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시설재배 및 연구시설에서 복수의 환경요소를 상호 관련 시켜 제어하는 것을 말하며 근래의 온실은 환경제어 기술이 진보하고 많은 요소를 인위적으로 조절할 수 있게 되였는데 이를 상호적으로 연결시켜 조절하는 방법이다.
예를 들면 난방이나 환기의 적정치를 그 날의 일사량에 따라 조절할 뿐만 아니라 습도 및 탄산가스 농도도 제어할 수 있다. 풍속과 풍향에 따라 창문의 개폐도 개폐위치를 바꿀 수 있는 복잡한 제어법으로 컴퓨터 기술 센서 기술등 전자기술의 발달에 의해 장치의 개발이 이루어져 왔다. 단일제어에 비하여 복합제어는 경보 발신과 기록표시를 할 수 있으며 에너지, 노력, 증수, 품질향상, 연구목적물 관리등을 기대할 수 있다. 이는 생물환경 조절과 같은 맥락으로 볼 수 있다. |
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제어는 피드백 제어와 프드포드 제어로 나누어지는데 피드백 제어가 일반적이다. 우선 목표치(설정치)가 정해져야 한다. 온실의 난방을 예로 들면 온실의 설정 기온에 해당한다. 이 목표치와 센서 등으로 측정한 관측치(실제의 온실 내 기온)와의 차이가 편차하다. 이것은 또 동작 신호라고도 불린다. 왜냐하면 이 신호에 의해 제어 기기를 동작시키기 때문이다. 만일 이 신호가 영, 즉 관측치가 목표치와 같다면 제어 기기를 동작시킬 필요는 없다. 온실의 난방에서는 제어기기가 온풍기에 해당하고 제어 대상은 온실 내 공기, 제어량은 기온이다. 이처럼 온실내의 기온을 측정하고, 그것을 가능한 한 목표치에 가깝도록, 제어 기기의 시작점까지 되돌려 목표치와의 차(편차)가 영이 되도록 제어하는 방식이 피드백 제어이다. 서모스태트를 사용한 ON-OFF 제어도 피드백 제어의 일종이다. 즉 편차에 따라 제어기구를 ON-OFF하는 비선형 제어이다. 이에 대해서 PID제어라는 것이 있다 PID란 비례 동작(proportional action), 미분 동작(differential action), 적분 동작(integral action)의 머리 문자를 취한 것이다. 편차에 비례한 양, 즉 편차의 크기에 따라 제어기기의 게인(gain)을 결정하여 제어하거나, 편차의 시간 변화(미분량)에 따라 제어하는 방식으로 각각 단독으로 사용되는 것도 있으나, PI 또는 PD 혹은PID조 조합하여 사용되는 경우가 많다.
이처럼 항상 제어량으로부터 편차를 구하는 피드백 제어에 대해, 피드포드 제어에서는 미리 정해진 로직 또는 모델에 따라 제어하는 방식이다. 제어 대상인 시스템이 미리 충분히 해석되어 모델화되어 있는 경우는 문제가 있으나, 제어량을 피드백하지 않기 때문에 외란(外亂)등에 의해 일단 제어에 혼란이 생기면 수정할 방법이 없다. 따라서 이 방식만으로 단독 사용되는 경우는 거의 없다고 해도 좋으며 피드백 제어계와 조합하여 사용된다. 즉 미리 예측할 수 있는 부분에 대해서는 피드 포드 제어를 하고 그 정도로 정밀도 높은 제어를 할 수 없을 때 제어량을 피드백시켜 편차를 영으로 하는 피드백 제어를 한다.
종래의 제어는 제어량을 아날로그량으로서 처리하여 왔기 때문에 아날로그 제어라고 할 수 있는데 최근 미니컴이나 마이컴이 보급되어 농업에도 제어 기기로서 도입되고 있다. 이들 컴퓨터는 디지탈 컴퓨터이고 제어량은 아날로그적으로 측정되지만 바로 디지탈 양으로 변환되어 처리되므로 디지탈 제어라고 한다. 온도등은 우선 센서에서 전기신호로 변환된다. 이 시점에서 신호는 연속된 아날로그 양이지만 이러한 측정량을 직접 컴퓨터에 입력할 수 없기 때문에 아날로그/디지탈 변환기에 의해 디지탈 양으로 변환되어 입력된다. 이러한 측정량이 온도만이 아니라 습도, 탄산 가스 등으로 복수 채널에 걸치게 되면 이들을 일정 간격으로 샘플링 하면서 그 변화를 추정하지 않으면 안된다. 이러한 방식을 샘플링 제어라 한다.
컴퓨터가 제어기로서 도입되면 복잡한 모델을 제어기 가운데 구축하는 것도 가능하고, 피드포드 제어 등도 새롭게 주목되게 된다. 또 고전적인 PID 제어에서 게인을 고정하지 않고 부하에 따라 게인을 변화시키는 적응 제어도 용이해진다. 따라서 컴퓨터의 도입에 따라 각종 최적 제어가 실현될 수 있는 것이다. |
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풍향, 풍속계 / 풍향 측정범위 : 360˚//풍속 측정범위 : 3~45m/s 
