라 생각되기도 합니다. 

 

 저 또한 이러한 개념을 설명하는 것이 어색하지만,

 제어를 한다는 사람이라면, 그것이 취미든 본업이든 간에, 한 번쯤은 인지하고 넘어가야 한다는 것이 필자의 생각이기도 합니다.

 

최근 공장 자동화 현장이나 플랜트 현장과 자동제어는 떼려야 뗄 수 없는 불가분의 관계라는 것에 이견을 다는 분은 없을 것이라 생각됩니다. 이번 기회를 빌어 제어에 대한 개념을 하나씩 익혀 보는 건 어떨까 싶습니다. 

 

아니면??? 죄송합니다. @최엘비 - 아님말고

 

 

문의사항이나 오류는 메일이나 댓글로 연락 주시면 감사하겠습니다.

 

 

* 본 포스팅에서 언급된 모듈이나 제조사와 필자는 무관함을 알립니다.

 

 

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