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“제어의 한 끗 차이, ‘더하기’로 완성하는 바이어스 제어(Bias Control)”

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제어의 한 끗 차이, ‘더하기’로 완성하는 바이어스 제어(Bias Control)

지난 뉴스레터에서 다뤘던 ‘비례 제어(Ratio Control)’ 기억하시나요?

두 유량의 황금 비율을 맞추는 곱셈의 미학이었습니다.

이번 호에서는 비례 제어의 단짝이자, 공정에 안정성과 정밀함을 더해주는

‘바이어스 제어(Bias Control)’를 소개합니다.

비율이 아닌 ‘일정한 차이’에 집중하는 이 단순하고도 강력한 전략이

현장에서 어떻게 활용되는지 지금 바로 확인해 보세요!

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바이어스 제어란? "변치 않는 간격의 미학" 🚗 ↔️ 🚗

바이어스 제어는 쉽게 말해 ‘거리 두기 제어’입니다. 고속도로에서 앞차와 항상 ‘50m’라는 일정한 간격을 유지하며 달리는 자동차를 상상해 보세요.

앞차가 시속 60km로 가든 100km로 가든, 속도와 관계없이 오직 간격(차이) 그 자체를 고정하는 것이 핵심입니다.

• 수식의 관점 : 비례 제어가 곱셈(Y = aX)이라면, 바이어스 제어는 덧셈 또는 뺄셈(Y = X + b)의 관계입니다.

• 구성 요소: ◦ Input (Master): 기준이 되는 주 신호 ◦ Bias (Offset): 미리 설정한 고정된 차이값 ◦ Output (Slave Setpoint): 제어 대상이 따라가야 할 최종 목표값

[공정 예시]

9 M3/Hr의 80WT% Feed A와

14 M3/Hr의 30WT% Feed B가 혼합되어,

23M3/Hr의 약 50WT% 혼합물을 얻는다.

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왜 바이어스 제어를 쓸까요? (장단점 분석)

👍 이런 점이 좋습니다!

• 안정적인 차이 유지: 압력이나 온도 차(Differential)가 중요한 공정에서 매우 안정적입니다.
• 직관적인 운영: 비율(%)이 아닌 절대적인 수치(Value)를 조절하므로 운영자가 이해하기 쉽습니다.
• 유연한 부하 조절: 여러 기기를 동시에 운전할 때, 특정 기기에 부하를 조금 더 얹어주는 식의 정밀 조절이 가능합니다.

⚠️ 이런 점은 주의하세요!

• 범위의 제한: 입력값이 아주 작을 때도 동일한 바이어스를 더하면, 전체 유량 대비 바이어스 비중이 너무 커져 제어 밸런스가 깨질 수 있습니다.
• 수동 대응 필요: 공정 상태가 급변하여 차이값을 바꿔야 할 때는 운영자가 직접 바이어스 값을 수정해야 하는 번거로움이 있습니다. </aside>

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현장 적용 사례: "이럴 때 바이어스를 씁니다”

① 보일러 급수 펌프 (차압 제어)

보일러 드럼으로 물을 밀어 넣으려면 펌프 압력이 드럼 내부 압력보다 항상 높아야 합니다.

• Input: 보일러 드럼 압력
• Bias: +5 bar (안전 마진)
• 결과: 드럼 압력이 변하더라도 펌프는 항상 '5 bar 높은' 상태를 유지해 안정적으로 용수를 공급합니다.

② 다중 팬(Fan)의 병렬 운전 (부하 분담)

성능이 더 좋은 A 팬에 일을 조금 더 시키고 싶을 때 유용합니다.

• Input: 전체 요구 유량 신호
• Bias: A 팬(+10%), B 팬(-10%)
• 결과: 전체 신호에 따라 두 팬이 같이 움직이지만, A 팬이 항상 약간 더 많이 작동하며 효율적으로 부하를 분담합니다. </aside>

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맺음말: Ratio와 Bias가 만났을 때

결국 완벽한 제어는 조합의 예술입니다.

비례 제어(Ratio)가 공정의 효율과 배합을 담당한다면,

바이어스 제어(Bias)는 안전 마진을 확보하고 기기간 균형을 맞춥니다.

실제 산업 현장에서는 이 두 가지를 조합한 Y = aX + b (Ratio + Bias) 공식을 사용하여,

어떤 상황에서도 흔들리지 않는 정밀하고 유연한 공정 제어를 구현하고 있습니다.

여러분의 현장에서는 어떤 ‘바이어스’가 공정의 안전을 지키고 있나요?

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