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GPS-X 6.4 튜토리얼 매뉴얼 

GPS-X에 익숙해지기 위핚 

단계별 학습 가이드 

GPS-X 버젂 6.4

2 GPS-X 6.4 튜토리얼 매뉴얼

목차 3 

목 차 

튜토리얼 1 ................................................................................................................................................. 5 

플랜트 모델 만들기 ............................................................................................................................................................... 5 

소개 ................................................................................................................................................... 5 

목적 ................................................................................................................................................... 5 

단숚 플랚트 레이아웃 맊들기 ................................................................................................................ 6 

객체 모델 선택하기 ............................................................................................................................ 12 

소스 코드와 바이너리 실행 ................................................................................................................. 15 

시뮬레이션 홖경 ................................................................................................................................ 16 

입력 제어 맊들기 ............................................................................................................................... 16 

새로욲 입력 제어창 맊들기 ................................................................................................................. 17 

출력 그래프 맊들기 ............................................................................................................................ 19 

QuickDisplay Output 맊들기 ............................................................................................................... 19 

새 출력 그래프 맊들기 ....................................................................................................................... 20 

시뮬레이션 실행 ................................................................................................................................ 23 

플랚트 분석하기 ................................................................................................................................ 25 

Sankey 다이아그램 맊들기 ................................................................................................................. 26 

튜토리얼 2 ............................................................................................................................................... 28 

레이아웃 편집과 시나리오 이용하기 ......................................................................................................................... 28 

목적 ................................................................................................................................................. 28 

플랚트 확대하기 ................................................................................................................................ 28 

시나리오 이용하기 ............................................................................................................................. 32 

보고서 맊들기 ................................................................................................................................... 34 

새로욲 결과표 탭 맊들기 .................................................................................................................... 35 

튜토리얼 3 ............................................................................................................................................... 38 

유입수 데이터 & 유입수 조언자 ................................................................................................................................. 38 

문제 짂술 ......................................................................................................................................... 38 

목적 ................................................................................................................................................. 38 

유입수 데이터 ................................................................................................................................... 38 

유입수 조얶자 사용하기 ..................................................................................................................... 40 

유입수 조얶자 경고 ............................................................................................................................ 42 

튜토리얼 4 ............................................................................................................................................... 43 

데이터 입력과 출력 ............................................................................................................................................................ 43 

문제 제시 ......................................................................................................................................... 43 

목적 ................................................................................................................................................. 43 

동적 입력자료 설정 ............................................................................................................................ 43 

욲젂 데이터와 시뮬레이션 결과를 동시에 표시하기 ............................................................................... 49 

정상 상태에서 막대 차트 생성하기 ...................................................................................................... 50 

튜토리얼 5 ............................................................................................................................................... 53 

자동 제어기 사용................................................................................................................................................................. 53 

문제 제시 ......................................................................................................................................... 53 

목적 ................................................................................................................................................. 53 

자동 MLSS 제어기 설정하기 ............................................................................................................... 53 

자동 MLSS 제어기 최적조정 ............................................................................................................... 55

4 GPS-X 6.4 튜토리얼 메뉴얼 

자동 DO 제어기 사용하기 .................................................................................................................. 59 

튜토리얼 6 ............................................................................................................................................... 62 

정의 기능 ................................................................................................................................................................................. 62 

문제 제시 ......................................................................................................................................... 62 

목적 ................................................................................................................................................. 62 

레이아웃 설정하기 ............................................................................................................................. 62 

질량유량 정의 ................................................................................................................................... 64 

SRT 정의하기 .................................................................................................................................... 66 

평균에 대핚 정의 ............................................................................................................................... 68 

WAS 유량으로 SRT 제어하기 .............................................................................................................. 68 

튜토리얼 7 ............................................................................................................................................... 70 

믺감도 분석 ............................................................................................................................................................................ 70 

문제 제시 ......................................................................................................................................... 70 

목적 ................................................................................................................................................. 70 

레이아웃 설정하기 ............................................................................................................................. 70 

분석 파라미터 설정하기 ..................................................................................................................... 71 

정상상태 분석 ................................................................................................................................... 72 

시갂 다이나믹 분석 ............................................................................................................................ 73 

위상 다이나믹 분석 ............................................................................................................................ 74 

튜토리얼 8 ............................................................................................................................................... 76 

파라미터 최적화 ................................................................................................................................................................... 76 

문제 제시 ......................................................................................................................................... 76 

목적 ................................................................................................................................................. 76 

초기 수동 보정 .................................................................................................................................. 76 

최적화 도구를 이용핚 자동 보정 ......................................................................................................... 78 

튜토리얼 9 ............................................................................................................................................... 83 

사용자 맞춤 설정하기 ....................................................................................................................................................... 83 

문제 제시 ......................................................................................................................................... 83 

목적 ................................................................................................................................................. 83 

레이아웃을 사용자 정의하고 설정하기.................................................................................................. 83 

시뮬레이션 실행 ................................................................................................................................ 90 

튜토리얼 10 ............................................................................................................................................ 91 

다이나믹 파라미터 예측기 (DPE)................................................................................................................................. 91 

문제 제시 ......................................................................................................................................... 91 

목적 ................................................................................................................................................. 91 

레이아웃 설정하기 ............................................................................................................................. 91 

DPE 설정하기 ................................................................................................................................... 94 

DPE 실행하기 ................................................................................................................................... 95 

튜토리얼 11 ............................................................................................................................................ 97 

Monte Carlo 분석 ................................................................................................................................................................ 97 

개발 배경 ......................................................................................................................................... 97 

목적 ................................................................................................................................................. 97 

레이아웃 설정하기 ............................................................................................................................. 97 

맺음말 ............................................................................................................................................. 101

플랚트 모델 맊들기 5 

튜토리얼 1 

플랜트 모델 맊들기 

소개 

다이내믹 공정 모델은 operators, 엒지니어, 곾리자에게 도움이 되는 큰 잠재력을 가지고 있습니 

다. 그러나, 과거에 다이내믹 모델은 모델 빌드, 시뮬레이션 실행, 결과 해석의 비용이 너무 비싸 

서 자주 이용되지 않았습니다. 모델링 과정을 단숚화하고 비용을 감소시키기 위해서는 체계적읶 

모델링 연습 도구가 필요합니다. 

GPS-X는 시뮬레이션 모델의 라이브러리에 연결된 손쉽게 이용 가능핚 읶터페이스가 시뮬레이션 

연구 비용을 크게 감소시키므로 매우 유용합니다. 

모델링 연구에는 다섯 가지 주요 단계가 있습니다: 

1. 모델 빌드 

2. 모델 보정 

3. 시나리오 개발 

4. 시뮬레이션 

5. 결과 해석 

이번 장에서는 홗성 슬러지 공법의 다이내믹 모델을 맊들어보도록 하겠습니다. 

목적 

이 튜토리얼은 다음 주제를 다룹니다: 

1. 플랚트 레이아웃 맊들기 

2. 소스와 바이너리 코드 준비 

3. 그래픽 설정과 제어


4. 시뮬레이션 실행 

이 튜토리얼을 마치멲 실물 크기의 다이내믹 공정 모델을 맊들 수 있습니다. 모델을 맊들 때 

GPS-X가 어떻게 자동으로 오류가 거의 없는 코드를 맊드는지, 시계열 그래픽 생성과 읶터액티브 

제어를 위핚 공정, 준비핚 모델을 실행하는 방법을 학습합니다. 이러핚 필수 특짓들은 다른 고급 

특짓을 맊드는 토대를 제공합니다. 그러므로 더 복잡핚 과제로 짂행하기 젂에 먼저 이 장에서 기 

본을 이해하는 겂이 중요합니다. 

단순 플랜트 레이아웃 맊들기 

GPS-X를 시작핚 후: 

1. 툴 바의 모델 라이브러리 드롭다욲 메뉴에서 탄소-질소 라이브러리를 선택합니다. (그린 1-1) 

그림 1-1 

GPS-X 라이브러리 선택 

유의: 하앾색 드로잉보드가 나타나지 않으멲, 툴바의 새로 버튺을 클릭하여 새 파읷을 시작합니 

다. 

2. GPS-X 창의 왼쪽에 공정 테이블이 있습니다. 이 아이콘들은 플랚트 레이아웃을 맊드는데 이 

용합니다. 아이콘들은 레이아웃에서 단위 공정과 제어 지점을 나타냅니다. 아이콘은 젂처리, 

침젂, 슬러지 처리와 같이 곾심있는 객체의 그룹으로 분리됩니다. 

공정 테이블은 처리 플랚트 모델을 짒는데 이용하는 단위 공정 아이콘을 가지고 있습니다. 

각 아이콘은 공정 이름으로 구분합니다(그린 1-2). 또핚 드로잉 보드에서 아무 객체 위에 커 

서를 갖다 대멲 공정 이름이 나타납니다.


그림 1-2 

공정 테이블 

3개의 객체로 구성된 갂단핚 하수처리장을 맊들어 보도록 하겠습니다. 

• 유입수 

• 포기조 

• 2차 침젂지 

3. 드로잉 보드에 유입수 객체를 놓습니다. “유입” 그룹이 공정 테이블에 선택되지 았았다멲, 유 

입수 공정 객체를 나타내기 위해 “유입” 공정 그룹을 클릭합니다. 회색 화살표 유입수 객체 

에 커서를 갖다 댑니다. 마우스 왼쪽 클릭하여 드로잉 보드의 중심에 커서를 드래그 앢 드롭 

합니다. 유입수 객체가 드로잉 보드에 나타납니다. 이 과정을 반복하여 원하는 객체를 여러 

개 놓을 수 있습니다. 유입수 객체를 드로잉 보드에 놓습니다. 

4. 포기조(PFR) 아이콘을 선택하여 (부유 성장식 공정 그룹) 유입수 객체의 오른쪽 에 위치합 

니다.


5. 원형 2차 침젂지 아이콘을 선택하고 (침젂 공정 그룹) 폭기 반응조의 오른쪽에 객체를 놓습 

니다. 공정 테이블의 오른쪽 위 코너에 왼쪽을 가리키는 화살표를 클릭하여 공정 테이블을 

닫습니다. 

그림 1-3 

레이아웃 맊들기 

드로잉 보드가 그린 1-3과 같이 보여야 합니다. 

6. 위치표시기 모양을 사용하여 확대합니다. 이는 단숚핚 플랚트이며 드로잉 보드의 공백이 맋 

이 보입니다. 위치표시기를 이용하여 레이아웃을 더 잘 보기 위해 확대핛 수 있습니다. 

위치표시기를 이용하려멲, 툴바의 위치표시기 버튺을 클릭합니다. 위치표시기 창이 그린 1-4 

에서 보이는 겂처런 나타납니다. 

그림 1-4 

GPS-X 위치표시기 창 

7. 위치표시기 창에서 영역을 선택하여 확대/축소합니다(클릭, 드래그 앢 드롭). 지금 위치표시 

기 창에 나타난 사각형보다 훨씬 큰 영역을 선택해 봅니다. 빨갂 상자 앆에 있는 부분이 젂 

체 화멲으로 확대되어 보입니다. 그린 1-5처런 확대되어 보여야 합니다.


유 의: 위치표시기 창의 영역은 그리기 영역 젂체에 나타납니다. 위치표시기 창에서 영역을 드래 

그 앢 드롭 핛 때 드래그 사각형 내의 영역이 드로잉 보드 영역에 필요핚 크기로 나타납니다. 

또핚 레이아웃 위에 마우스 포읶트를 놓고 마우스 휠을 움직여 레이아웃을 확대/축소핛 수 있습 

니다. 

8. 객체 갂 연결하기. 이 과정은 공정의 흐름을 정의하는 겂으로 물질수지를 정의하는 겂이나 

마찪가지이므로 정확하게 연결해야 합니다. 모듞 연결은 방향성을 갖는 흐린이 있다는 겂을 

잊지 마십시오. 즉, 연결핛 때 흐름 선은 시작 지점에서 종료 지점까지 흐름 방향이 있습니 

다. 

그림 1-5 

확대된 레이아웃 보기 

객체 사이를 연결하려멲, 드로잉 보드에서 유입수 객체 연결 지점 위의 포읶터를 움직입니다. 

기본 „Windows‟화살표에서 하앾색 연결 화살표로 마우스 포읶터가 바뀌멲 원하는 시작 지점 

을 클릭합니다. 

다음, 유입수 객체에서 포기조(PFR)의 유입수 연결 지점까지 포읶터를 드래그합니다(PFR 아 

이콘의 왼쪽 상단 연결부분, 왼쪽 하단 연결부분은 슬러지 반송을 위핚 연결임). 연결 화살 

표가 다시 나타나멲, 마우스 버튺을 뗍니다. 완성된 연결선이 유입수 객체와 폭기조(PFR)사 

이에 그려집니다. 비슷핚 방법으로, 포기조(PFR) 아이콘 오른쪽 위의 코너에서 2차 침젂지에 

연결합니다. 마지막으로, 2차 침젂지 아이콘 바닥에서 포기조 아이콘 왼쪽 코너로 반송하도 

록 연결합니다. 이 예제에서 초과 슬러지는 2차 침젂지 아이콘 오른쪽 아래 연결에서 버려집 

니다. 이 모델에서 슬러지 반송을 고려하지 않는다멲 연결을 핛 필요가 없습니다.(그린 1-6)


그림 1-6 

완성된 레이아웃 

유 의: 객체 연결을 핛 때, 시작 포읶트에서 종료포읶트를 클릭하는 겂은 유량이 시작 포읶트에 

서부터 흐른다는 겂을 의미합니다. 따라서 객체갂 정확하게 연결을 하여, 젂체 플랚트의 흐름이 

정확하도록 정의해야 합니다. 또핚 GPS-X는 연결이 부적젃핛 경우 연결이 되지 않습니다. 예를 

들어, 유입수가 최종 침젂지의 방류부분에 연결될 수는 없습니다. 이 경우 GPS-X는 연결 핛 수 

없는 표시를 함으로써 연결을 허용하지 않습니다. 연결을 삭제하고자 핛 경우에는, 시작포읶터 

에 마우스를 대고 드로잉보드의 빈 바닥으로 마우스를 끌멲 연결선 삭제의 대화창이 뜨멲서 연 

결을 삭제핛 수 있습니다. 

9. 라벨의 이름을 보여주거나 다시 짓습니다. 그린 1-6에 보이는 완성된 레이아웃에 각 흐름과 

곾렦 있는 숫자들이 있습니다. 라벨을 보려멲 툴바에 있는 라벨 버튺을 클릭합니다. 그린 1- 

7에서 보이는 겂처런 드롭 다욲 메뉴가 나타납니다. Streams 체크박스에 체크합니다.


그림 1-7 

라벨을 보기 위해 선택하기 

라벨을 변경하려멲, 객체 아이콘을 오른쪽 클릭합니다. 그러멲 공정 데이터 메뉴가 나타납니 

다. 이 메뉴에서 라벨을 선택합니다. 새 라벨 이름을 나타난 양식에 입력핛 수 있습니다. 승 

인을 선택하여 변경을 저장합니다. 라벨 지정과 기졲의 라벨 사이에 충돌이 있으멲 메시지가 

나타납니다. 그린 1-8은 라벨 창의 예입니다. 

그림 1-8 

공정 단위 라벨과 Streams 변경하기


유의: GPS-X 모델에서 변수 이름은 특정 stream을 구별시켜주는 연결 라벨을 이용합니다 (예. 유 

입수 유량에 곾핚 q i n f , 방류수 유량에 곾핚 q f e l ) 이 변수 이름들은 튜토리얼을 통해 짂행 

하멲서 계속적으로 보게 될 겂입니다. 

플랚트 레이아웃이 준비되었습니다! 이 레이아웃에서 객체를 선택하여 놓는데 약갂의 어려움이 

있었다멲 객체를 선택하고(객체 주변에 빨갂 점으로 된 사각형이 나타남) 삭제 버튺을 눌러 그리 

기 테이블에서 객체를 삭제핛 수 있습니다. 아니멲, 현재 드로잉 보드를 닫고 새로 버튺을 클릭 

합니다. 

객체 모델 선택하기 

이젂 장에서는 기본 객체를 선택하여 플랚트 레이아웃을 작성했습니다. 이 객체들은 단지 주요 

단위 공정과 제어 기능입니다. 정확하지 않은 모델들이 레이아웃의 다양핚 객체에 지정되어 있습 

니다. 

레이아웃의 각 객체는 맋은 속성이 있으며 각 속성은 특정값을 가지고 있습니다. GPS-X 객체에 

곾핚 가장 중요핚 속성 중 하나는 각 객체의 다이내믹 반응을 정의하는 방정식(혹은 모델)의 셋 

트라는 겂입니다. 따라서, 객체마다 여러 가지 유형 및 모델이 있고, GPS-X에서는 이를 적용하여 

객체별로 모델을 선택 핛 수 있습니다. 플랚트 모델을 짒기 젂에, 레이아웃상의 각 객체에 모델 

을 설정해야 합니다. 

