Lessons In Industrial Instrumentation
산업계측제어기술사 관점의 전체 독서 계획
전체 학습 방향
책을 1장부터 순서대로 읽기보다, 계측 시스템의 실제 흐름에 맞춰 핵심 장을 재배열하여 읽는다.
Process
→ Measurement
→ Signal
→ Controller
→ Final Element
→ Process
1단계. 현장 계측 시스템의 구조 이해
Chapter 6 → 7 → 8
Chapter 6. Introduction to Industrial Instrumentation
- Sensor
- Controller
- Final Control Element
- 계측 시스템의 전체 구조 이해
Chapter 7. Instrumentation Documents
- PFD
- P&ID
- Loop Diagram
- Functional Diagram
Chapter 8. Instrument Connections
- Pipe
- Tube
- Electrical Wiring
- Fiber Optics
공정을 본다
→ 도면으로 표현한다
→ 실제로 연결한다
현재 위치: Chapter 8
2단계. 현장 신호가 PLC/DCS까지 가는 과정
Chapter 13 → 12 → 15
Chapter 13. Analog Electronic Instrumentation
- 4–20 mA
- 2-wire / 4-wire transmitter
- Loop-powered transmitter
- Current loop troubleshooting
- NAMUR signal level
Chapter 12. Programmable Logic Controllers
- Digital I/O
- Analog I/O
- I/O addressing
- Ladder Diagram
- HMI
Chapter 15. Digital Data Acquisition and Networks
- A/D conversion
- RS-232 / 422 / 485
- Ethernet
- TCP / UDP
- HART
- Modbus
Sensor
→ 4–20 mA
→ I/O
→ PLC/DCS
→ Network
3단계. 4대 공정변수 측정
Chapter 19 → 20 → 21 → 22
Chapter 19. Pressure
- Manometer
- DP Transmitter
- Manifold
- Impulse Line
Chapter 20. Level
- Hydrostatic
- DP
- Float
- Ultrasonic
- Radar
Chapter 21. Temperature
- RTD
- Thermocouple
- Reference Junction Compensation
- Non-contact Measurement
Chapter 22. Flow
- DP Flowmeter
- Orifice
- Venturi
- Rotameter
- Turbine
- Vortex
- Magnetic
- Ultrasonic
- Coriolis
Pressure
→ Level
→ Temperature
→ Flow
각 장은 다음 틀로 읽는다: 측정원리 → 계기 구조 → 설치 → 오차 → 적용조건 → 문제점
4단계. Final Control Element
Chapter 27. Control Valves
- Globe / Ball / Butterfly
- Actuator
- Fail Open / Fail Close
- Positioner
- Split Range
- Valve Sizing
- Cv
- Inherent / Installed Characteristic
- Flashing
- Cavitation
- Choked Flow
- Noise
Sensor
→ Transmitter
→ Controller
→ Control Valve
5단계. PID와 공정 동특성
Chapter 29 → 30
Chapter 29. Closed-loop Control
- Feedback
- Proportional
- Integral
- Derivative
- Offset
- PID Equation
- Digital PID
Chapter 30. Process Dynamics and PID Tuning
- Self-regulating Process
- Integrating Process
- Runaway Process
- Process Gain
- Lag
- Multiple Lag
- Dead Time
- Ziegler-Nichols
- PID Tuning
Process Dynamics
+ PID
→ Control Performance
6단계. 고급 제어전략
Chapter 31. Basic Process Control Strategies
- Cascade Control
- Ratio Control
- Feedforward Control
- Lead / Lag
- Selector Control
- Override Control
LIC
→ SP
→ FIC
→ FV
Chapter 7에서는 Functional Diagram을 읽고, Chapter 31에서는 왜 그런 제어전략을 사용하는지 이해한다.
7단계. Safety Instrumentation
Chapter 32. Process Safety and Instrumentation
- Hazardous Area
- Probability
- Failure Rate
- MTBF
- PFD
- Redundancy
- Proof Test
- SIS
- Sensor
- Logic Solver
- Final Element
- SIL
Sensor
→ Logic Solver
→ Final Element
일반 제어루프와 구조는 유사하지만, 목적은 생산제어가 아니라 위험 저감이다.
8단계. 통신 심화
Chapter 16 → 17
Chapter 16. FOUNDATION Fieldbus
- H1 Physical Layer
- Segment
- Function Block
- Device Configuration
Chapter 17. Wireless Instrumentation
- WirelessHART
- Radio System
- Antenna
- Link Budget
4–20 mA
→ HART
→ Fieldbus
→ Wireless
전체 스토리
Process
→ Measurement
→ Signal
→ Controller
→ Final Element
→ Process
| 질문 | 해당 Chapter |
|---|---|
| 공장을 어떻게 표현하는가? | Chapter 7 |
| 계기를 어떻게 연결하는가? | Chapter 8 |
| 신호를 어떻게 전달하는가? | Chapter 13 |
| PLC는 어떻게 신호를 받는가? | Chapter 12 |
| 디지털 통신은 어떻게 하는가? | Chapter 15~17 |
| Pressure / Level / Temperature / Flow는 어떻게 측정하는가? | Chapter 19~22 |
| 무엇으로 공정을 조작하는가? | Chapter 27 |
| Feedback 제어는 어떻게 하는가? | Chapter 29~30 |
| 복잡한 제어전략은 어떻게 구성하는가? | Chapter 31 |
| 위험 발생 시 어떻게 안전하게 정지하는가? | Chapter 32 |
현재부터의 실제 독서 순서
Chapter 7 완료
→ Chapter 8
→ Chapter 13
→ Chapter 12
→ Chapter 15
→ Chapter 19
→ Chapter 20
→ Chapter 21
→ Chapter 22
→ Chapter 27
→ Chapter 29
→ Chapter 30
→ Chapter 31
→ Chapter 32
각 Chapter의 학습 루틴
반복 학습 순서
읽기
→ 용어 정의
→ 용어 간 관계
→ 하나의 스토리
→ 한 문제씩 문답
→ 최종 정리
단순 암기보다 먼저 구조를 이해하고, 문답을 통해 실제 이해 여부를 확인한 뒤 마지막에 블로그 또는 Overleaf용 문서로 정리한다.