공정 제어, 머신 컨트롤 어플리케이션 엔지니어를 위한 새로운 편의성-아이씨엔매거진

– 새로운 기능을 추가한 LabVIEW 8.5 Control Design and Simulation Module
엔지니어와 과학자들은 개방형 루프 모델 양식을 분석하거나 폐쇄형 루프 컨트롤러를 설계할 때, 시스템을 시뮬레이션하거나 리얼타임 실행을 생성하고자 할 경우에 보다 편리한 방안이 마련됐다. 내쇼날인스트루먼트는 NI LabVIEW 8.5 Control Design and Simulation Module을 새로 출시하여 그래픽 기반의 시스템 디자인 플랫폼인 LabVIEW의 기능을 더욱 확장한다고 밝혔다.
이번에 발표한 모듈은 폐쇄형 루프 시스템의 안정성 개선을 위한 분석적인 PID(Proportional Integral Derivative)와 다변수 시스템에 적용할 예측 컨트롤 모델 등의 새로운 기능을 제공하고 있다. 여기에 18가지의 새로운 .m 파일 기능을 추가한 LabVIEW MathScript를 확장 지원하여 모델 생성, 모델 연결법 정의, 시스템 안정성 분석 등의 업무를 간단히 해준다.
LabVIEW Control Design and Simulation Module에서 개발시간을 단축하는 새 기능은 바로 분석적인 PID성능이다. 그 동안 엔지니어와 과학자들은 경험치에 의존해서 컨트롤러를 조정하여 적합한 PID 컨트롤러 게인 값을 설정해왔다. 그러나 이제는 분석적인 PID 기능이 제공되므로 엔지니어와 과학자들은 해당 시스템 모델에 자동으로 PID 게인 값을 설정할 수 있다. 따라서 훨씬 수월하게 개발 시간에 불필요한 요소들을 제거하고 시스템 안정성을 개선할 수 있다.
스페인 마드리드에 위치한 해양 및 군함 엔지니어링 회사인 SEAPLACE의 제어 담당 엔지니어인 Miguel Taboada는 “LabVIEW Control Design and Simulation Module은 분할 호퍼 선박(Split Hopper Vessel)에 다이나믹 포지셔닝을 개발할 때 소요되는 시간을 대폭 줄였다. 이 모듈은 각각 다른 컨트롤 알고리즘을 시뮬레이션하고 하드웨어 없이도 코드를 테스트해보는 과정을 매우 쉽게 해주었다. 우리는 시뮬레이션 시에 모듈로 생성한 그래픽 기반 코드를 재사용할 수 있고 실제 하드웨어에 배포하여 디버깅까지 가능하길 바랬는데, 이 모든 것이 단 하루만에 모두 해결되었다.”라고 말했다.
개발시간 단축과 시스템 안정성 개선 기대
최신 모듈은 또한 모델 예측 제어(MPC;Model Predictive Control) 기능을 포함하고 있는데 이 기능은 복잡한 공정 제어 어플리케이션에서의 MIMO(Multiple Input, Multiple Output) 시스템을 컨트롤하기 위해 업계에서 널리 사용된 알고리즘이다. 엔지니어와 과학자들은 MPC 기능을 활용하여 실제 결과값에서 나타날 수 있는 변경 전에 제어를 조정하는 컨트롤러를 설계할 수 있다. 이런 것이 가능하면 기존 피드백을 참조하여 모델 행동 양식을 미리 예측할 수 있어 컨트롤러가 최적의 컨트롤 작동값과 더 근접하도록 더 매끄럽게 조정된다.
MPC 기능은 텍스트 기반의 프로그래밍에 익숙하지 않은 엔지니어들이 쉽게 접근하기 어려운 산업에 매우 중요한 기술이다. LabVIEW Control Design and Simulation Module에 MPC 기능이 추가되어 내쇼날인스트루먼트는 간소한 리얼타임 실행 인터페이스를 갖춘 매우 직관적인 툴을 제공하게 되었다.
자동차나 항공 분야에서 공정 제어나 머신 컨트롤 어플리케이션 담당 엔지니어들에게는 굉장한 편의성을 제공하게 되는 것이다. 심지어 고급 컨트롤을 개발할 때 모델 행동 양식 예측이 중요한 자동차, 우주 항공 산업은 물론 학교나 연구소에서도 이 같은 편의를 누리게 된 것이다.
LabVIEW Control Design and Simulation Module은 이벤트 기반의 컨트롤 디자인 또는 시뮬레이션을 위한 LabVIEW Statechart Module과 시스템 배포 뿐만 아니라 신속한 컨트롤 프로토타이핑 및 HILS 어플리케이션을 위한 LabVIEW Real-Time Module등의 NI 소프트웨어 툴과 손쉽게 통합된다.게다가 엔지니어와 과학자들은 이 모듈을 LabVIEW System Identification Toolkit 및 NI I/O 디바이스와 결합하여 신뢰할만한 측정 기반 컨트롤러를 개발할 수 있다.
아이씨엔 매거진 2008년 04월호