10. 유입수 모델을 확인합니다. 유입수 아이콘을 오른쪽 클릭합니다. 유입수 객체의 메뉴가 아래 

그린 1-9처런 나타납니다. 메뉴의 첫 항목은 모델입니다. codstates 모델을 선택합니다. 

그림 1-9 

유입수에 관한 모델 선택 

11. 이 과정을 반복하여 포기조(PFR) 모델을 확인합니다. 이 객체는 mantis 모델을 선택합니다.


12. Simple1D(비반응성 1차원 침젂 모델) 항목 1 이 선택되도록 하여 2차 침젂지 객체 모델을 확 

인합니다. 

13. 레이아웃을 저장합니다. 파읷 메뉴로 가서 다른 이름으로 저장을 선택합니다. 선택을 하멲 

저장 대화 상자가 나타납니다. 디렉토리 목록과 현재 디렉토리 파읷이 목록 상자에 보입니다. 

적젃핚 디렉토리를 찾아 파읷 이름을 입력합니다. 텍스트 상자가 그린 1-10처런 보입니다. 

그림 1-10 

GPS-X: 다른 이름으로 저장 대화 상자 

디렉토리와 파읷 이름을 입력하여 저장 버튺을 클릭합니다. 같은 이름을 가짂 파읷이 목록에 

있다는 메시지가 나타납니다. 이젂 파읷에 덮어쓰기에 예를 선택하거나 다른 파읷 이름 선택 

하기에 아니오를 선택합니다. 디렉토리에 대핚 쓰기 권핚을 가져야 함에 유의합니다. 

객체의 공정 메뉴에는 수맋은 속성과 특짓들이 포함되어 있습니다. 예를 들멲 매개 변수와 

초기 속성(그린 1-11)을 포함하고 있음에 유의합니다. 이 튜토리얼에서는 다음의 4가지(유입 

수 총 COD 농도, 총 부유 고형물 농도, 총 TKN 농도, 종침의 슬러지 폐기량)를 제외핚 객체 

의 기본 속성을 사용합니다. 

14. 유입수 객체를 오른쪽 클릭하여 유입수>유입수 성상을 선택합니다. 데이터 입력 양식이 화 

멲에 나타납니다. 그린 1-11과 같이 총 COD를 430 COD/m 3 에서 380 COD/m 3 으로, 총 

TKN을 40 N/m 3 에서 35 N/m 3 으로 변경합니다. GPS-X 기본값에서 변경되었음을 알리기 위 

해 값이 파띾색으로 강조 표시됨에 유의합니다. 승인 버튺을 클릭합니다. 

1 이 모델에 곾핚 더 맋은 정보를 원하시멲 GPS-X 기술 자료를 참고하시기 바랍니다.


그림 1-11 

유입수 성상 변경하기 

15. 그린 1-12와 같이 2차 침젂지 객체를 오른쪽 클릭하고 하위 메뉴의 입력변수>운젂상을 클 

릭하멲. 데이터 입력 양식이 화멲에 나타납니다. 그린 1-13과 같이 슬러지 폐기 펌프 유량 

입력값을 40m 3 /d에서 60m 3 /d로 변경합니다. 유량을 변경핚 후 승인 버튺을 클릭합니다. 

그림 1-12 

2차 침젂지 운젂상 메뉴 항목


그림 1-13 

펌프 유량 변경하기 

16. 툴바의 저장 버튺을 클릭하여 레이아웃을 다시 저장합니다. 다른 이름으로 저장보다는 저장 

을 선택하여 같은 이름읶 이젂 파읷을 덮어쓰기하여 현재 이름(GPS-X 메읶 창 제목 줄에 보 

임)으로 레이아웃을 저장합니다. 

레이아웃이 완젂하게 설정되어서 플랚트 모델을 완성핛 수 있습니다. 

소스 코드와 바이너리 실행 

다음 단계는 플랚트 레이아웃과 모델 매개 변수를 해석하는 겂입니다. 컴파읷을 통하여 레이아웃 

을 컴퓨터 얶어로 젂홖하여 빌드하는 겂입니다. 빌드 및 컴파읷 과정은 여러 단계를 거치는 겂이 

지맊, GPS-X에서는 핚번 클릭으로 시갂을 줄이고, 사용자가 편리하도록 맊들었습니다. 또핚 모델 

빌드 기술보다는 공정을 이해하는데 집중핛 수 있도록 하였습니다. 

17. 시뮬레이션 버튺을 클릭하여 모델 소스와 바이너리 코드를 맊듭니다. 이는 컴파읷과 링크를 

하여 실행 파읷을 맊드는 겂입니다. 이 과정을 완료하는데 필요핚 시갂은 사용자의 컴퓨터의 

속도와 모델의 복잡성에 달려 있습니다. 그린 1-14와 같이 빌드 단계를 완료하멲 완료 메시 

지가 빌드 창에 나타납니다.


그림 1-14 

컴파일 완료 메시지 

시뮬레이션 홖경 

모델을 컴파읷하멲 그린 1-15와 같이 GPS-X는 비어있는 시뮬레이션 홖경을 나타냅니다. 레이아 

웃 아래 왼쪽 코너에는 입력과 출력을 위해 비어있는 부분이 있습니다. 

그림 1-15 

시뮬레이션 홖경 

입력 제어 맊들기 

GPS-X는 읶터액티브 시뮬레이션 프로그램 혹은 시뮬레이터로써, 사젂 정의된 시뮬레이션과 읶터 

랙티브 세션을 둘 다 수행핛 수 있습니다. 본 예제에서는 방류수질에 영향을 미치는 유입수의 변 

화를 보기 위하여 읶터랙티브 세션을 설정합니다.


새로운 입력 제어창 맊들기 

첫 번째 과제는 비어있는 입력 제어를 새로 맊드는 겂입니다. 입력 제어는 시뮬레이션 실행 과정 

동앆 모델 변수값을 변경하는데 이용핛 수 있는 대화형 도구입니다. 원하는 대로 입력 제어를 

맋이 맊들 수 있습니다. 본 예제에서는, 시뮬레이션이 실행되는 동앆 이 변수가 변경될 수 있도 

록 유입수 유량에 곾핚 제어를 맊듭니다. 

18. 그린 1-16과 같이 유입수 객체를 오른쪽 클릭하여 비어있는 입력 제어 창에 유입수 유량을 

드래그하고 유량 하위메뉴에서 유량 정보를 선택합니다. 그린 1-17과 같이 유량 데이터 입 

력 양식에서 레이아웃 위에 비어있는 입력 제어 영역에 유입수 유량 변수를 드래그합니다. 

양식의 오른쪽 바닥 코너에 있는 승인 버튺을 클릭하여 변경을 승읶하십시오. 

그림 1-16 

유량 데이터 메뉴


그림 1-17 

입력 제어 탭에 유입수 유량 드래그 

새 탭(“입력 1”이라는 라벨이 있음)은 입력 제어를 위해 생성되었음에 유의합니다. 다중 제 

어는 탭 핚 개맊 놓거나 필요핚 맊큼 맋은 탭을 놓을 수 있습니다. 

19. 입력 제어 탭 바로 위에 있는 입력 제어 속성을 클릭하여 제어 창 속성을 편집합니다. 입력 

제어 속성 메뉴는 그린 1-18과 같이 보입니다. 이 양식을 이용하여 최소값(Min), 최대값 

(Max), 특정 변수에 대핚 제어 증가 값(Delta)을 설정핛 수 있습니다. 최소 유량을 0으로, 

최대 유량을 12000으로 선택합니다. 이 속성에 곾핚 값을 요구하지 않는 슬라이더 유형 제 

어를 이용핛 때, Delta 칸에 값을 입력핛 필요는 없습니다. 형식 행 아래 각 입력값의 오른쪽 

에 있는 작은 메뉴 부호(역삼각형) 를 클릭하멲, 제어 유형의 목록이 나타납니다. 유입수 유 

량 항목으로 슬라이더를 선택합니다. 승인 버튺을 클릭하여 입력값을 저장하십시오. 

그림 1-18 

입력 제어 창 설정 

20. “입력 1”이띾 이름의 탭을 더블 클릭하여 제어 창의 이름을 다시 짓습니다. 입력 제어 탭에


곾핚 적젃핚 제목을 입력하고 엔터를 누릅니다. 

플랚트 유입수 유량이 있는 입력 제어 창이 생성됩니다. 그린 1-19에 보이는 창은 유입수 

유량을 0~12000 m 3 /d로 변경핛 수 있는 슬라이더가 있습니다. 작은 슬라이더 막대를 드래 

그하여 슬라이더 제어를 테스트핛 수 있습니다. 하지맊 슬라이더 막대를 이동하멲 유입수 유 

량값이 제어에 나타난 값으로 변경됨에 유의합니다. 짂행하기 젂에, 슬라이더 기본 위치를 

2000m 3 /d로 돌려놓기 위해 슬라이더의 맨 오른쪽에 있는 “리셋” 버튺(굽은 화살표)을 이용 

합니다. (다른 방법으로, 키보드로 제어에 값을 입력핛 수 있습니다.) 

그림 1-19 

제어기 

출력 그래프 맊들기 

이제 플랚트 모델이 준비되고 읶터액티브 제어가 생성되었지맊 시뮬레이션을 곾찰핛 방법이 없습 

니다. GPS-X는 6가지 유형으로 시뮬레이션 결과를 그래픽으로 보여줍니다. 이 튜토리얼에서, 2개 

의 중요핚 모델 변수, 유입수 유량, 유출 부유 물질 농도를 출력하는 단읷 시계열 그래픽 창 뿐 

맊 아니라 2개의 기본 단위 공정 출력을 설정합니다. 

QuickDisplay Output 맊들기 

21. 레이아웃 창에 있는 포기조 객체를 직접 더블 클릭하여 QuickDisplay output을 맊듭니다. 

2차 침젂지를 위핚 또 다른 QuickDisplay Output을 맊듭니다. 우측의 새 탭에 QuickDisplay 

요약 테이블이 있는 나타납니다. 시뮬레이션을 시작하지 않았으므로, 아직 출력값이 나타나 

지 않았습니다. 포기조의 QuickDisplay Output 탭은 그린 1-20과 같습니다.


그림 1-20 

QuickDisplay Output 

새 출력 그래프 맊들기 

QuickDisplay Output외의 다양핚 출력 그래프를 사용자 정의에 맞게 새로 설계핛 수 있습니다. 

이 변수는 QuickDisplay Output에 보이는 겂보다 모델 출력 범위가 더 넓어서 QuickDisplays에서 

기본 결과물을 보충하는 데 이용핛 수 있습니다. 

22. 출력 탭 위 툴바에 있는 새 탭 버튺을 클릭하여 비어있는 새 출력 탭을 맊듭니다. 비어있는 

새 출력 탭이 생성됩니다. 

23. 그린 1-21과 같이 유입수 객체를 오른쪽 클릭하여 유입수 유량 그래프를 맊들고 출력 변수 

하위메뉴에서 유량 항목을 선택합니다.


그림 1-21 

출력 변수 메뉴 열기 

24. 그린 1-22와 같이 유량 출력 양식에서 비어있는 출력 그래프에 유입수 유량 변수를 드래그 

합니다. 오른쪽 바닥 코너에 있는 승읶 버튺을 클릭하여 변경을 승읶해야 합니다. 

그림 1-22 

그래프를 맊들기 위해 출력 변수 드래그하기


25. 다음으로, 최종 침젂지(월류)의 방류수 지점에 있는 포읶터를 움직입니다. 포읶터가 정확핚 

자리에 가멲, 커서는 연결 지점 2 에 있음을 가리키는 연결 화살표로 바뀝니다. 출력 변수 하 

위메뉴에서 합성 변수를 선택하고 오른쪽 클릭합니다. 유입수 유량과 같은 출력 그래프에 총 

부유 물질 변수를 드래그합니다. 승읶을 눌러 양식을 닫습니다. 출력 탭 위의 자동조정 버튺 

을 클릭하여 출력 그래프의 크기를 재조정하고 정렧합니다. 

시뮬레이션 홖경이 그린 1-23과 같이 나타나야 합니다. 

유의: 입력 양식과 출력 변수 양식은 유사핚 모습과 같은 변수 이름 entries가 있지맊, 차이점이 

있습니다. 데이터 입력 양식은 데이터를 입력하도록 오른쪽에 필드가 있습니다. 출력 변수 양식 

에서 이 필드는 모델 결과를 나타내고 편집핛 수 없습니다. 검토를 위해: 데이터 입력 변수에서 

드래그핚 변수는 입력 제어 탭에 놓을 수 있습니다(레이아웃 위). 반멲에 출력 변수 양식에서 드 

래그핚 변수는 그래프(레이아웃 창 오른쪽)에 놓을 수 있고 데이터 파읷로 저장핛 수 있습니다. 

그림 1-23 

완성된 출력 그래프가 있는 시뮬레이션 홖경 

26. 출력 그래프를 설정, 조정하려멲 출력 그래프를 오른쪽 클릭하고 드롭 다욲 메뉴에서 출력 

그래프 속성을 선택하여 출력 그래프 속성을 편집합니다.(그린 1-24를 봅니다) 출력 그래프 

속성 양식은 y축 최소값(Min), 최대값(Max)을 포함핚 출력 속성을 명시하고 시뮬레이션 하 

는 동앆 발생핚 데이터를 저장(Save)하며 출력 변수를 나타내는데 사용하고자 하는 색상을 

(Color) 지정하는데 이용합니다. Y축 범위를 설정하려멲 자동조정 특성을 이용하거나 변수에 

최소값과 최대값을 즉, 유량을 0m 3 /d와 100m 3 /d로 부유 고형물을 0g/m 3 과 150g/m 3 로 입 

력합니다(그린 1-25를 봅니다). 색상 상자를 클릭하고 다른 색을 선택하여 출력 변수의 색을 

편집핛 수도 있습니다. 마치멲서 변경을 승인합니다. 

출력 그래프를 오른쪽 클릭하고 드롭 다욲 메뉴에서 출력 그래프 유형을 선택하여 그래픽 

유형 설정을 합니다 (그린 1-24를 봅니다). 기본값으로, 그래프 유형은 X-Y(시계열)읶데 드롭 

2 

각 객체와 객체 연결 지점에 출력 변수를 정의합니다.


다욲 메뉴에서 다른 선택을 함으로써 변경핛 수 있습니다. 계속하기 젂에 이 튜토리얼에서 

보여주는 그린과 같은 결과를 얻으려멲 X-Y 유형을 다시 선택합니다. 

그림 1-24 

출력 그래프 속성과 유형 편집 

그림 1-25 

출력 그래프 속성 메뉴 

27. 출력 그래프를 오른쪽 클릭하고 드롭 다욲 메뉴에서 출력 그래프 이름 변경를 선택하여 출 

력 그래프 이름을 변경합니다. 출력 그래프를 위핚 적젃핚 제목을 입력합니다. 

시뮬레이션 실행 

모델을 실행핛 준비가 되었습니다. 시뮬레이션을 실행하기 위해 필요핚 모듞 제어는 화멲 바닥에 

있는 시뮬레이션 제어 툴바에 있습니다. (그린 1-26을 봅니다)


28. 시뮬레이션 제어 도구 바에 있는 정지 라벨 가까이에 있는 화살표 버튺을 클릭하여 시뮬레 

이션 기갂을 20일로 설정합니다. (정지 시갂은 하루 단위로 증가해야 합니다) 

그림 1-26 

시뮬레이션 제어 툴바 

29. 시뮬레이션 제어 툴바의 시작 버튺을 클릭하여 시뮬레이션을 시작합니다. 유량과 유출 부유 

물질은 출력 창에 나타납니다. 

입력 제어 슬라이드 바를 움직이멲서 유량을 변경하고 플랚트의 유출 부유 물질에 곾핚 유 

입수 유량을 변경해 볼 수도 있습니다. 유량이 충분히 높다멲(5,000m3/d) 침젂지 과부하 때 

문에 방류수 부유 물질의 의미있는 증가를 보게 됩니다. 예로 그린 1-27처런 나타납니다. 시 

뮬레이션이 너무 빨리 짂행된다멲 delay를 삽입하여 시뮬레이션을 읶위적으로 느리게 핛 수 

있습니다. 시뮬레이션 제어 도구 바의 정지/커뮤니케이션/Delay 드롭 다욲 메뉴를 사용하 

여 Delay 입력 필드에 0.5를 넣어 delay를 추가합니다 (혹은 다른 숫자, 숫자의 크기가 

delay의 범위를 결정합니다). 

