A Study on the Structural Analysis of Controllability in Chemical Processes

화학 공정의 제어성의 구조적 분석에 관한 연구

Chemical processes are highly nonlinear, multivariable systems and have complex structures. However, the controllability evaluation procedures are complicated, and the required information is very often unknown at the early design stage. Therefore, it is necessary to develop a procedure to evaluate and enhance controllability while designing processes and plants. To evaluate controllability in the design stage, it is most efficient to analyze process structure. Relative order can be used as a measure of 'physical closeness' between input and output variable. Structural controllability analysis using relative order is shown to be effective in a case study of heat exchanger network synthesis.

화학 공정은 그 특성상 비선형성이 크고, 다변수 시스템이며, 그 구조가 복잡하다. 그러나 현재까지 개발된 제어성 평가 방법들은 제어성의 평가 방법이 복잡하고, 평가에 필요한 정보가 설계의 초기 단계에서는 알 수 없는 경우가 많다 따라서 공정 및 공장 설계 과정에서 제어성의 평가 및 향상 단계를 적절하게 도입하기 위해서는 이를 위한 절차에 대한 연구가 필요하다. 초기 설계 단계에서의 정보를 이용하여 제어성을 평가하기 위해서는 공정 구조를 분석하는 것이 가장 효율적이다. 입력 변수와 출력 변수가 얼마나 직접적으로 영향을 주는가를 나타내는 척도로는 상대 차수가 있다. 열교환망 합성에서 상대 차수를 이용한 구조적 제어성 분석 방법이 설계 초기 단계에서 효율적임을 알 수 있었다.