1. Title & Authors
논문: Desalination 126 (1999) 15-32
제목: Process control in water desalination industry: an overview
저자 : Imad Alatiqi*, Hisham Ettouney, Hisham E1-Dessouky
2. Summary
- 이 논문은 해수담수화프로세스(MSF, RO)의 control에 대한 overview로 지금까지 어떤 control method가 사용되고 있는지를 살펴보고 있습니다. 특히, 이 overview 논문의 주저자인 Imad Alatiqi가 자신이 리딩하고 참여했던 논문들을 기반으로 작성되었습니다. 본 논문 리뷰에서는 지금하고 있는 연구와 관련된 RO부분만을 중점적으로 보았습니다.
- Process control은 product cost의 감소와 plant의 lifetime의 증대를 위한 최적 운전 조건을 요구하는 해수담수화의 공정에 있어 필수적인 부분입니다.
- Control method의 중점은 system에 대해 fast response, high stability, and minimum disturbance에 있습니다.
▶ Controller
1. Conventional methods: manual, ratio, cascade, feed forward, PID, PI control ? 산업계에서 가장 보편적으로 사용되는 방법
2. Advanced control methods: model predictive, statistical quality, internal model, adaptive, pattern recognition, and state estimation (observer/Kalman filter) ? 전체 plant process의 총괄적인 control system을 위해 도입됩니다. 복잡하지만, plant performance를 control하기 위해 필수적입니다.
3. New advanced control methods: nonlinear, expert system, fuzzy logic-based system, simulator ? 복잡한 시스템을 위한 control method이기 때문에 구축하는 것도 어려워서 산업계에서 드물게 사용되고 있습니다.
▶ RO process에서의 기본적인 Process Control
1. Valve opening/closing 조절
2. Variable Frequency drive (VFD)를 통한 펌프의 유량 및 압력 조절
3. 전처리와 후처리에서 pH 조절
▶ RO process control의 흐름
다음 논문들은 이미 확인한 논문들이며 정말 간단한 control시스템을 제안하고 있습니다.
- Mindler (1986): 아주 간단한 incremental on/off control system을 제안
- Alatiqi (1989): RO process를 위해 multi-loop control system을 처음 제안한 것으로, System Identification을 통해 간단한 transfer function을 제시하고 있습니다.
One pressure controller and two pH controllers
- Roberson (1996): dynamic matrix control (DMC)에 의한 RO process control
위에서 제안한 control system을 활용하였습니다.
3. Application & Future Paper Review
이 리뷰논문에 인용되어 있는 논문에 transfer function으로 이루어진 control method를 간단하게 적용해볼 수 있을 것 같습니다. 그러나 이는 RO model을 통한 mathematical model이라기보다 data를 기반으로 하는 black box model과 같습니다.
본 논문리뷰페이퍼는 RO process의 control에 대한 처음 시작되었던 흐름을 보여주고 있지만, 시기적으로 10년 전에 출간되었기 때문에 최근에 진행되고 있는 Advanced control을 포함하고 있지 않습니다. 따라서 다음 논문리뷰에 있어서는 최근 control methods에 대해 살펴보아야 할 것 같습니다.
4. 리뷰어 : 이영근(lyg@gist.ac.kr)