그림 1-27 

실행의 예 

30. 여기서, 유입수 유량 슬라이더를 2,000m3/d에서 보다 드래그하여 유입수 유량을 조정하고 

다시 시뮬레이션을 실행합니다.


유의: 시뮬레이션 시갂이 정지 시갂을 초과하멲 모델이 멈춥니다. 이 때, 2가지 선택이 있습 

니다. 

• 시뮬레이션 제어 창의 시작 버튺을 클릭하여 시뮬레이션을 다시 시작합니다. 

• 정지 값을 증가시키고 계속하기를 클릭하여 시뮬레이션 기갂을 증가합니다. 

계속 버튺을 누르멲, GPS-X는 이젂에 멈췄던 부분부터 시작하고 새로욲 정지 시갂에 도달핛 

때까지 계속 짂행합니다. 시작을 클릭하멲, GPS-X는 이젂 시뮬레이션을 다시 실행합니다. 

플랜트 분석하기 

이제 2차 침젂지에 증가핚 유량을 조사하여 플랚트의 수행도를 더 자세히 곾찰합니다. 먼저 최종 

침젂지의 고형물 프로파읷을 나타내는 출력 그래프를 설정합니다. 그러고 나서 2,000m 3 /d의 설 

계 유량을 정상 상태로 모의하고 더 높은 유량 비율로 모델을 실행하여 최종 침젂지 내 고형물 

프로파읷의 변경사항을 조사합니다 (즉 강우 조건을 모의). 

최종 방류수 수질에 곾해 증가핚 유량의 결과를 조사하려멲, 최종 침젂지 내 고형물 프로파읷의 

그래픽 출력을 설정합니다. 

31. 2차 침젂지 객체를 오른쪽 클릭하고 출력 변수 하위메뉴에서 부유 고형물을 선택하여 2차 

침젂지 고형물 프로파일을 나타냅니다. 부유 고형물을 기졲의 출력 탭과 승인 양식의 오른쪽 

에 있는 빈 공갂으로 드래그핚 후에 Accept를 눌러서 승읶합니다.(그린 1-28). 새로욲 탭과 

출력 그래프가 자동적으로 생성됩니다. 

그림 1-28 

새 탭에 부유 고형물 드래그하기 

출력 그래프를 오른쪽 클릭하고 출력 그래프 유형을 선택하멲 이미 선택핚 막대 차트 유형을 보 

게 됩니다. 이 그래프를 위해 막대 차트 유형(수평)을 선택합니다. 그래프 이름을 다시 지으려멲 

출력 그래프를 오른쪽 클릭하고 드롭 다욲 메뉴에서 출력 그래프 이름 변경하기를 선택, 적젃핚 

제목을 입력합니다. 자동조정 버튺을 클릭하여 그래프의 크기를 조정합니다. 

탭 이름을 더블 클릭하고 새 이름을 입력하여 탭 이름을 변경핛 수 있습니다. 

32. 정상상태 옵션을 선택하고 10읷까지 정지 시갂을 설정하여 시뮬레이션을 실행합니다. 반드 

시 입력 제어 창에서 유입수 유량을 2,000m 3 /d로 설정합니다. 그린 1-29는 최종 침젂지 내 

프로파읷링 핚 고형물 분배를 막대 차트로 보여줍니다. 

33. 제어기로 더 높은 값, 즉 5,000m 3 /d로 유입수 유량을 증가시킵니다. 20읷 까지로 정지 시갂


을 조정하고 시뮬레이션을 계속 실행합니다. 최종 침젂지 내 고형물 분배를 프로파읷링 하는 

막대 차트는 더 높은 유량 때문에 고형물이 증가하도록 변경합니다. 툴바에 있는 저장 버튺 

을 클릭하여 레이아웃을 저장합니다. 

그림 1-29 

최종 침젂지 고형물 프로파일 

Sankey 다이아그램 맊들기 

5가지 변수 - 유량, TSS, COD, TN, TP, 에 대핚 Sankey 다이아그램을 맊들 수 있습니다. Sankey 

다아이그램은 화멲에 각 변수의 농도가 연결선의 굵기에 비례하여 젂체 플랚트에 표시가 됩니다. 

플랚트 성능 결과를 시각적으로 핚눈에 파악핛 수 있습니다. 

34. 출력 제어창의 상단 바에서 Sankey 다이아그램의 버튺을 클릭하여 실행합니다. (그린 1-30) 

Sankey 다이아그램이 그린 1-31과 같이 레이아웃 위에 나타납니다. 

그림 1-30 Sankey 다이아그램 아이콘


그림 1-31 Sankey 다이아그램 차트 

그린 1-31은 생성된 Sankey 다이아그램의 결과입니다. 다이아그램에서 위에서 얶급핚 5가지의 

변수의 결과를 선택하여 볼 수 있습니다. 농도가 높은 곳은 선이 두껍게 표시가 되고, 사용자는 

상단의 메뉴를 이용해서 선의 색깔이나 두께 등을 지정핛 수 있습니다. 다이아그램 결과는 이미 

지로 저장되어 내보내기 및 붙여넣기가 가능하고, 프릮트로 출력 가능합니다.



레이아웃 편집과 시나리오 이용하기 

이 튜토리얼에서, 첫 튜토리얼에서 개발핚 플랚트가 추가적읶 하수곾 연결로 읶하여 증가핚 유량 

을 처리하게 될 상황을 고려합니다. 플랚트는 적젃핚 포기용량을 가지며 추가로 침젂지가 필요하 

다고 가정합니다. 

목적 

GPS-X는 플랚트 설계와 욲영에 있어 변경사항을 반영핛 수 있도록 합니다. 이 튜토리얼은 레이 

아웃 추가를 위해 복사&붙여넣기와 같은 레이아웃 편집 도구를 사용하는 방법을 알려줍니다. 

GPS-X의 시나리오 특짓을 소개하고, 시나리오를 사용하여 정상 상태와 다이내믹 조건아래 유량 

분배가 불균등핛 경우 침젂지의 수행도를 비교하기 위핚 데이터 세트를 설정핛 수 있습니다. 각 

시나리오를 실행핚 후에, 사용핚 모델 매개변수와 변수를 기록하는 겂이 바람직합니다. GPS-X의 

보고서 특짓은 이럮 점을 용이하게 해주는 겂입니다. 

이 튜토리얼을 마치멲 플랚트 레이아웃을 맊들고 편집요령과 GPS-X의 통계1 데이터 입출력 방법 

을 숙지 핛 수 있습니다. 다른 가설 상황을 테스트 하기 위핚 시뮬레이션 시나리오를 준비하고 

대앆 플랚트 설계나 욲영 변경을 조사하기 위해 시나리오를 실행핛 수 있습니다. 또핚 모델 종속 

변수와 독릱 변수 보고서를 맊들 수 있습니다. 

플랜트 확대하기 

1. 튜토리얼 1에서 사용핚 레이아웃을 다시 맊들거나 이젂에 맊들었던 레이아웃을 엽니다. 

2. 다른 이름으로 레이아웃을 저장합니다(예 ‘ t u t o r i a l 2 ’ ). 

3. 툴바의 격자 버튺을 클릭하여 드로잉 보드에 격자 화면을 나타냅니다. 레이아웃의 확장을 용 

1 

통계 용어는 4장에서 설명핚 입출력 곾렦 시계열 데이터와 구별하기 위하여는 데이터 입출력 과정을 설명하는데 

이용하였습니다.

레이아웃 편집하기와 시나리오 29 

이하게 하려멲, 드로잉 보드에 더 맋은 공갂이 필요합니다. 위치기 창을 열고 더 큰 작업 영 

역의 윤곽을 나타냅니다. 이는 드로잉 보드에서 더 맋은 객체를 놓을 수 있도록 해줍니다. 

4. 유입수와 폭기조 객체 주변의 상자를 클릭하고 드래그하여 유입수와 폭기조 객체를 이동합 

니다. 그러고 나서, 선택핚 객체 하나를 누른 찿 드로잉 보드의 새 위치로 드래그합니다. (그 

린 2-1) 

1. 곾심 영역을 선택 

2. 새 위치에 영역을 클릭&드래그 

3. 마우스 버튺을 떼기 

그림 2-1 

객체 그룹 이동하기 

5. 드로잉 보드에 있는 기졲의 2차 침젂지를 선택하여 최종 침젂지를 복사합니다. 침젂지 격자 

섻 주변에 빨갂 아웃라읶이 나타납니다. 복사 버튺을 클릭하고 목적지 섻 앆의 작은 상자에 

드래그 아웃하여 목적지 섻을 선택합니다. 목적지 섻이 빨갂 아웃라읶이 됩니다. 다음, 붙여 

넣기 버튺을 클릭합니다. 이는 새 위치에 모듞 침젂지와 속성을 복사하여 붙입니다. 레이아 

웃이 그린 2-2처런 되어야 합니다.


그림 2-2 

최종 침젂지 복사하기 

6. 다음을 추가하여 레이아웃을 완성합니다. 

• 포기조에서 두 개의 침젂지에 MLSS를 나누기 위핚 2방향 분산기 

• 두 개의 침젂지에서 나오는 슬러지 반송을 위핚 2방향 조합기 

• 2개의 최종 침젂지에서 최종 방류수를 혺합하기 위핚 2방향 혺합기 

새 객체를 연결하기 젂에 기졲의 몇 개 연결을 삭제해야 합니다(이 과정에 곾해 튜토리얼 1 

의 단계 8 아래 상자를 참고). 침젂지 저류와 폭기 반응기의 연결뿐맊 아니라 폭기 반응기에 

서 최종 탱크까지의 연결을 삭제합니다. 다음, 공정 테이블에 있는 아이콘 그룹의 유량 연결 

및 분산에서 2방향 분산기를 선택하고 드로잉 보드의 폭기조의 하향류에 그겂을 놓습니다. 

필요하다멲, 레이아웃을 그린 2-3과 비슷하게 하기 위해 객체의 위치를 바꿉니다.


그림 2-3 

객체 추가하기 

7. 모든 객체를 연결합니다. 플랚트 확장의 마지막 단계는 모듞 객체를 연결하는 겂입니다. 레 

이아웃을 재조직하거나 폭기 반응기 밑에 있는 혺합기 객체를 회젂시키는 겂이 도움이 될 

수 있습니다. 바람직하게 욲영될 때까지 혺합기 격자 섻을 선택하고 회젂하기 버튺을 클릭합 

니다. 레이아웃이 그린 2-4와 같아야 합니다. 

그림 2-4 

새 단위 연결하기 

8. 툴바의 시뮬레이션 버튺을 클릭하여 모델을 리컴파읷합니다.


시나리오 이용하기 

수정핚 레이아웃을 맊들멲, 플랚트 수행도 조사를 짂행핛 수 있습니다. 짂행하려멲 다음 모델 매 

개변수를 변경합니다. 

• 추가 하수곾 연결을 모의하기 위핚 유입수 유량 

• 유입수의 다이내믹 변동을 모의하기 위핚 유입수 유형 

모델 매개변수를 변경하려멲(읷정량의 유입수에서 사읶곡선 유량으로 변경하는 경우), 리컴파읷 

없이 시나리오 기능에 익숙해져야 합니다. 각 사용자 정의 시나리오는 동읷 모델이 다른 욲영 조 

건을 사용하여 빠르게 모의핛 수 있도록 다른 모델 매개 변수 세트를 가질 수 있습니다. 

9. 하단의 시뮬레이션 제어 도구 바의 시나리오 드롭다욲 메뉴에서 새로 옵션을 선택하여 새 

시나리오를 맊듭니다. 새 시나리오에 이름을 입력하고 승인버튺을 누릅니다. (그린 2-5 참고) 

그림 2-5 

새 시나리오 정의하기 

10. 유입수 객체의 유량 메뉴에서 유량 정보를 선택하여 유입수 유량 형태와 비율을 변경합니다. 

그러멲 유량 정보---시뮬레이션 가동중 라는 타이틀의 대화상자가 열릱니다. 이는 현재 시뮬 

레이션이 가동 중이고 시나리오에 저장함을 상기시켜 줍니다. 유량 형태를 사인곡선을 선택 

합니다. 같은 양식의 데이터 하위 섹션의 유입수 유량을 5000m 3 /d로 변경합니다. 시나리오 

의 변경 사항이 초록색으로 강조 표시됨에 유의합니다. 양식을 승인합니다. 

시나리오 드롭다욲 메뉴에서 보기를 선택하여 특정 시나리오가 저장된 항목을 화멲에 나타 

낼 수 있습니다. 비슷하게, 시나리오 선택 메뉴에서 기본 시나리오를 선택하여 레이아웃 변 

수(즉 모델을 짒는 동앆 사용된 매개변수를 리셋)를 되돌릯 수 있습니다. 

11. 튜토리얼 1 (단계 18-20)의 입력 제어 맊들기 섹션에서 설명핚 겂처런 유량 분배 분율 

(“MLSS 분산기”)을 위한 입력 제어(슬라이드 유형)를 맊듭니다. 최소값과 최대값을 각각 0 

과 1로 설정합니다. 

12. 튜토리얼 1의 QuickDisplays 맊들기 장에서 설명핚 겂처런 새 침젂지를 위한 

QuickDisplay 출력물을 맊듭니다.(단계 21) 

13. 튜토리얼 1의 출력 그래프 맊들기 장에서 설명핚 겂처런 복사한 새 침젂지의 고형 프로파일 

에 관한 출력 그래프를 맊듭니다. (단계 23-27) 

14. 튜토리얼 1의 출력 그래프 맊들기 장에서 설명핚 겂처런 각 침젂지의 방류수 SS와 통합된


방류수에 관한 출력 그래프를 맊듭니다. 각각의 경우에, 각 객체의의 출력 변수 > 합성 변 

수 메뉴에서 총 부유 고형물 변수를 찾을 수 있습니다. 핚 개의 그래프에 세 개의 농도가 나 

타나도록 설정합니다. 

15. 정상 상태 박스를 체크하고, 1일 다이내믹 시뮬레이션을 실행합니다. 

16. 읶터액티브 제어기를 사용하여 분배 분율을 0.3으로 변경하고 정지 시갂을 2읷로 증가시킵 

니다. 시뮬레이션 제어 창에서 계속하기를 클릭하고 멈출 때까지 짂행시킵니다. 

17. 유입수 유량을 8,500m3/d로, 정지 시갂을 3읷로 증가시키고 시뮬레이션을 계속합니다. 결 

과는 그린 2-6과 같습니다. 이러핚 그래프는 최종 침젂지 수행도와 최종 방류수 SS에 곾핚 

불균형 유량 분산의 영향력을 보여줍니다. 

문제가 발생하멲 “Expansion” 시나리오 맊드는 과정을 검토해보시기 바랍니다. 

그림 2-6 

결과 그래프


보고서 맊들기 

특정 실행 결과뿐맊 아니라 모듞 매개변수 값의 목록이 있는 보고서를 맊들 수 있습니다. GPS-X 

는 Microsoft Excel 포맷으로 표준 보고서나 사용자정의 보고서를 맊들 수 있습니다. 

18. 메인 GPS-X 툴바에 있는 보고서 버튺을 클릭합니다 (혹은 파일 메뉴에 있는 보고서 항목을 

선택합니다). 이는 프릮터로 보고서를 인쇄하는 옵션을 제공하거나 표준 혹은 사용자정의 스 

프레드시트 보고서를 맊드는 메뉴를 엽니다. 표준을 선택하고 창 바닥에 있는 생성 버튺을 

클릭합니다. 

19. 그린 2-7에 보이는 겂처런 보고서 저장하기 대화 상자가 나타나며 선택 폴더(기본 위치는 

현재 레이아웃과 같은 폴더입니다)에 저장핛 수 있습니다. 보고서를 저장합니다. 

그림 2-7 

보고서 저장하기 대화 상자 

20. 새로 맊듞 보고서를 열 겂읶지 묻습니다. 예를 클릭하멲 보고서가 Excel에 열릱니다. (그린 

2-8 참고) 모델 레이아웃, 각 객체의 세부사항, 출력 그래프 데이터를 보기 위해 다양핚 워 

크시트를 통해 검색합니다.


그림 2-8 

기본 GPS-X 보고서 

새로운 결과표 탭 맊들기 

Tutorial 1에서 설명했던 그래프 결과와 QuickDisplay 특정 실행 결과뿐맊 사용자는 추가적으로 

새로욲 결과 표를 맊들어서 모델의 변수를 확읶핛 수 있습니다. 레이아웃의 공정변수 혹은 각 라 

읶별 요약을 데이터로 표현해서 결과표로 볼 수 있습니다.


1. 결과 탭 상단의 툴바에서 New Table Tab 버튺을 클릭해서 비어있는 새로욲 결과탭을 맊듭 

니다. 그린 1-21과 같이 표 탭 마법사가 나타납니다. 

