자동화공정/공정자동화

소개글

자동화공정/공정자동화에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 제 목

2. 목 적

3. 이 론
[1] 공정자동화
1) 개념
2) 공정제어 기법
3) 공정자동화 기술
4) 공정자동화의 장단점
[2] THE FIX DMACS
1) THE FIX DMACS 란?
2) THE FIX DMACS 의 특징
[3] 막 분리
1) 개념
2) 막의 정의
3) 막분리 종류
4) 막분리 공정
① 막이 가져야할 조건
② 막분리의 장,단점
③ 막 분리 공정의 특징
④ 막 오염 및 세척

4. 실 험
1) 기기 및 시약
2) 실험 방법
가) 공정도 그리기
나) 링크 연결하기
다) 자동화 시스템 실행하기

5. 결 과
① 공정설계도
② 유량

6. 결 론

본문내용

타 공정에 비해 간단하여 파일럿 실험에 의한 설계인자가 확보되면 공정설계 및 시설 확장이 편리하며 시설자체의 부피가 작아지므로 설치면적을 최소로 유도 할 수 있다. 특히 막분리 공정을 이용하여 폐수를 처리하는 경우 약품 사용을 줄일 수 있어 슬러지 발생량을 최소화 할 수 있다. 또한 분리막 공정에서 얻어진 처리수는 원수로 사용되거나 수질에 따라 직접 제조 공정에 사용될 수 있다.
④ 막 오염 및 세척
< 막의 오염 >
분리막은 폐수를 적은 에너지로 선별적인 분리를 할 수 있는 장점에도 불구하고 막의 성능을 저하시키는 분리막의 오염 문제로 인해 그 보급이 늦추어지고 있다. 분리막의 오염에 의한 문제점 중 하나는 투과율의 감소로 원인은 크게 두 가지로 나뉘어 진다. 첫째는 막의 오염으로 인한 기능의 저하이며, 둘째는 농도분극현상으로 인한 기능 저하이다. 전자의 경우 원수의 특성에 따라 막 표면에 오염물질이 강하게 결합, 축적되어 막의 투과율을 감소시키거나 성질을 변하게 하여 분리능을 변화시키는 현상이며, 후자의 경우는 분리막을 경계로 고농도의 용질이 용액중에 체류하고 투과수 흐름에는 상대적으로 낮은 농도의 용질층이 존재하여 용질이 막 표면에 농축될 경우 고농도의 용질층에 의한 삼투압 증가로 투과율이 감소하는 현상이다.
< 막의 세척 >
세척과정은 막의 오염물을 제거하고 분리막의 분리특성과 투과율을 회복하는 과정이며, 세척에 사용되는 물질은 오염을 늦추고 오염물질을 용해, 계속적인 막의 오염을 막는 역할을 한다. 이 때 세척으로 인한 막의 손상을 최대한 줄여야 하며 세척의 효율을 증가시키기 위해 펌프압력의 증가 투과수량의 변화 등을 측정하고 적정한 세척 시기를 선정하여 주기적으로 세척을 해 주어야 한다.
세척 방법은 물리적, 화학적, 물리화학적인 방업이 있으며 물리적 방법에는 포워드 플러싱(Foward Flushing), 중공사막에 쓰이는 공기주입, 관형모듈에 쓰이는 스폰지 볼 등의 방법이 있으나 널리 보급되지는 않은 실정이다. 화학적 세척은 문헌이나 막제조자의 지침에 따라 행하는 것이 통상적이며 무기 오염물 제거를 위해 산 세척을, 유기오염물질은 염기세척이나 계면활성제를 사용하며 부가적으로 효소나 소독제를 사용하기도 한다. 이 때 막의 특성을 정확히 파악하여 약품등으로 인한 막표면의 훼손이 발생하지 않도록 유의하여야 한다.
4. 실 험
1) 기기 및 시약
Fix-32, 원심펌프, 피스톤펌프, 항온조, 컴퓨터, 회로판, 유량계, 멤브레인, 순수, 비커 등
2) 실험 방법
가) 공정도 그리기
① FIX DMACS를 실행한다.
② FIX Draw에 들어간 후 빨리 그리기 선택한다.
③ 다이나모 →셋트열기 순으로 들어가서 기기의 모양과 비슷한 구조의 그림을 골라 화면에배치 한다.
