🎛️ PID 게인 계산기 | 초기값 어떻게 잡을까?

공정 이득 K (PV 변화% ÷ MV 변화%)

지연 시간 L (무반응 구간)

초

시정수 T (63.2% 도달까지)

초

튜닝 방식

제어 형태

PID 게인 산정 계산기 사용법

제어 루프를 잡을 때 가장 막막한 순간은 게인을 처음 얼마로 넣을지 정하는 때입니다. 수동 모드에서 밸브 출력을 한 번에 조금 올리고 PV가 그리는 곡선만 읽으면, 경험식으로 쓸 만한 출발값을 뽑을 수 있습니다.

읽어야 할 값은 세 가지입니다. 공정 이득 K는 PV가 변한 폭(스팬 대비 %)을 MV를 올린 폭(%)으로 나눈 값이고, 지연 시간 L은 출력을 바꾼 뒤 PV가 움직이기 시작할 때까지, 시정수 T는 움직이기 시작한 뒤 전체 변화량의 63.2%에 도달할 때까지 걸린 시간입니다. 지글러-니콜스 반응곡선법의 PID 값은 Kc = 1.2T ÷ (K × L), Ti = 2L, Td = 0.5L입니다.

이 값들은 이론식이 아니라 경험식이고, 지글러-니콜스는 원래 외란 억제를 목표로 만들어져 설정값을 바꿀 때 오버슈트가 큰 편입니다. 진동이 거슬리면 Kc를 절반으로 줄이고 Ti를 늘리는 쪽이, 응답이 굼뜨면 반대로 조이는 쪽이 일반적인 조정 방향입니다. 결과는 어디까지나 시운전 출발점이며, 실제 운전 조건에서 재튜닝하는 과정을 반드시 거쳐야 합니다.

자주 묻는 질문

공정 이득 K는 어떤 단위로 넣나요?

PV와 MV를 모두 스팬 대비 %로 환산해 나눈 무차원 값으로 넣습니다. 예를 들어 밸브를 10% 열었을 때 온도가 스팬의 20%만큼 올랐다면 K는 2입니다. 단위를 섞으면 게인 크기가 통째로 달라집니다.

지글러-니콜스와 코헨-쿤은 무엇이 다른가요?

코헨-쿤은 지연이 상대적으로 큰 공정을 겨냥해 보정항을 넣은 식이라 L/T가 클 때 더 무난한 값을 줍니다. 반면 지글러-니콜스는 간단하지만 공격적인 편이라 오버슈트가 크게 나오는 경우가 많습니다.

미분 항은 꼭 써야 하나요?

유량·압력처럼 잡음이 많은 루프에서는 미분이 잡음을 증폭해 밸브를 떨게 하므로 보통 PI만 씁니다. 온도처럼 느리고 잡음이 적은 루프에서 미분이 효과를 보며, 이때도 미분 필터를 함께 쓰는 것이 일반적입니다.

PID 게인 산정 계산기 사용법

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