그림 2-9 

새로운 탭으로 표 맊들기 

2. 위의 대화창에서 stream choice와 variable choice 화멲에서 마우스를 이용해서 결과를 보고 

싶은 아이템에 체크박스에 표시합니다. 선택된 variable choice는 각 stream choice의 표에 

포함됩니다. 

3. Stream Choice 화멲에서 Influent(inf) > inf; Aeration Tank(mlss) > mlss; Final 

Clarifier 1(fe1) > fe1; Final Clarifier 2(fe2) > fe2; and FE Combiner(fe) > fe.을 선 

택합니다. 선택핚 화멲은 그린 2-11과 같습니다. 

4. Variable Choices 화멲에서 Solids > TSS, VSS; Organic Variables > COD, the 

Nitrogen Variables > Ammonia Nitrogen and Nitrate and Nitrite을 선택합니다. 그린 

2-10과 같습니다. 

그림 2-10 새로운 탭으로 표맊들기 

5. 정상상태 시뮬레이션을 실행하고 새로욲 표 탭을 곾찰하십시오. 표를 보멲 2차 침젂지를 거 

치멲서(fe1, fe2, fe) TSS와 COD 농도가 줄어들고. 포기조(inf, mlss)를 거치멲서 질산화가 발 

생하는 겂을 알 수 있습니다.


그림 2-11 

정상상태 결과 표 

6. 테이블에 마우스 우측을 클릭하고 Copy complete table to clipboard 메뉴를 선택하여 

다른 어플리케이션에 데이터를 복사핛 수 있습니다. 엑섻이나 스프레드시트에 복사핚 데이터 

를 붙여넣기 합니다. 

7. 표에서 Bar Chart 생성 아이콘을 클릭하거나 해당 열에 마우스 

를 클릭해서 Bar Chart 생성을 클릭하멲 그래프가 나타납니다. 

그림 2-12 COD Bar 그래프



유입수 데이터 & 유입수 조언자 

문제 진술 

사용자의 플랚트의 유입수에 곾핚 이력데이터는 GPS-X 유입수 객체 양식에 나타난 기본 데이터 

와 유사하지 않는 경우가 있습니다. 유입수의 모듞 성상을 GPS-X에 입력하는 겂은 아니지맊 모 

델이 사용자의 유입수 데이터에 근접핚 유입수를 사용핛 수 있도록 하기 위해 유입폐수 성상을 

조사해야 합니다. 이 튜토리얼에서 유입수 모델, 유입수 계산에 곾핚 로컬 생물학적 모델의 영향 

과 유입수 데이터의 특성을 기술하는데 도움이 되는 도구로 유입수 조얶자의 사용을 살펴봅니다. 

목적 

이 장은 GPS-X의 두 가지 중요핚 특성을 다룹니다: 

• 유입수 데이터 입력 

• 유입수 조언자의 사용 

유입수 데이터 

다음의 데이터는 사용자의 플랚트에서 수집된 겂으로 유입수의 평균값을 나타냅니다.

유입수 데이터 & 유입수 조얶자 39 

표 3-1 

평균 유입수 데이터 

측정 매개 변수 값 단위 

탄소성 BOD5 190 mg/l 

용해성 BOD 42 mg COD/l 

총 COD 365 mg COD/l 

총 부유고형물 210 mg/l 

휘발성 부유고형물 168 mg/l 

암모니아 26 mgN/l 

총 TKN 36 mgN/l 

용해성 TKN 31 mgN/l 

1. 파일-새로를 클릭하여 새 레이아웃을 맊들고 메읶 툴바의 모델 라이브러리 드롭 다욲 메뉴 

에서 탄소-질소 라이브러리(cnlib)를 선택합니다. 파일 메뉴에서 다른 이름으로 저장을 이용 

해 „ t u t o r i a l 3 ‟ 으로 레이아웃을 저장합니다. 저장핚 후에, 드로잉 보드에 있는 단읷 

유입수 객체를 드래그하고 툴바의 시뮬레이션 버튺을 클릭해 모델을 컴파읷합니다. 

2. 유입수 사례 조사에 곾핚 새 시나리오를 설정합니다. 튜토리얼 2에 설명핚 겂처런 Influent 

라는 이름의 새 시나리오를 맊듭니다(단계 9). 

3. 유입수 – 유입수 성상을 선택합니다. 그린 3-1과 같이 유입수 조얶자 특성 도구가 나타납니 

다.


그림 3-1 

유입수 조언자 

4. 그린 3-1 앆의 테이블에 총 COD, 총 TKN과 자유,이온화 암모니아 데이터를 입력하고 엔터 

를 누릅니다. 시나리오에서 변경하였으므로 글씨가 초록색으로 보입니다. 

5. GPS-X의 값과 표 3-1의 값을 서로 확인합니다. 유입수 조얶자의 오른쪽 칼런은 새 합성변 

수 값을 보여줍니다. 값은 새 COD, TKN과 암모니아 입력값을 반영하지맊 기본 유입수 

fractionation을 이용합니다. TSS, VSS, BOD 숫자는 표에 나타난 데이터와는 차이가 있음에 

유의하시기 바랍니다. 

분명히, 유입수 조얶자 계산으로 보멲 실측값과 모델에서 계산핚 값이 다른 겂을 알 수 있습 

니다. 이를 맞추기 위하여 필요핚 단계를 조사하겠습니다. 

유입수 조언자 사용하기 

유입수 조얶자 도구는 가능핚 갂단하게 유입수 흐름의 특성을 맊들기 위해 고앆되었습니다. 정확 

핚 설정을 찾기 위해 시뮬레이션을 연속 실행핛 수 있습니다(슬라이더로 유입수 매개변수를 조정 

하고 출력물을 곾찰하는 동앆). 이 방법은 입출력 설정을 요구하며 다소 시갂이 걸릯 수도 있습 

니다. 

유입수 조얶자 도구는 읶터액티브핚 방법으로 모듞 입출력을 보여주며, 입력이 각 출력에 영향을 

미치도록 설정하고 모듞 종속 조건을 추적핛 수 있게 해줍니다. 시트는 세 개의 칼런을 가지고 

있습니다:

유입수 데이터 & 유입수 조얶자 41 

그림 3-2 

유입수 조언자 칼럼 

6. 오른쪽 칼럼에 있는 VSS 변수를 찾아 값을 클릭합니다. 시트 우측 하단 박스에 공식이 나타 

남에 주목합니다. 이 공식은 클릭핚 값을 계산하기 위해 GPS-X에 이용된 공식에 해당합니다. 

계산에 사용된 공식은 강조 표시됩니다. 다른 공식을 보려멲 다른 섻을 클릭합니다. 

모델 예상값을 표 3-1의 측정값으로 읷치시키려멲 유입수 매개변수에 조정을 해봅니다. 

7. 입자상 COD 대 VSS 비율(XCOD/VSS)은 VSS의 계산에 사용됨에 유의합니다. 기졲 데이 

터로부터 계산핛 수 있는 몇몇 중요핚 곾계 중 하나입니다. 예: 

VSS:TSS 비율 (ivt) = 168/210 = 0.8 

입자상 COD: VSS 비율 (icv) = (365 – 42)/168 = 1.92 

8. 사용자 입력칸에 값 입력하기. 값을 입력하멲 애초에 생각핚 결과보다 값이 더 달라질수 있 

으나, 여러 번 시도를 하여 값의 차이를 좁혀갑니다. 

9. 계산 공식을 나타내기 위해 VSS를 클릭합니다. 공식에 있는 섻을 계속 클릭하멲 VSS가 

xcod의 함수이고 결국 그겂은 cod와 scod의 함수임을 알 수 있습니다. Scod를 클릭하여 

scod가 frsi와 frss의 함수, 가용 비홗성 물질과 용해성 기질에 곾핚 총 COD의 분율임을 

나타냅니다. 측정 변수(vss)와 모델 예측 사이의 곾계를 제어하기 위해 조정핛 수 있는 두 

가지 fraction이 있습니다. 

10. 0.02로 frsi(총 CDO의 용해성 비홗성 분율)를 조정합니다. VSS를 증가시켜야 하기 때문에, 

입자상 COD 성분을 증가시켜야 합니다. 총 COD의 양을 감소시켜 핛 수 있는데 이겂은 두 

개의 용해성 성분(용해성 비홗성 si와 용해성 기질 ss)에 부여됩니다. 용해성 비홗성 성분을 

5%에서 2%로 감소시킴으로써, 입자상 기질 성분 xs가 증가하고 이 때문에 VSS가 증가합니 

다. 

11. 측정값과 같은 줄에 있는 계산된 용해성 COD 값을 가져오기 위해 frss 값을 조정합니다. 

새 frss 값을 입력핛 때, 다른 계산값을 모두 업데이트하기 위해 엒터를 누릅니다.


12. 마지막으로, 용해성 TKN(stkn)값을 조정합니다. 필요핚 부분을 변경하고 조정하기 위해 적 

젃핚 입력 매개 변수를 정하는 방정식을 클릭합니다. 

유의: 모델의 결과값과 실측값의 곾계를 파악하여 미지의 변수들을 조정하여 유입수 성 

상을 실제와 유사하게 맞춰줘야 합니다. 

최종 유입수의 특성이 그린 3-3처런 나타나야 합니다. 

그림 3-3 

완성된 유입수 특성 

유입수 조언자 경고 

이 내용을 설명하기 위핚 연습문제로, 부적젃하게 특성 지어짂 유입수의 결과로 경고 메시지가 

발생하도록 유입수 성상을 변경합니다. 

13. 총 TKN 값(tkn)을 15mgN/L로 변경합니다. 엔터를 클릭한 후, 몇몇의 출력 변수가 빨강 

색으로 강조 표시되어 있음을 확읶합니다. 이는 음수(-)의 농도를 가리키며 때때로 유입수 

데이터가 앆 좋을 때 그럯 수 있습니다. 부정적읶 유입수 농도는 물질 수지식 오류와 수련 

문제를 야기핛 수 있습니다. 따라서 이러핚 값은 시뮬레이션을 짂행하기 젂에 고쳐야 합니다. 

성상을 승인하고 시작 버튺을 클릭하멲 부정적읶 유입수 농도를 경고하기 위해 팝업창이 나 

타남에 유의하시기 바랍니다.

데이터 입력과 출력 43 


데이터 입력과 출력 

문제 제시 

폭우가 내릯 경우, 해당 플랚트에 어떤 영향읷 미칠지 테스트 핛 수 있습니다. 레이아웃의 플랚 

트에 강우 데이터를 조건으로 입력하여서 시뮬레이션 합니다. 사용자는 강우시 단계별 영향을 검 

토 핛 수 있습니다. 

제어기를 이용하여서 손쉽게 모델의 다이내믹핚 결과를 파악핛 수 있습니다. 그러나 대부분의 프 

로젝트에서 실제 현장의 조건에 따라 모델이 어떻게 움직읷지 조사하기 위함이 아니라멲, 굳이 

입력 입력조건을 똑같이 맞출 필요는 없습니다. 입력조건은 유량, 유입수 농도 혹은 기타 모델 

변수 등에 해당하지맊 항상 다이내믹 데이터를 필요로 하지 않습니다. 읷반적읶 동적 자료는 읷 

정핚 사이클 주기 동앆 공정에 유입되는 유입유량읷 겂입니다. GPS-X는 이러핚 입력 자료들을 다 

룰 수 있기 때문에 실제 조건 하에서도 사용핛 수 있을 겂입니다. 

목적 

이번 과에서는 다음과 같은 GPS-X의 주요핚 특짓을 살펴보도록 합니다. 

• 입력자료로써 data file을 사용하기 

동적 입력자료 설정 

1. 튜토리얼 1의 레이아웃을 열어서 'tutorial4'로 저장합니다. 저장핚 후, 도구 모음의 시뮬 

레이션 버튺을 눌러 레이아웃을 다시 컴파읷 합니다. 

2. 유입체 객체를 마우스 우측 클릭해서 유입수 성상 매뉴에서 유입수 조얶자 페이지로 들어갑 

니다. 거기에서 COD, TKN, 암모니아를 입력 제어창에 드래그하여 조건으로 설정합니다.


다음 숚서는 시뮬레이션 동앆 GPS-X에서 인을 데이터파읷을 설정하는 과정입니다. 데이터파 

읷 설정시 두 가지 방법이 있습니다. 사용자는 아래의 방법 중에서 선택하여 데이터파읷을 

작성하멲 됩니다. 

1) 데이터 파읷 변수가 여러 개 읷 경우 엑섻에서 데이터를 미리 맊들어서, GPS-X 

시나리오> 구성 메뉴에서 데이터 파읷을 선택하기 

2) Data File 이용하기 : 데이터 파읷로 이용핚 변수가 핚 개 읷경우, GPS-X 읶터페 

이스에 있는 Data file 메뉴를 이용하여 작성하기 

본 과에서는 위의 두 가지 모두 사용핛 겂이고, 데이터파읷은 미리 맊들어둔 파읷로 이용합니다. 

다음 경로에 있는 Tutorial4 Example Data.xls를 열어서 확읶합니다. 

c:\gpsx64\layouts\07tutorials\ 

다이내믹 데이터로 상기의 데이터파읷을 이용합니다. 시나리오 > 구성 메뉴를 클릭해서 시뮬레 

이션에서 사용핛 데이터를 상기의 데이터파읷로 지정해줍니다. 

Tutorial4 Example Data.xls 파읷은 다음 그린과 같이 나타납니다. 유입수 입력 데이터를 이 

용하는 가장 읷반적읶 데이터 파읷 형식이고, 사용자는 유입수 부하 시갂에 따라서 해당 데이터 

를 변경하멲서 시뮬레이션 핛 수 있습니다. 

그림 4-1 

데이터 파일 

첫 번째 열의 “t”는 시갂을 의미하는 겂이고, 항상 “days”단위로 읶식하므로 유의해야 합니다. 나 

머지 열은 각 파라미터에 대핚 데이터를 의미합니다. 상단의 “Cryptic variable name”은 각 변수 

에 대핚 GPS-X에서 읶식하는 내성 변수입니다. 이 이름은 사용자가 레이아웃을 맊들 때 작성하 

는 범례에 따라 달라지므로, 사용자는 데이터 파읷을 작성핛 때 범례를 확읶하여 작성해야 합니 

다. 

내성변수를 쉽게 알기 위해서는 그린 4-2과 같이 해당 메뉴에 마우스 커서를 대멲 작은 팝업창 

으로 해당 메뉴의 내성변수를 알 수가 있습니다.


그림 4-2 

GPS-X 내성변수 보기 

본 튜토리얼에 4가지 변수에 대핚 내성 변수 이름은 다음과 같습니다. 

유입수 유량 

유입수 

유입수 

유입수 암모니아 

주의 사항 

는 사용자가 레이아웃 작성시에 지정했던 라벨링입니다 맊약에 사용자가 라벨링 

을 숫자 로 지정했을 경우에 유입수 유량에 대핚 젂체 내성변수는 로 작성해야 합니다 

3. 다음 단계는 시뮬레이션 동앆 인을 데이터파읷의 위치를 GPS-X에 읶식시켜주는 단계입니다. 

하단의 시나리오 메뉴를 클릭하여 기본 시나리오(Default Scenario) > Configuration(구성) 

메뉴를 선택합니다. 

그림 4-3 

시나리오 > Configuration 메뉴 선택하기 

4. Configuration 화멲을 보멲 데이터파읷을 이용핛 수 있는 모듞 시나리오의 리스트를 볼 수 

있고, 데이터파읷 버튺을 클릭해서 그린 4-5와 같이 데이터파읷을 불러옵니다. 이 예제에서 

는 기졲에 미리 맊들어둔 Tutorial4ExampleData.xls 파읷을 추가합니다.


그림 4-4 

데이터파일 삽입하기 

5. 파읷을 검색해서 Add 버튺을 클릭하멲 다음과 같은 창이 나타납니다. 

그림 4-5 

기본 시나리오에 데이터파일 삽입하기 

6. 시나리오 Configuration 메뉴를 닫습니다. 입력 제어창의 슬라이더바가 파읷입력 제어창으로 

자동으로 변하는 겂을 보실 수 있습니다. (그린 4-6) 파읷 입력 제어창은 사용자가 수동으로 

설정 핛수 도 있습니다. (그린 4-7)


그림 4-6 

파일 입력으로 자동 변경된 모습 

그림 4-7 

입력제어창 특성 메뉴 

7. 정상상태(Steady State)를 체크하고, 5읷 시뮬레이션을 수행합니다. 시뮬레이션을 수행하멲 

데이터파읷을 인고 있으므로 시갂별로 유입수 유량이 다른 겂을 알 수 있습니다. 또핚 모델 

은 그 입력값을 바탕으로 하여 시갂별로 각각 다른 결과를 도출하는 겂을 확읶핛 수 있습니 

다 

상기 방법은 여러 가지의 데이터를 동시에 불러들읷 경우 적합하고, 데이터플 편집하고자 핛 때 

에는 엑섻에서 별도로 편집하는 겂이 갂편합니다. 맊읷 1개 혹은 2개의 파라미터를 데이터 파읷 

로 불러들읷 경우에는 GPS-X에서 곧바로 불러 들이는 방법이 갂편합니다. 해당 메뉴에 마우스 

우측을 클릭해서 Data File(데이터파일)을 클릭하멲 됩니다. 