④ 도구상자를 이용해 색을 칠하고, 전선을 표시한다.
나) 링크 연결하기
① Piston pump 링크
- Pump 그림 더블 클릭
- 태그명에 “DO1” 입력
- 전경 “클릭”
- FIX : DO1.F_CV 입력 후 “확인”
- 명령어 :“누를 때” 클릭 후 “선택”
- 명령어 언어 편집기 : TOGGLEDIG FIX:DO1.F_CV 입력
② Centrifugal pump 링크
- Pump 그림 더블 클릭
- 전경 “클릭”
- 태그명에 “DO2“ 입력
- FIX:DO2.F_CV 입력 후 “확인“
- 명령어 :“누를 때” 클릭 후 “선택”
- 명령어 언어 편집기 : TOGGLEDIG FIX:DO2.F_CV 입력
③ 온도계 링크
- 도구상자 → ABC 클릭
- 태그명 : FIX:TC/1.F_CV 입력 후 “확인”
- 데이터 입력
* 데이터 입력 허가(A) 선택
* 데이터 입력 방법 선택
* 수치 입력(N) 선택 → “확인”
* 오른쪽 맞춤(I) 선택
* 오브젝트명(j) : 데이터 링크
* 통제가능(B) 클릭 → “확인”
④ Intellution FIX32 View 제어상태 확인
- 모든 공정 장치에 대한 링크가 끝나면 미리보기 선택: 각 장치별 제어상태 확인
다) 자동화 시스템 실행하기
① 자동화 시스템을 실행하고, 펌프를 켠다.
② 순수를 호스 입구부분에 넣어준다.
③ 처음에 호스에 순수를 소량 유입하여 흔들어 준다.
④ 유입호스를 순수가 들어있는 유리병에 담근 후 순수가 계속 호스로 이동하도록 순수를 계속 채워준다.
⑤ 배출호스로 나오는 순수가 4000ml 가 될 때까지 소요된 시간을 측정하고, 유량을 계산한다.
5. 결 과
① 공정설계도
② 유량
부피: 4000 ml = 4l L
소요시간:17분 41초 = 1061 s
부피유량: 4 L / 1061 s = 0.00377 L/s
6. 결 론
이번 실험은 공정자동화에 관한 실험이었다. 기존 실험과는 다르게 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 공정도를 그리고 이것을 실제 실험 기구에 연결하여 실험을 진행하는 방식이었다. 내용이 낯설어서 처음에는 어렵게 느꼈었는데, 이론 설명을 듣고 직접실험을 해보니 매우 흥미로운 분야라는 것을 알게 되었다.
원래는 2주에 걸쳐서 실험을 진행해야 했지만 시간의 어려움 상 한 주안에 실험을 끝내야 했다. 따라서 2주에 측정하는 굴절율 등의 실험은 진행하지 못하였다.
FIX DMACS 를 이용하여 공정설계도를 그렸는데, 처음 접하는 프로그램이라 사용법을 몰라 많이 헤매었다. 각 실험장치 모양으로 생긴 그림을 화면에 적절히 배치하고, 선으로 이어준뒤 링크를 걸어주면 실제 실험기구들이 작동하는 원리였다. 한번 설계를 하고나니 다음번에는 좀 더 수월하게 설계 할 수 있을 것 같았다. 설계한 설계화면은 실험 결과 란에 표시 하였다.
삽입한 순수가 배출된 양이 4000ml 일때의 걸린 시간을 측정하여 부피유량을 계산하였는데 그 결과는 0.00377 L/s 이였다. 이것으로 배출된 순수의 부피유량을 확인 할 수 있었다.
자동화 프로그램을 이용하여 좀 더 많은 실험을 해보고 싶었지만, 다음 기회에 해볼 수 있기를 바라며 실험을 마치게 되었다.
이번 실험을 통하여 자동화 공정이라는 새로운 분야에 대해 학습 할 수 있었으며, 분리막에 관한 이론을 조사하고 이해 할 수 있었다. 또한, FIX DMACS 사용법에 대해 학습 할 수 있었다.

키워드

공정자동화,   자동화공,   공정설계도,   FIX DMACS,   분리막