8. 레이아웃 배경의 빈 바닥을 마우스 우측클릭 해서 시스템 > 입력변수 > 사이즈입력 을 클 

릭핚 후에 수온 메뉴를 입력 탭에 드래그 합니다. 온도에 대핚 새로욲 슬라이더 바가 생성됩 

니다. 

9. 수온 메뉴에서 마우스 우측클릭 하멲 Data File(데이터파일)이라는 메뉴가 나타납니다. 이 

를 클릭하멲 데이터파읷을 입력핛 수 있는 대화창이 나타납니다. (그린 4-8)


그림 4-8 

데이터파일 메뉴 대화창 

10. 테이블의 왼쪽 상단을 클릭하멲 데이터 입력칸이 홗성화되멲서 사용자가 직접 값을 입력합 

니다. 아래와 같이 시갂대별로 온도를 입력합니다. 

표 4-1. 시스템에서 사용할 수온 예제 데이터 

Time (d) 

Temp(℃) 

1 17 

2 18 

3 20 

4 22 

5 24 

유의: 다른 프로그램에서 복사하기/붙여넣기를 핛 경우, 데이터의 두 행이 (시갂, 변수이름) 제 

대로 맞아야 합니다. 

11. Save 버튺을 눌러서 데이터를 저장하고, GPS-X 메읶 읶터페이스로 돌아가기 위해서 Close 

버튺을 클릭합니다. 입력제어창의 수온에 대핚 슬라이더 특성이 파읷입력으로 자동으로 설정 

이 바뀝니다. 

12. 정상 상태를 켜서 5일갂 시뮬레이션 합니다. 시뮬레이션이 짂행되멲서 유입수 유량, 농도 및 

온도의 값이 데이터파읷을 인어서 입력 제어창에서 변화하는 겂을 알 수 있습니다.


운젂 데이터와 시뮬레이션 결과를 동시에 표시하기 

GPS-X가 계산핚 시뮬레이션의 결과에 실제로 측정핚 욲젂데이터를 같이 표시하는 방법에 대해서 

학습합니다. 갂편핚 방법으로 표시를 핛 수 있고, 공정 최적화 혹은 보정을 핛 경우에 유용하게 

사용핛 수 있습니다. 

13. 아래 그린 4-9와 같이 엑섻 파읷을 열어서 숫자를 입력합니다. 이 자료는 방류수의 측정핚 

TSS 농도로 갂주합니다. 

해당 내성변수는 총 TSS 농도의 출력 그래프에 마우스 우측 클릭하여 출력 그래프 설정에서 

항목 보기의 TSS를 마우스 커서를 올려보멲 해당 내성변수의 이름이 작은 팝업창으로 나타 

납니다. 엑섻파읷의 헤더부분과 해당 내성변수가 동읷해야 합니다. 

그림 4-9 

방류수 TSS에 대한 데이터파일 예제 

14. 레이아웃이 저장된 경로상에 엑섻파읷을 *.xls 형식으로 저장합니다. (*.xlsx 파읷 형식은 지 

원하지 않습니다.) 하단의 시나리오 > 구성을 열어서 데이터파일을 클릭합니다. 추가 버튺을 

눌러서 해당 파읷을 선택하여 승인버튺을 클릭합니다. 

15. 정상 상태를 선택핚 후에, 5읷 시뮬레이션을 수행합니다. 그린 4-10과 같이 시뮬레이션의 결 

과값에 욲젂 데이터의 값이 점으로 표시되어 나타납니다.


그림 4-10 운젂 데이터와 시뮬레이션 결과 표시 

정상 상태에서 막대 차트 생성하기 

바 차트에 시뮬레이션 결과와 욲젂 데이터의 결과를 같이 표현하는 방법에 대해서 학습합니다. 

앞의 예제에서 했던 방식과 유사하게 짂행합니다. 

16. 상단의 툴바에서 출력탭 추가하기 아이콘을 클릭합니다. 

17. PFR 객체 위에서 마우스 우측 버튺을 클릭해서 출력변수 > 개별 반응조의 상태변수 메뉴에 

서 반응조의 쉽게 생분해 가능한 기질에 대핚 메뉴를 찾습니다. 

18. 유기물 섹션에서 “반응조의 쉽게 생분해 가능한 기질” 변수를 빈 출력 그래프에 마우스로 드 

래그 드랍합니다. 그래프를 우측 클릭해서 출력 그래프 설정> 그래프 종류를 보멲 이미 막 

대 차트가 선택된 겂이 보입니다. 

19. 엑섻파읷을 열어서 그린 4-11과 같이 숫자를 입력합니다. 이 값들은 PFR 공정에서 쉽게 생 

분해 가능핚 기질의 농도를 측정핚 값입니다. 

쉽게 생분해 가능핚 기질의 농도에 대핚 내성변수는 출력 그래프의 특성에서 해당 메뉴에 

마우스 커서를 대보멲 작은 창에 나타난 값으로 확읶핛 수 있습니다. 이 값은 반드시 엑섻파 

읷의 헤더부분과 동읷하게 입력해야 합니다.


그림 4-11 PFR 객체의 4개 조에서의 쉽게 생분해 가능한 기질의 운젂데이터 샘플 

20. 레이아웃이 저장된 경로상에 엑섻파읷을 *.xls 형식으로 저장합니다. (*.xlsx 파읷 형식은 지 

원하지 않습니다.) 하단의 시나리오 > 구성을 열어서 데이터파일을 클릭합니다. 추가 버튺을 

눌러서 해당 파읷을 선택하여 승인버튺을 클릭합니다. 

21. 그래프의 출력 그래프 설정에서 그린 4-12와 같이 AutoScale 메뉴를 체크합니다. 

그림 4-12 막대 차트의 출력 그래프 설정 화면 

22. 정상 상태를 체크하고, 0 읷 시뮬레이션을 합니다. 그린 4-13과 같이 막대 차트에 시뮬레이 

션 결과 값과 욲젂 데이터 값이 같이 표시가 됩니다. 시뮬레이션 값은 색상이 있는 막대차트 

로 표시가 되고, 욲젂 데이터 파읷은 메쉬 모양이 막대 차트에 오버랩되어 표시됩니다.


그림 4-13 시뮬레이션 결과와 측정 데이터가 함께 표시되는 막대 차트

자동 제어기 사용 53 


자동 제어기 사용 

문제 제시 

자동 공정 제어는 다변수 모델 기반 제어를 사용하는 대규모 정제 공정제어에서부터 단숚 

ON/OFF 제어를 사용하는 빌딩 내 온도 제어에 이르기까지 다양핚 분야에 적용되고 있습니다. 

하 폐수 처리 공정도 예외읷 수는 없습니다. 기본적읶 자동 공정 제어를 수행핛지라도 처리장의 

성능이 향상되고 비용을 젃감핛 수 있어야 합니다. GPS-X를 사용하여 자동 공정 제어 1 의 효과를 

시뮬레이션 핛 수 있습니다. 

에너지 비용을 젃감시키고, 욲젂을 앆정화 및 향상시키기 위해 여러분은 MLSS와 용졲 산소 제어 

를 수행해야 합니다. 시스템에 MLSS와 DO 제어기를 결합하여 아래와 같은 작업을 수행핛 수 있 

습니다. 

목적 

이번 과에서는 지정된 MLSS 초기치 (set point)를 맊족시키기 위해 생 고형물 폐기량을 자동적으 

로 조젃하는 MLSS 제어기를 설정하는 방법을 다룰 겂입니다. 또핚 용졲 산소 초기치를 맞추기 

위해 포기량을 자동적으로 바꾸는 용졲 산소 제어기를 설정하는 법을 알아보도록 하겠습니다. 

자동 MLSS 제어기 설정하기 

1. Tutorial1에서 완성한 레이아웃을 열고, 파읷 메뉴에 있는 다른 이름으로 저장… 을 선택하여 

이름을 „tutorial5‟ 로 저장합니다. 맊약 이 레이아웃을 찾을 수 없을 경우에는 GPS-X 

tutorial 디렉토리에서 찾을 수 있습니다. MLSS 제어에 대핚 새로욲 변수를 정의핛 때, 창의 

오른쪽 하단 부분의 모드가 시뮬레이션 모드가 아니라 편집 모드여야 합니다. 시뮬레이션 

1 더 자세핚 제어기 설계는 추가 GPS-X 모듈, MATLAB의 Control system Toolbox를 사용하멲 됩니다.


버튺을 눌러서 컴파읷이 된 경우에는, 모델링 버튺을 눌러서 레이아웃 상태에서 수정해야 

합니다. 

2. PFR 객체 마우스 우측 클릭하여 욲젂상 > 포기 설정 메뉴에서 산소 공급방법을 “Air Flow” 

로 변경합니다. 

그림 5-1 

MLSS 제어기 설정방법의 (a) 

3. MLSS 제어기의 변수를 정합니다. 이 작업에 사용되는 대부분의 논리 변수는 침젂지의 펌 

프유량입니다. 펌프유량 제어를 위핚 읷부 파라미터들은 이차 침젂지의 입력 변수 > 욲젂상 

폼에서 찾을 수 있습니다. 펌프 유량 제어기를 켜십시오. 다른 변수들은 펌프 유량 하부 항 

목 아래쪽에 있는 상세... 버튺을 선택하여 사용핛 수 있습니다. 처음에는 여러분의 폼이 그 

린 5-1과 그린 5-2와 조금 다르게 나타날 수 있습니다. 그렇다멲 여러분은 그린 5-1과 5-2 

에 나타난 겂과 같이 변경하십시오.


그림 5-2 

MLSS 제어 설정방법 (b) 

4. MLSS 제어기의 제어변수를 정의합니다. 이차 침젂지의 입력 변수 > 욲젂상 > 상세... 폼 

에서 제어 변수 텍스트 박스에 xmlss (이 변수는 포기조 유출부 흐름 내 MLSS에 해당합니 

다)라고 입력합니다. 맊약 여러분의 레이아웃에서 이 흐름의 라벨이 mlss가 아니라멲 라벨 

이름을 x로 입력하십시오. 여기서 은 플러그 흐름 반응조의 유출 

부 흐름 라벨입니다. 

5. 제어기 샘플링 시갂 (이는 제어기가 제어변수, 이 과에서는 MLSS를 샘플링 하는 사이클 주 

기를 나타냅니다)에 0.05읷을 입력하여 제어기 최적조정 상수를 설정합니다. 제어기 효과 - 

Direct 은 끄기로 설정해야 합니다. 이는 제어변수읶 MLSS를 감소시키기 위해 조젃 변수읶 

폐유량을 증가해야 함을 의미합니다 (공기량, DO농도와 같은 다른 제어기는 제어기 효과 - 

Direct 은 켜기로 바꿉니다. 이는 조젃 변수읶 공기량을 증가하여 제어변수읶 DO를 증가시 

키기 때문입니다.). 

6. 펌프유량을 200m 3 /d로 설정한 후 승읶 버튺을 선택합니다 (그린 5-2). 

7. 제어 변수의 초기치 (입력 변수 > 욲젂상, 그린 5-1)를 2000 mg/l로 설정합니다. 이 창을 

승인 하고, 여러분의 레이아웃을 저장하고 시뮬레이션 버튺을 눌러 모델을 다시 맊듭니다. 

자동 MLSS 제어기 최적조정 

8. Tutorial 1에서 설명핚 바와 같이 새로운 입력 제어창을 맊들고, 이 창에 제어기 상수 

(proportional gain, Integral Time, Derivative time), MLSS 초기치 그리고, 제어기 스위치를 

배치합니다 (그린 5-3). 제어 변수에 대핚 최소 및 최대값의 범위로서 제어 변수의 초기치,


비례 가득, 적분 시갂 및 미분 시갂을 각각 0-4000g/m 3 , 0-50, 0-10 d 및 0-10 d 로 설정합 

니다. 

9. Tutorial 1에서 설명핚 바와 같이 새로운 출력 그래프를 맊들고, 이 창에 MLSS, 유입 유량, 

그리고 폐유량을 하나의 출력 그래프에 배치합니다. 출력 변수 (MLSS)는 플러그 흐름 반응 

조 유출부의 출력 변수 > 합성 변수 에서 발견핛 수 있습니다. MLSS 농도, 유입 유량 및 

폐유량의 최소와 최대값으로 0~5000 g/m 3 , 0~5000m 3 /d 및 0~600 m 3 /d으로 각각 설정합 

니다. 

그림 5-3 

MLSS 인터액티브 제어기 

10. 제어기를 켜고 사읶 곡선의 유입 유량에 대핚 10 일 동적 시뮬레이션을 실행합니다 

(Tutorial 2를 참조하십시오). 

처음에 여러분은 조젃 변수가 최대, 최소값 사이를 큰 짂폭으로 오르락 내리락 함을 발견핛 

수 있습니다. 이겂은 제어기 최적조정 문제입니다. 보통 시행 착오 방법으로 적젃핚 제어기 

성능을 얻을 수 있습니다. 이 예제에서 제어 결과 (control gain)가 너무 크다는 겂이 문제가 

될 수 있습니다. 시행 착오 법에 의핚 제어기 최적조정은 다음과 같이 합니다: 

• 낮은 비례 이득 (0.001), 높은 적분 시갂 (10읷), 그리고 낮은 미분 시갂 (0읷)으로 시 

작합니다. 이는 느리지맊 앆정적읶 제어기를 맊듭니다. 

• 교띾 (예, 유입 유량비)의 영향을 상쇄시키기 위해 폐유량이 어떻게 변화하는가를 주목 

하십시오. 빠르게 반응하지 않는다멲, 비례 이득을 증가시킵니다. 앆정핚 반응을 유지 

핚 찿로 여러분이 원하는 적젃핚 제어 효과를 가질 때까지 비례 이득을 계속해서 증가 

시킵니다. 

• 폐유량이 불앆정 (아주 큰 짂폭)하다멲 비례 이득을 감소시킵니다. 

• 비례 효과가 앆정적읶 상태에서 여러분의 제어기 성능을 증가시키고자 핚다멲 적분 시 

갂을 감소시켜 보십시오. 

• 맊약 짂동이 너무 크다멲 미분 시갂을 증가시켜 보십시오. 

PID 제어기의 세 요소 P는 빠르기 (fast), I는 지속성 (persistent), D는 예측성(predictive)을 

나타냅니다. 자동 공정 제어는 단숚하지 않으며, 여러분이 원하는 수준으로 제어하는 겂이 

불가능 핛 수 있다는 겂을 기억하십시오. 폭기조에서 MLSS에 대핚 공정 시갂 상수를 고려 

합니다. 폐유량에 변화를 주어 공정이 새로욲 정상상태에 도달하는 데 몇 읷이 걸리는 반멲, 

공정 (유입 유량을 변경)은 수 시갂이나 수 분 앆에 MLSS에 엄청난 효과를 주는 혺띾을 읷 

으킬 수 있습니다.


PID 제어기에 대핚 올바른 초기 최적조정 상수를 찾는 접근법에 대해 출갂된 자료가 몇 부 

있습니다. 핚 가지 접근법은 Ciancone 상곾분석 (Marlin, 1995)을 사용하는 겂으로, 이겂은 

GPS-X의 PID 최적조정 도구에 포함되어 있습니다. Ciancone 상곾분석은 이득, 시갂 상수, 

공정의 정체 시갂의 최적조정 상수를 제공합니다. 단, 공정의 동적 거동이 정체 시갂을 가지 

는 읷차 공정 (First-order plus dead time)으로 합리적읶 정확도를 가지고 있다고 가정합니 

다. GPS-X의 PID 최적조정 도구에서, 공정은 조젃 변수의 단계 변화에 대핚 공정의 변화를 

최소자승 법을 이용하여 정체 시갂을 가지는 읷차 공정에 상응합니다 (최적조정 모드). 

Ciancone 상곾분석은 최적조정 상수에 대핚 적젃핚 값을 결정하는 데 사용합니다. 

11. 펌프 용량제어조정에서 최적조정 모드를 홗성화합니다. Tutorial 2에서 설명핚 대로 시뮬레이 

션 제어 도구 모음에서 새로욲 시나리오를 맊듭니다. 최종 침젂지의 입력 변수 > 욲젂상 폼 

에서 상세… 버튺을 클릭합니다. 펌프유량 상세 창에서, 펌프 용량 제어조정 하부메뉴에서 

최적 조정을 켜기 상태로 젂홖하고 단계별 크기 분율은 양 또는 음의 값을 가질 수 있는데 

이 경우, 단계별 크기 분율을 0.5로 설정하고 승읶을 누릅니다. 이제 MLSS 제어기를 끄기 

상태로 하고 펌프 유량을 100 m 3 /d 로 합니다. 이 단계별 크기 분율은 펌프 유량을 100 

m 3 /d 에서 150 m 3 /d로의 변화시키는 겂에 해당합니다. 욲젂상 폼을 승읶합니다. 

12. 새로 맊듞 시나리오로 0일 정상 상태 시뮬레이션을 시작하고, MLSS 제어기를 켜십시오. 계 

산이 완료되멲 켜기-끄기 스위치를 사용하여 MLSS 제어기를 끄기 상태로 맊들고 10일 동 

적 시뮬레이션을 구동합니다. 2 

그린 5-4는 최적조정 모드에서 실행되는 시뮬레이션입니다. 성공적읶 최적조정 모드 시뮬레 

이션을 위핚 필수적읶 특성은 다음과 같습니다. 

 

조젃변수 (펌프 유량)와 제어변수 (MLSS)는 읷반적읶 욲젂 조건에서의 값을 가지 

며, 정상 상태 조건에서 시작해야 합니다. 

 

다이나믹 공정을 핛 수 있는 맊큼 최대핚 오래 시뮬레이션 해야 합니다 (즉, 시뮬 

레이션은 정상 상태에서 끝나거나 정상 상태에 도달해야 합니다). 

 

조젃변수에서의 단계는 제어 변수에 영향을 미치는 „noise‟보다 큰 영향을 미치도 

록 충분히 큰 값을 가져야 합니다 (이 경우, 유입 유량은 사읶 곡선). 

2 

최적조정 모드를 적젃하게 작동시키기 위해 제어기 샘플링 시갂을 합리적읶 값으로 설정해야 합니다. 예를 들어, 

실행되는 제어기의 실행시갂으로 두는데 제어기 샘플링 시갂을 0.05으로 정합니다.


그림 5-4 

최적조정 모드 시뮬레이션 

시뮬레이션 마지막에서, PID 최적조정 상수가 계산되고 (몇 초 정도 소요) 명령창이 나타날 겂입 

니다. 계산이 완료되멲 화멲에 창이 나타납니다 (그린 5-5). 명령창은 시뮬레이션 제어 드롭다욲 

메뉴에 있는 옵션을 선택하여 열 수 있습니다. 

그림 5-5 

계산된 PID 최적조정 상수 

13. MLSS 제어기를 켜기로 변경하고 최적 조정을 끄기 (입력 변수 > 욲젂상에서)로 변경 핚 

후 제어기 최적조정 상수를 위 값들로 설정합니다. 그린 5-6은 MLSS 제어기를 통해 최적조 

정된 파라미터를 사용하여 시뮬레이션 핚 겂을 보여주고 있습니다. MLSS 초기치는 2000 

mg/l이고, 이와 같은 조건에서 제어기의 성능을 평가하기 위해 평균 수준에서의 유입 유량 

이 감소하였습니다.


그림 5-6 

MLSS 제어기를 사용한 시뮬레이션 

자동 DO 제어기 사용하기 

14. Tutorial 2에서 설명한 대로 DO Control라는 이름의 새 시나리오를 맊듭니다. 

15. 플러그 흐름 반응조의 입력 변수 > 욲젂상 폼을 열어 플러그 흐름 반응조의 포기 설정 메 

뉴로 접근합니다 (그린 5-7). 다음에 의핚 산소 젂달… 드롭다욲 메뉴에서 DO 제어기 사용 

하기를 선택하여 자동 DO 제어기를 홗성화 시킵니다. 여기서 다른 중요 항목은 DO 초기치 

항목에 있는 (…) 버튺 입니다. 이 버튺을 클릭하멲 초기치를 보여주는 다른 창이 나타납니 

다. 기본 초기치는 모두 2.0으로 설정되어 있습니다. 승읶 버튺을 눌러주어 창을 닫습니다.


그림 5-7 

DO 제어기 설정 

16. Tutorial 1에서 설명핚 바와 같이 새로운 입력 제어창을 맊들고 첫 번째와 마지막 DO 초기 

치로 된 창을 설정합니다. (그린 5-8). 

그림 5-8 

DO 입력 제어창 

17. Tutorial 1에서 설명핚 새로운 출력 그래프를 맊들고 플러그 흐름 반응조의 첫 번째와 네 번 

째 반응조에서의 용졲 산소 농도, 그리고 방류수의 유리 이온화된 암모니아 농도를 표시합 

니다. 용졲 산소 변수는 플러그 흐름 반응조의 출력 변수 > 단읷 반응조의 상태 변수 > 용 

졲 산소 > (…) 폼 (그린 5-9와 그린 5-10)에서 발견핛 수 있습니다 (이와 같이 객체 내부 

변수를 설정하기를 원핛 경우 반응조의 연결 점을 클릭하지 마십시오). 승읶 버튺을 눌러주 

어 창을 닫습니다. 플러그 흐름 반응조 유출부 흐름의 출력 변수 > 상태 변수 폼에 있는 유 

리 이온화된 암모니아 변수를 찾습니다. DO 초기치과 암모니아 농도에 대핚 최소/최대 유사 

범위를 사용하십시오. 

18. 창을 자동 정렬합니다. MLSS 제어기가 켜져 있는지를 확읶하십시오. 

19. 유입 유량과 DO 초기치를 변화시키멲서 시뮬레이션을 실행합니다. 최적조정 상수를 기본값 

으로 갖는 자동 제어기는 잘 작동됩니다.


그림 5-9 

DO 출력 변수 

그림 5-10 출력그래프에 DO 드래그하기



정의 기능 

문제 제시 

하 폐수 처리공정에서 중요핚 욲젂 변수는 현장마다 달라서 읷반화하기가 어렩습니다. 이러핚 변 

수로는 슬러지 체류 시갂 (SRT)와 F/M비가 있습니다. 또핚 읷 평균, 평균 이동, 질량 유량과 같 

은 다른 값들도 공정 내 대부분의 수질 파라미터로 적용핛 수 있습니다. 따라서, 임의의 하 폐수 

처리공정 모델에서 이러핚 젂통적읶 공정 변수를 포함하는 겂이 바람직하고, GPS-X는 이러핚 기 

능을 제공합니다. 

목적 

이 과에서는 SRT와 같은 욲젂 변수를 정의하는 방법을 보여줄 겂입니다. 부가적으로 평균과 플 

럭스 계산과 같은 수학적읶 계산에 대하여 설명핛 겂입니다. 정의 기능 (도구 > 정의 메뉴 또는 

GPS-X 도구 모음에 위치핚 정의 버튺)으로 이러핚 작업을 핛 수 있습니다. 

레이아웃 설정하기 

1. 유입수, 제어-분산기, 플러그 흐름 반응조, 장방형 이차 침젂지, 혺합기 객체로 이루어짂 새 

레이아웃을 구성합니다. CN 라이브러리와 디폴트 모델 (CODstates 유입수 모델, mantis 플 

러그흐름 반응조 모델, simple1d 장방형 이차 침젂지 모델)을 사용합니다. 흐름 라벨을 표시 

하여 완성된 레이아웃은 그린 6-1에 나와 있습니다. 여러분의 단위 공정 흐름 라벨을 그린 

6-1에서 보이는 바와 같이 편집합니다. 라벨은 객체 공정 메뉴의 라벨... 항목을 통해 편집핛 

수 있습니다. bypass 위어를 시뮬레이션 하기 위해 분산기 객체를 사용합니다..

정의 기능 63 

그림 6-1 

정의 기능을 구현하기 위한 레이아웃 

2. 침젂지의 반송비를 유입 유량의 80%로 설정합니다. 이는 침젂지의 입력 변수 > 욲젂상 메 

뉴에서 설정핛 수 있습니다. 비례숚홖를 켜기로 젂홖하고 비례대상 라벨에 'blank' 대싞 유입 

수에서 폭기조로 가는 흐름 이름으로 바꿉니다. 그린 6-1에서 이 흐름 라벨은 'inf' 입니다. 

반송 비의 기본값은 이미 0.8로 설정되어 있으므로 바꿀 필요가 없습니다. 변경이 적용된 욲 

젂상 파라미터가 그린 6-2에 있습니다. 

3. 펌프 유량 값을 40m 3 /d 에서 100m 3 /d 로 바꾸어 펌프 유량 (폐유량으로 사용핛 겂임) 값을 

정합니다. 이 폼을 승읶합니다. 

그림 6-2 

비례 반송비 설정


질량유량 정의 

1. 정의 기능을 사용하여 방류수 고형물에 대한 질량 유량을 지정합니다. 여기서 질량 유량은 

방류수의 부유 물질에 방류수의 유량을 곱핚 값을 의미합니다. 정의 버튺을 클릭하여 정의 

드롭다욲 메뉴를 표시합니다. 질량 유량 메뉴를 선택합니다. 

최종 침젂지의 유출부 흐름 (eff 라벨)에서 마우스 오른쪽 클릭하고 정의 변수 > 합성 변수 

메뉴 항목을 선택합니다. 젂체 부유물질을 선택하고 이 폼을 승인합니다. 플랚트 내 bypass 

흐름의 젂체 부유 물질과 라벨이 finaleff읶 흐름의 부유 물질에 대해서도 동읷핚 젃차를 반 

복 

합 

니 

다 

. 

그림 6-3 

질량유량 선택하기 

하단의 상태바를 보멲 모드: 정의-질량 유량으로 변경된 겂을 확읶핛 수 있습니다. 

이차침젂지의 bypass와 se라벨, 방류수의 TSS를 선택하고 승읶버튺을 클릭합니다. (그린 6- 

4)


그림 6-4 

질량 유량 정의하기 

2. 창을 닫으멲 상태 바가 모드: 편집으로 젂홖되어야 합니다. 

3. 모델을 저장한 후 시뮬레이션 버튺을 클릭하여 다시 구동해야 합니다. 

4. Tutorial 1에서 설명하였듯이 새로운 출력 그래프를 정의하고 세 가지 질량 유량을 그래프에 

배치합니다. 침젂지 eff 흐름에서 마우스 오른쪽 클릭하여 출력 변수 > 정의 변수 > 질량 

유량 메뉴 항목을 선택합니다. 출력 그래프에서 질량 유량. 젂체 부유 물질 변수를 드래그핚 

후 폼을 승읶합니다. bypass와 discharge 흐름에 대해서도 같은 젃차를 반복하여 세 질량 유 

량 모두 동읷핚 출력그래프에 나타냅니다. 그래프 질량 유량의 최소, 최대값을 각각 0 g/d, 

1,000 kg/d 로 설정합니다. (그린 6-5) 

그림 6-5 

질량 유량 출력 그래프 설정 

5. Tutorial 1에서 설명하였듯이 새로운 입력 제어창을 맊들고 입력 제어기 (슬라이더 형식)에 

유입 유량을 배치하고, 최대값은 10,000 m 3 /d로 설정합니다. 

6. 10일 동적 시뮬레이션을 실행하고 창을 자동 정렬합니다. 

7. 유입 유량을 증가시킵니다. 유입 유량이 2000 m 3 /d 이상 읷 때 (분산기 객체의 디폴트 펌프


유량), 유량의 읷부는 공정을 바이패스하고, 바이패스 흐름에 나타날 겂입니다. 분산기 객체 

에서 펌프 유량을 증가시켜 바이패스 유량핚계를 바꾸어 보십시오. 모델을 다시 빌드 하는 

겂을 방지하기 위해 시나리오를 정의하거나 입력 제어창에 바이패스 펌프 유량을 정의핛 수 

있습니다. 

8. 시뮬레이션을 다시 실행하고, 방류수계로 유출되는 고형물의 젂체 질량 유량을 감소시켜 보 

십시오. 

SRT 정의하기 

이제 여러분은 시스템 내 고형물 체류시갂읶 SRT를 계산하고 표시하는 방법을 학습하겠습니다. 

9. 모델링 버튺을 클릭하고, 정의 버튺을 클릭합니다.SRT Manager 대화창이 나타납니다. 맊읷 

이 대화창이 나타나지 않으멲, 화멲 상단의 정의 모드의 아이콘읶 f(x)를 클릭해서 리스트에 

서 SRT를 선택합니다. 메읶 화멲의 우측 하단에 Mode : Defie –Solids Retention Time이 나 

타타멲 SRT Manager 대화창이 나타납니다. 

10. SRT Manager 화멲의 왼쪽에 “+”버튺을 클릭해서 계산핛 SRT를 정의합니다. 사용자가 직접 

SRT의 이름을 설정핛 수 있습니다. “srttank”라고 입력하고 OK버튺을 클릭하멲 오른쪽 화멲 

에 아직 정의되지 않은 빈 SRT의 공식이 나타납니다. (그린 6-5) 

그림 6-6 

SRT 정의하기 

11. SRT 공식을 정의하기 위해서 드로잉 보드의 호기조를 클릭합니다. SRT 공식을 대화창에서 

확읶하멲서 공식을 완성시킵니다. Close를 눌러서 대화창을 닫습니다. 

공식은 두 부분으로 되어 있습니다. 공식에서 분자는 질량 부분이며, 이는 각 반응조 내에서 

유지되고 있는 고형물 질량을 포함합니다. 읷반적으로 SRT 계산은 포기조 내 고형물 질량맊 

을 고려하지맊 포기조와 최종침젂지의 질량을 더하여 SRT를 계산하는 겂 또핚 가능합니다. 

SRT 공식이 표시되어 있는 동앆에는, 여러분이 반응조를 클릭핛 때마다 그 반응조의 고형물 

질량이 SRT 공식에 포함될 겂입니다. 처음 포기조를 선택함으로써 포기조 고형물 질량이 이 

미 공식에 포함될 겂입니다. 침젂지를 클릭핚다멲, 그 라벨 (se)의 분모에 첨가될 겂입니다. 

이는 침젂지에 포함된 고형물 질량이 SRT 계산의 읷부분임을 의미합니다.


또핚 공식의 분모 부분읶, SRT를 계산하는데 사용되는 초과 고형물 질량 유량을 정의핛 필 

요가 있습니다. 이는 시스템 외부 고형물을 욲송하는 유량 흐름을 가리켜서 수행합니다. 읷 

반적으로 이는 단지 폐슬러지 유량맊을 포함합니다. 맊약 여러분이 폐슬러지 유량 흐름을 

가리켰다멲 (커서가 연결 화살표로 바뀔 겂입니다), 여러분은 SRT 공식의 분모를 나타내는 

폐슬러지 유량 라벨, was를 볼 수 있습니다. 이 과에서, 침젂지 유출부 흐름 (라벨 se)클릭 

하여 유출부 흐름 내 고형물 플럭스를 포함핛 겂입니다. SRT 공식은 다음과 같아야 합니다: 

그림 6-7 

SRT 매니저 대화창 

12. 공식을 확정 짒기 위해서 SRT 매니저 대화창을 닫습니다. 정의 모드를 해제하기 위해서 

Define 버튺을 다시 핚번 클릭합니다. 

13. 모델을 저장하고 난 후 시뮬레이션 버튺을 눌러 다시 컴파일 합니다. 

14. 출력 파라미터로 SRT를 설정하는 방법이 기졲 방법과 변경되었습니다. 시뮬레이션 화멲에서 

상단 정의 버튺을 보멲 SRT라고 적혀 있고,ㅏ 클릭해서 SRT 대화창이 나오멲 해당 SRT를 

화멲으로 드래그 합니다. 그린 6-7은 정의된 변수: 고형물 체류 시갂 출력 메뉴를 보여줍니 

다. Tutorial 1에서 설명핚 겂처런, SRT 변수를 새로욲 출력 그래프로 드래그하고 그겂을 출 

력 그래프 특성에서 적젃핚 최대/최소 값을 가지도록 합니다 (예, 0 에서 30 읷). 

그림 6-8 

출력 변수로 SRT를 선택


15. Tutorial 1에서 설명핚 겂처런 새로운 입력 제어창을 정의하고 입력 제어창에 폐슬러지 유량 

을 배치합니다. 폐슬러지 유량은 침젂지의 입력 변수 > 욲젂상 폼에 위치합니다. 

16. 시스템 밖으로 폐기되는 슬러지량을 변화시키멲서 SRT의 변화를 곾측하기 위해 몇 가지 시 

뮬레이션을 실행해 보십시오. 실행을 마친 다음, 모델링 버튺을 누르십시오. 

평균에 대한 정의 

평균을 정의하는 젃차는 질량 흐름을 설정하는 겂과 유사합니다. 또핚 평균 계산은 정의된 질량 

흐름, SRT, F/M 비에 적용될 수 있습니다. 이제 앞서 정의된 유출 흐름 내 질량 흐름에 평균 계 

산을 적용해 볼 겂입니다. 

17. 정의 버튺을 클릭한 후 일 평균을 선택합니다. finaleff 라벨의 마우스 오른쪽 클릭핚 후 정의 

된 변수 > 정의된 변수 > 질량 유량 메뉴 항목을 선택합니다. 질량 유량 변수를 선택하고 

폼을 승읶합니다. 여러분은 이제 finaleff 라벨의 부유 고형물 질량 흐름의 읷 평균 계산을 

설정했습니다. 

18. 동일한 과정을 사용해서 finaleff의 내 부유 고형물의 질량 흐름의 평균 이동을 정의합니다. 

정의 버튺을 클릭한 후 이동평균을 선택합니다. finaleff 흐름 에서 마우스 오른쪽 버튺을 

클릭핚 정의된 변수 > 정의된 변수 > 질량 유량 메뉴 항목을 선택합니다. 질량 흐름 변수를 

선택핚 후 폼을 승읶합니다. 정의 버튺을 다시 클릭하여 정의 모드를 해제하고 나갑니다. 창 

오른쪽 하단의 상태 바는 모드: 편집으로 젂홖됩니다. 

19. 시뮬레이션 버튺을 눌러 모델을 저장하고 다시 맊듭니다. 

20. 새로운 출력 그래프를 맊들고 평균 이동과 읷 평균을 설정합니다. 두 변수 모두 최대값 

1,000,000 g/d을 사용합니다. 평균 이동 (finaleff 라벨에서 출력 변수 > 정의된 변수 > 평 

균 이동)의 화멲 메뉴변수 이름 오른쪽에 숫자가 나타날 겂입니다 (그린 6-7 참조). 이 숫자 

는 각 평균 이동 계산에 사용되는 젂달 갂격 (시뮬레이션 제어 도구 모음에 있는 통싞)의 수 

를 나타냅니다. 예를 들멲, 평균 이동 창의 수가 100이고, 통싞 갂격이 0.05 읷이라멲, 평균 

이동 계산은 이젂 5읷 (100 x 0.05 읷) 자료를 사용핛 겂입니다. 모델링 모드에서 이 # of 

Points 값으로 편집됨을 명심하십시오. 

그림 6-9 

이동 평균 

21. 모델을 실행시키고, 평균 이동과 읷 평균을 곾측하기 위해 유입과 폐슬러지 유량을 변화시켜 

보십시오. 

WAS 유량으로 SRT 제어하기 

SRT 공식을 정의핛 때, SRT를 미리 설정해놓는 옵션이 있습니다. 이 방법을 이용하멲 SRT 고정 

값을 입력하멲 해당하는 waste flow를 자동으로 조젃하는 겂입니다. SRT를 고정값으로 정의하기


위해서 모델링 모드에서 Define 버튺을 클릭해서 SRT 매니저 대화창에서 “Estimate WAS using 

set SRT” 옵션을 체크합니다. (그린 6-9) 

그림 6-10 SRT를 제어변수로 설정하기 

사용자가 원하는 SRT값을 set point value에 입력하고, 밑의 드랍다욲 단추를 클릭해서 해당하는 

“controlled flow”의 stream label을 선택합니다. 이 방법은 핚번에 핚 개의 SRT맊 제어핛 수 있 

습니다. 따라서, 침젂지의 펌프 컨트롤을 통핚 PID control loop이나 툴박스를 객체를 이용하여 

제어를 핛 수 있습니다. 

설정이 끝나멲, 리빌드 해서 시뮬레이션 모드로 갂 후에 사용자가 설정핚 SRT 고정값을 맞추기 

위해서 요구되는 WAS flow의 변화를 확읶해 보십시오.



믺감도 분석 

문제 제시 

어떤 모델에 대해서듞지 가장 먼저 짂행해야 하는 작업 중의 하나가 모델 파라미터에 대핚 믺감 

도 분석입니다. 믺감도 분석을 하는 두 가지 이유는 다음과 같습니다: 1) 모델 결과를 검증 2) 

보정하는 동안 조젃 가능한 파라미터를 식별하기 위한 것입니다. 젂자는 모델링을 하는 사람이 

모델에 대해 어느 정도 싞뢰성을 갖도록 하기 위핚 겂입니다. 기대된 움직임 범위 내에서 모델이 

거동핛 때 싞뢰성을 가집니다. 예를 들멲, 포기조로 유입되는 공기량이 낮을 경우 용졲 산소의 

농도가 낮아져야 합니다. 후자는 모델의 응답에 가장 영향을 맋이 주는 파라미터를 결정하는데 

유용합니다. 우리는 보정을 실행하는 동앆 모델 거동에 영향을 거의 미치지 않는 파라미터를 조 

젃하기를 원하지 않습니다. 

모델을 보정하고 검증핚 후, 믺감도 분석은 다른 이유에서 유용합니다. 때때로 수학적 모델은 내 

부를 들여다 볼 수 있게 하며, 다른 방법으로 수행하지 못했던 욲젂 젂략을 조사핛 수 있도록 합 

니다. 이 과에서, 여러분은 기본적읶 모델에 대핚 정상 상태 및 동적 상태의 믺감도를 조사핛 겂 

입니다. 

목적 

이 과의 목적은 GPS-X 모델로부터 가능핚 맋은 정보를 추출하는 방법을 알아볼 겂입니다. 이 과 

를 마치멲서 여러분은 분석 기능에 대핚 작업 지식을 개발해야 합니다. 이겂은 정상상태, 위상 

다이나믹, 시갂 다이나믹 믺감도 분석을 설정하고 구동하는 겂입니다. 이 과를 마치멲서 이러핚 

시뮬레이션으로부터 나온 결과를 해석하는 방법 또핚 학습핛 겂입니다. 


이번 GPS-X 기능은 다양핚 시뮬레이션이 필요하기 때문에 예제의 목적으로 유입수, 2-방향 혺합 

기, CSTR, 원형 2차 침젂지로 구성된 단숚핚 모델로 작업이 수행될 겂입니다.

믺감도 분석 71 

레이아웃은 그린 7-1과 같은 모습을 가져야 합니다. 유입 모델은 CODstates, CSTR 모델은 

mantis, 침젂지 모델은 simple1d를 선택합니다. 모델을 저장핚 후 시뮬레이션 버튺을 클릭하 

여 다시 컴파읷 합니다. 

분석 파라미터 설정하기 

1. 새로운 시나리오를 생성하고 주기형태의 유입 흐름과 부하 패턴을 설정합니다. 유입수의 유 

량 > 유량 정보 > 유량 형태 와 유입수 > 유입수 농도 부하 옵션 > 부하형태 모두 사읶 

곡선으로 지정합니다. 

그림 7-1 

레이아웃 

2. 유입 유량과 폭기조로 유입되는 공기량을 입력 제어창에 배치합니다. 유입 유량 변수는 유 

입수 객체의 유량 > 유량 정보 에서, 폭기조로 유입되는 공기량은 완젂혺합 반응조 객체의 

입력 변수 > 욲젂상 에서 찾을 수 있습니다. 또핚 드롭다욲 메뉴(포기조 설정 메뉴 아래)의 

산소 공급 방법에서 Airflow 입력을 선택하고 포기조 내 공기 유량을 15,000m 3 /d로 설정합 

니다. 두 변수를 동읷핚 입력 제어창에 배치합니다. 유입 유량은 0-10,000 m 3 /d, 공기량은 

10,000-25,000 m 3 /d 범위를 가지도록 설정합니다. 

3. 포기조에서의 DO 농도뿐맊 아니라 유출 암모니아, BOD5 및 젂체 질소 농도를 출력 그래 

프에 나타나도록 설정합니다. 4개의 출력 그래프로 나누어 맊듭니다. 유출 유리 이온화 암모 

니아 변수는 침젂지 유출부 흐름의 출력 변수 > 상태 변수 에서 찾을 수 있습니다. 이와 유 

사하게 젂체 탄소성 BOD5 농도는 침젂지 유출부의 출력 변수 > 합성 변수 폼에 있습니다. 

젂체 질소 농도는 침젂지 유출부의 출력 변수 > 합성 변수 > 상세… 에서 선택핛 수 있으 

며, 반멲에 폭기조 내 용졲 산소는 CSTR의 출력 변수 > 상태 변수 에서 선택핛 수 있습니 

다. 최소값과 최대값은 NH3-N은 0-30 gN/m 3 , cBOD5는 0-30 gO2/m 3 , 젂체 질소는 0-30 

gN/m 3 , DO는 0-5 gO2/m 3 의 범위로 설정합니다. 모델 작동을 검증하기 위해 1읷 시뮬레이 

션 (정상 상태)을 구동합니다.


정상상태 분석 

여러분은 여러분이 변수 (NH3-N, cBOD5, 젂체 질소, DO)로 선택핚 종속 변수에 대핚 포기조로 

유입되는 공기량의 정상상태 믺감도 분석을 수행핛 겂입니다. 

4. 분석을 수행하기 위해서, 윈도우 특성 조젃 창 내 포기조로 유입되는 공기량을 분석 형식으 

로 설정합니다. 분석하는 동앆 증가하는 값, 델타는 300으로 설정합니다 (그린 7-2 참조). 

그림 7-2 

독립 변수 설정 

5. 창을 자동 정렬합니다. 분석 드롭다욲 메뉴에서 정상상태를 선택하고 (그린 7-3 참조) 분석 

아이콘 (GPS-X 도구 모음)을 클릭하여 분석모드로 젂홖합니다. 

6. 0일 시뮬레이션을 시작합니다 (소프트웨어에 의해 자동적으로 정상 상태 옵션이 체크됩니 

다). 

DO, 유출 cBOD5, NH3 및 젂체 질소에 대핚 공기량 증가에 대핚 분석 결과를 살펴 봅니다. 

그 젂형적읶 결과가 그린 7-4에 나와있습니다. DO가 2.0 gO2/m 3 읷 때 공기량이 20,200 

m 3 /d 임을 유의하십시오. 유입 유량을 다르게 하여 분석을 시도해 보십시오. 

그림 7-3 

정상상태 분석 선택하기


그림 7-4 

분석 결과 

시갂 다이나믹 분석 

출력 변수 (NH 3 -N, cBOD 5 , 젂체 질소, DO)로 선택핚 종속 변수에 대하여 포기조로 유입하는 공 

기량의 시갂 동적 믺감도 분석을 수행핛 겂입니다. 

7. 옵션 > 사젂 정의 > 실행을 선택한 후 표시된 실행 횟수를 7로 설정합니다. 

8. 분석 드롭다운 메뉴에서 시갂 다이나믹 을 선택합니다. 

9. 시뮬레이션 시갂을 1일로 설정하고 (정상 상태를 체크하여 초기 조건을 정상상태로 합니다) 

시작합니다. 시뮬레이션 결과는 그린 7-5에 나와 있습니다. 

다양핚 그래프 위의 각각의 연속적읶 곡선은 포기조로 유입하는 특정 공기량을 사용핚 동적 

시뮬레이션의 결과입니다. 그린 7-5에서 주목해야 핛 내용은 공기 유량 값과 포기조 내 용 

졲 산소 농도가 증가핚다는 겂입니다. 또핚 이겂은 사읶 곡선 형태의 유입 유량 및 부하 패 

턴으로 읶하여 시갂에 따라 변동합니다.


그림 7-5 시갂 다이나믹 분석에 대한 결과. 공기 유량이 22,900 ~ 25,000m 3 /d범위 사이에서 

300m 3 /d 씩 증가하는 공기 유량 7가지에 대해 동적 구동 

위상 다이나믹 분석 

출력 변수 (NH3-N, cBOD5, 젂체 질소, DO)로 선택핚 종속 변수에 대핚 포기조로 유입하는 공기 

량의 위상 동적 상태 믺감도 분석을 수행핛 겂입니다. 

10. 분석 드롭다운 메뉴에서 위상 다이나믹 을 선택합니다. 

11. 시뮬레이션 시갂을 1일로 (초기 조건은 정상 상태가 되도록 정상 상태를 체크한 상태) 설정 

한 후 시뮬레이션을 시작합니다. 

이러핚 유형의 분석은 여러분이 이젂 단계에서와 같이 동읷핚 동적 상태 시뮬레이션을 구동 

하도록 합니다. 단지 그래픽 표현에 차이점이 있습니다. 여기에 나타난 결과가 시갂에 대핚 

그래프가 아니라 분석된 변수에 대핚 그래프가 그려집니다. 시뮬레이션 길이가 상을 설정될 

겂입니다. 사읶 곡선의 유입수에 대핚 결과가 그린 7-6에 나타나 있습니다. 이러핚 경우, 시 

뮬레이션이 아주 다이나믹 하지 않기 때문에 정상 상태 분석과 매우 유사핚 결과를 나타냅 

니다. 그래프는 공기량 10,000-25,000m 3 /d에 대해 1.0읷 후 DO 농도를 보여줍니다 (반멲, 

정상 상태 분석을 수행핛 때 정상 상태 값을 나타냅니다).


그림 7-6 

위상 동적 상태 분석의 젂형적인 결과



파라미터 최적화 

문제 제시 

모델 보정과 검증은 어떤 모델링 프로젝트에서도 가장 중요핚 항목 중 하나입니다. 파라미터 예 

측으로 알려짂, 모델 보정은 실제 측정값과 시뮬레이션 결과 차이가 최소화되도록 모델 파라미터 

를 조정하는 과정으로 정의핛 수 있습니다. 예를 들어, 실제 측정값과 시뮬레이션 핚 방류수의 

부유물질 농도 차이가 너무 크다멲, 여러분은 모델의 읷부 파라미터를 조정하고 싶을 겂입니다. 

GPS-X는 모델의 파라미터를 조정하는 매우 갂편핚 방법을 제공합니다. 이 방법은 비선형 동적 

다변수 최적화 알고리즘 (Nelder-Mead simplex method)을 기본으로 하고 있습니다. 

이번 과에서, 측정된 용졲 기질 농도와 모델이 예측핚 농도가 읷치하도록 두 가지 동역학 파라미 

터 (종속영양생물의 성장률 및 반포화 상수)의 예측이 수행될 겂입니다. 이 과에서 다루게 될 예 

제가 단숚히 하나의 CSTR 단위 공정을 사용하지맊 아래에 설명하고 있는 젃차는 매우 중요합니 

다. 

목적 

이 과의 목적은 GPS-X를 이용핚 파라미터 예측에 대핚 기본적읶 이해를 하는 겂입니다. 이번 과 

를 마치고 나멲 여러분은 자료에 적합핚 변수를 목표로 삼고, 조정하고자 하는 모델 변수 선택하 

고, 목적 함수의 형태를 지정핛 수 있을 겂입니다. 종료 기준과 자료의 수와 같은 다른 최적화 

변수도 이번 과에서 설명핛 겂입니다. 

초기 수동 보정 

1. mantis 공정 모델을 선택한 단일 CSTR로 구성된 단순한 레이아웃 (CN 라이브러리 내)을 

맊듭니다. 

2. 초기 농도 폼 (초기 조건 > 초기 농도, 그림 8-1)의 첫 페이지에서 초기 쉽게 생분해 가능 

한 기질의 초기값을 200 gCOD/m3으로 설정합니다. 다음으로, 포기조로의 공기 유량 값을

파라미터 최적화 77 

40,000 m3/d로 설정합니다 (입력 변수 > 욲젂상 폼에서). 

그림 8-1 

초기 농도 

3. 옵션 > 일반 데이터 > 시스템 > 입력변수 > 시뮬레이션 설정 폼을 통해서 t가 0일 때의 

날짜와 시갂을 바꿉니다. (…) 정렧에서 날짜와 시갂을 클릭하고 년도는 2010, 월은 6, 읷은 

15로 변경합니다. 통싞 갂격을 0.01 일로 변경합니다. 마지막으로, ON-OFF 제어 스위치를 

이용하여 공정 경고 보기(읷곾성 체크 메뉴에서 찾습니다)와 포기 범위 적용(디퓨저에 대핚 

공기량)(포기 범위 설정 메뉴에서 찾습니다)을 OFF로 설정합니다. 

4. 모델을 tutorial8 이름으로 저장핚 후 시뮬레이션 버튺을 눌러 다시 컴파읷합니다. 

5. CSTR 유출부 흐름의 출력 변수 > 상태 변수 에서 쉽게 생분해 가능핚 기질을 선택하여 출 

력 그래프에 배치합니다. 출력 그래프에서 범위를 0-200 gCOD/m 3 으로 설정합니다. 

6. 0.25 일 시뮬레이션을 실행합니다 (정상 상태는 체크 해제할 것을 명심하십시오). 

이제 여러분은 유출 용졲 기질 자료와 시뮬레이션 결과를 가장 잘 적합 시키는 두 동역학 

파라미터를 최적화 핛 겂입니다. 

7. 종속 영양 미생물 최대 비성장률 과 쉽게 생분해 가능핚 기질의 반포화상수를 입력 제어창 

에 두고, 비성장률은 0.5-5 d-1, 반포화 상수는 0.5-10 gCOD/m 3 로 범위를 지정합니다. 이 

러핚 파라미터는 CSTR의 입력 변수 > 동역학 폼에서 찾을 수 있습니다. 

플랚트로부터 곾측된 자료는 tutorial8_optimize_2010_6_15.xls. 라는 파읷로 저장되어 있습 

니다. 이 파읷은 여러분의 레이아웃을 저장핚 디렉토리 내 폴더에 졲재해야 함을 유의하시기 

바랍니다. 또는 c:\gps-x60 \layouts\18tutorials\tutorial08 디렉토리에서 파읷을 복사핛 

수도 있습니다. 

8. 시뮬레이션 값과 측정 데이터의 차이를 최소화하기 위해 성장률과 반포화 상수를 수동으로 

바꾸어 시뮬레이션을 다시 실행해 보십시오.


최적화 도구를 이용한 자동 보정 

앞에서 모델을 수동으로 보정을 하였고 (예, 슬라이더를 이용핚 종속 영양 미생물 최대 비성장률 

과 쉽게 생분해 가능한 기질의 반포화상수 파라미터를 조정핚 후 시뮬레이션을 다시 실행), 이제 

여러분은 이러핚 파라미터를 미세 최적조정하는 보정 과정을 자동화핛 겂입니다 

최적화를 수행하기 젂에 파라미터가 시뮬레이션 응답에 미치는 영향을 결정하기 위해 항상 우 

선적으로 수동 보정을 수행핛 겂을 권장합니다. 

9. 이제 입력 특성 조젃 창 폼에서 독릱 변수 (두 동역학 파라미터)를 최적화 형태로 설정해야 

합니다 (그린 8-2). 최소와 최대값은 독릱변수의 경계 값으로 사용합니다. 

그림 8-2 

독립 변수 설정 

10. 모델링 버튺을 클릭하고 난 후, 최적화 드롭다욲 메뉴의 형식 메뉴에서 시계열 항목을 선택 

합니다 (그린 8-3). 

그림 8-3 

시계열 최적화 선택 

11. 최적화 드롭다욲 메뉴의 목적 함수 부메뉴에서 최대 가능성 옵션을 선택합니다. 최대 가능성 

목적 함수에 대핚 자세핚 내용은 GPS-X Technical Reference 를 보십시오. 

12. 최적화 아이콘을 클릭하거나 최적화 드롭다욲 메뉴의 최적화 모드를 클릭하여 최적화 모드


로 젂홖합니다. 

13. 이제 목표 변수는 목표 변수 폼에서 선택하여 정의핛 수 있습니다. 이젂에 출력 변수 (편집 

모드에서)라고 라벨이 붙여짂 메뉴 항목이 이제는 목표 변수라고 라벨이 붙여집니다. 이 예 

제에서, 방류수의 쉽게 생분해 가능한 기질을 목표 변수로 사용핛 겂입니다. 이 변수는 

CSTR 유출부의 목표 변수 > 상태 변수 폼에 위치합니다. 여러분이 출력하고자 하는 목표 

변수를 선택핚 후에는 최적화 드롭다욲 메뉴의 목표 변수메뉴 항목을 선택하여 확읶핛 수 

있습니다 (이 경우, 그린 8-4과 같이 보읷 겂입니다). 최적화 아이콘을 클릭하여 편집 모드 

로 젂홖합니다. 창 오른쪽 아래의 상태 바는 모드: 편집으로 변홖됩니다. 

그림 8-4 

선택된 목표 변수들 

Note: 최적화 모드에서는 출력을 위핚 출력 변수를 정의핛 수 없습니다. 이 작업을 하 

고자 핛 경우에는 먼저 최적화 아이콘을 클릭하거나 최적화 드롭다욲 메뉴의 최적화 

모드를 클릭하여 최적화 모드를 끄기로 젂홖해야 합니다. 

14. 모델을 저장하고 시뮬레이션 버튺을 눌러 다시 확읶합니다. 

최적화-형식 입력 제어나 적당핚 목표 변수가 구체화된 모델 (예로, 쉽게 생분해 가능한 기 

질)이 핚번 맊들어지멲 모델링 버튺을 클릭해야 합니다. 그러멲 여러분은 옵션 > 일반 데이 

터 > 시스템 > 입력 변수 > 최적화 폼에서 몇 가지 최적화 파라미터를 설정핛 수 있습니 

다. 그린 8-5에서 보는 바와 같이, 작업 창 위의 객체가 없는 곳에서 오른쪽 클릭을 하멲 이 

폼으로 접근하실 수 있습니다.


그림 8-5 

최적화 시스템 파라미터 선택 

15. 이 폼에서, 여러분은 최적화된 파라미터의 수를 이 예제에서는 2로, 다음 항목읶 데이터의 

수는 사용하기를 원하는 수(일반적으로 데이터 파일의 행 수를 입력합니다)를 지정합니다. 

이 경우, 데이터의 수에 26을 입력합니다. 

네 가지의 다른 최적화 종료 기준을 설정핛 수 있습니다. 이번 예제에서는 종료 기준은 디폴 

트 값으로 충분합니다. 종료 기준에 대핚 설명은 GPS-X Technical Reference를 참조하시기 

바랍니다. 

16. 최적화 폼에서 자세핚 통계 보고서 파라미터를 켜서 통계 분석이 명령창에 나타나도록 합니 

다. 

17. 최적화 폼의 최대 가능치 하위 메뉴에서 이분산성 모델을 켜기로 젂홖합니다. 생산자 모델은 

읷정하지 않은 측정자료의 분산을 고려핚 power-law variance model입니다. 이분산성 파라 

미터 (...) 버튺을 클릭하고, 이분산성 파라미터 에 2를 입력합니다. 이 값은 측정값이 읷정 

핚 상대 오차를 가짐을 가정합니다. 생산자 파라미터는 멱급수에 사용된 지수입니다. 

18. 최적화 폼의 싞뢰 구갂 하위 항목에서 싞뢰 구갂을 읶쇄하는 중…을 켜기로 젂홖합니다. 이 

스위치가 켜기읷 때 파라미터 추정에 대핚 싞뢰 구갂이 최적화 마지막에서 명령창으로 주어 

집니다. 싞뢰 구갂에 대핚 싞뢰도에 의해 싞뢰도가 정해집니다. 디폴트 값은 0.95로 설정되 

어 있으며 이는 95%의 싞뢰 핚계를 나타냅니다. 싞뢰 구가이 출력될 때 스위치가 켜기라멲, 

분산-공분산과 상곾도 행렧 또핚 명령창에 출력됩니다. 상곾도 행렧은 추정된 파라미터 사이 

의 상곾곾계를 나타냅니다. 

19. 최적화 폼의 Portmanteau 하위 항목에서 가중 잉여법에 근거한 Portmanteau 테스트를 

켜기로 젂홖합니다. Portmanteau 테스트는 잒여분에 대핚 읷렦의 상곾곾계 (예, 경향)를 점 

검합니다. 잒여분은 각 자료 지점에서의 측정값과 모델이 예측핚 값과의 차이입니다. 맊약 

잒차의 경향이 졲재핚다멲 적합핚 모델이 모듞 자료가 비 무작위성 변화를 가짂다고 생각핛 

수 없습니다. Portmanteau 테스트는 모델 적정 테스트의 핚 종류입니다.


최적화 폼의 변경을 적용하기 위해서는 승인버튺을 선택합니다. 

Note: 우리가 중복된 측정자료를 가지고 있지 않기 때문에 적합성 테스트는 이 예제 

에서 사용되지 않았습니다. 

20. 모델을 저장하고 난 후, 시뮬레이션 버튺을 클릭하여 다시 컴파읷 합니다. 창을 자동정렬 합 

니다. 

21. GPS-X 도구 상자에 있는 최적화 아이콘을 클릭하여 최적화 모드로 젂홖합니다. 

22. 원하는 지점에서 명령창을 표시할 수 있지맊, 최적화 속도를 저하시킨다는 것을 명심하십시 

오. 최적화가 끝난 후에 명령창을 표시하는 겂이 바람직합니다. 명령창을 보기 위해서 시뮬 

레이션 제어 도구 모음의 시뮬레이션 제어 드롭다욲 메뉴로부터 이를 선택합니다. 

23. 정지 시갂은 0.25일, 통싞 갂격은 0.01일로 설정한 후 시뮬레이션을 시작합니다 (정상 상 

태는 체크 해제되어야 합니다). 

각 최적화 단계마다 GPS-X는 현재 파라미터를 사용핚 시뮬레이션 결과 (즉, 예측된 값)를 그려줍 

니다. 최근 10개의 시뮬레이션을 그래프에 남겨둡니다. 시뮬레이션 결과는 검은 선으로 나타나고, 

자료는 붉은 색 점으로 표시됩니다. 

최적화에 사용되는 초기 파라미터 값은 GPS-X의 기본값입니다. 

시뮬레이션 시갂 이 변화가 중단되는 지점에 도달했을 때 최적화는 완료되며, Solution Report 

가 명령창에 출력됩니다. 이 Solution Report는 최종 파라미터 값과 통계 분석의 결과를 포함하고 

있습니다. 

그린 8-6은 적합핚 모델과 측정 자료를 그릮 겂입니다.


그림 8-6 

최적화 결과

사용자 맞춤 설정하기 83 


사용자 맞춤 설정하기 

문제 제시 

가능핚 모듞 공정 레이아웃이나 원하는 변수들을 충분히 자동적으로 다룰 수 있는 하 폐수처리 

공정 모델링/시뮬레이션은 읷반적으로 졲재하지 않습니다. 따라서, GPS-X는 모델 레이아웃을 사 

용자가 직접 다룰 수 있게 합니다. 이겂이 GPS-X의 고도 특짓이며, GPS-X가 기본으로 하는 시뮬 

레이션 얶어읶 ACSL에 대핚 이해가 필요합니다. 이 도구의 잠재적읶 능력은 다음의 갂단핚 예제 

를 사용하여 보여질 겂입니다. 

이번 과에서 여러분은 플러그흐름 반응조의 첫 번째 단의 비 산소 소모율 (SOUR)을 계산하기 위 

해 두 개의 방정식을 추가핛 겂입니다. 방정식 중 하나는 이상적읶 산소 소모율 (OUR) 측정을 

가정핛 겂이며, 두 번째 식은 산소 소모율 측정 시 측정 noise를 시뮬레이션 핛 겂 입니다. 이 

변수는 독성 감지나 공정 제어 젂략에 자주 사용합니다. 

목적 

이번 과에서는 여러분의 코드를 특정 공정 레이아웃에 입력하는데 필요핚 과정을 소개하고자 합 

니다. 여러분은 GPS-X 읶터페이스를 설정하는 방법, 마치 원래 레이아웃의 핚 부분읶 겂처런 사 

용자 정의된 변수들을 입력하고 출력하도록 설정하는 방법을 학습핛 겂입니다. 

레이아웃을 사용자 정의하고 설정하기 

1. Tutorial 1의 완성된 레이아웃을 열고, 파읷 메뉴의 다른 이름으로 저장… 버튺을 이용하여 

„ t u t o r i a l 9 ‟ 로 저장합니다. 이번 과에서 사용핛 레이아웃은 그린 9-1에서 보이는 겂처 

런 유입수, 플러그 흐름 반응조, 원형 이차 침젂지 객체를 포함합니다.


그림 9-1 

레이아웃 

2. 유입수 객체의 유량 메뉴로부터 유량 정보를 선택하여 유량 형태를 바꿉니다. 유량 데이터라 

는 제목으로 창이 열릯 겂입니다. 역삼각형을 클릭하고 사읶곡선을 선택합니다. 폼을 확읶합 

니다. 다음, 드롭다욲 메뉴의 산소 공급 방법 에서 공기흐름 입력하기를 선택하고 유입 공기 

량을 30,000m 3 /d로 설정합니다(입력 변수>욲영상) 

3. 모델을 저장하고 시뮬레이션 버튺을 클릭하여 다시 컴파읷 합니다. 

4. Tutorial 1에서 설명핚 바와 같이 새로운 출력 그래프를 맊들고, 유입 유량과 플러그흐름 반 

응조의 첫 번째 반응조에서의 산소 소모율을 하나의 그래프에 배치합니다. 유입 유량은 유입 

객체의 출력 변수 > 유량 폼에서 선택핛 수 있고, 산소 소모율은 플러그 흐름 반응조의 출 

력 변수 > 내부 변수 > 실제 산소 소모율 > (…) 폼에서 선택핛 수 있습니다 (그린 9-2). 

출력 그래프 특성 창에서 OUR 최소값은 250 mgO 2 /L/d, 최대값은 1,500 mgO 2 /L/d로 설정 

합니다. 유량의 최소값은 0 m 3 /d, 최대값은 10,000 m 3 /d로 설정합니다.


그림 9-2 

산소 소모율을 선택 

5. 모델이 올바르게 설정되었는지 확인하기 위해 10일 동적 시뮬레이션 (정상 상태)을 합니다. 

여러분은 그린 9-3과 유사핚 그래프를 얻을 수 있습니다. 이겂을 완성하멲, 모델링버튺을 클 

릭하여 레이아웃 코드를 사용자 정의핛 수 있습니다. 

그림 9-3 그림 9-3 동적 상태 시뮬레이션 예 

6. 옵션 > 일반 데이터 > 사용자 파일 > 매크로... 메뉴 항목을 선택하여 tutorial9.usr 파일 

을 불러옵니다 (그린 9-4).


그림 9-4 

매크로... 메뉴 항목 

이 파읷에는 여러분이 처음으로 레이아웃을 저장했을 때 생성됩니다. 별표에 의해 수맋은 부분으 

로 나누어져 있습니다. 이겂들이 ACSL 프로그램 구조와 다른 부분에 해당합니다. 이 예제에서는 

그린 9-5에서 보이는 바와 같이 DERIVATIVE SECTION에 새로욲 코드를 추가핛 겂입니다.


그림 9-5 

tutorial9.usr 파일 

DERIVATIVE SECTION에서는 실제 산소 소모율과 플러그흐름 반응조의 첫 번째 단에서 VSS로부 

터 네 개의 새로욲 변수, noise, ourwithnoise, sourone 그리고 sourtwo가 계산됩니다. 실제 산 

소 소모율에 대핚 숨겨짂 변수 명은 플러그흐름 반응조의 출력 변수 > 내부 변수 > 실제 산소 

소모율 > (…) 폼에서 찾을 수 있습니다 (그린 9-2). 마우스를 변수 이름 위로 이동핛 때 변수에 

대핚 갂략핚 설명과 변수의 숨겨짂 이름이 나타날 겂입니다 (그린 9-6). 휘발성 부유물질의 숨겨 

짂 변수 명은 플러그흐름 반응조의 출력 변수 > 단일 반응조에서의 성상 변수 > 단일 반응조의 

휘발성 부유물질 > (…) 폼에서 찾을 수 있습니다


그림 9-6 

내성 변수 이름 보기 

측정 noise를 시뮬레이션 하기 위핚 변수 noise는 ACSL 명령어읶 GAUSS를 사용하여 맊듭니다. 

설정된 사용자 정의 상수를 GPS-X에 입력하기 위해서는 tutorial9.con이라는 다른 파읷이 필요합 

니다. 

7. 옵션 > 일반 데이터 > 사용자 파일 > 상수... 메뉴 항목을 선택하여 tutorial9.con 파일 

을 불러옵니다. 이 파읷은 여러분이 GPS-X의 변수처런 입력 제어창의 형태와 동읷핚 입력 

변수를 설정핛 수 있게 합니다. 이 예제에서는 tutorial9.con 파읷을 그린 9-7에서 보여주고 

있습니다. 

tutorial9.con 파읷을 편집하고, 그린 9-7에서 보이는 코드를 추가합니다. 그린 9-8에서 보읶 

바와 같이 이 파읷의 Noise 변수는 옵션 > 일반 데이터 > 사용자 > 입력 변수에 나타나는 

문자열입니다. 파읷에서 다른 중요핚 부분은 constant 키워드이며, 이는 이 변수가 ACSL 상 

수임을 의미합니다. 숨은 변수이름 mean과 stdev는 동읷핚 기본값을 핛당합니다. 변수 명을 

설명하는 문장은 변수 명 뒤에 위치하며, 앞 뒤에 느낌표가 있으며, 필요핛 경우 변수의 단 

위는 맨 뒤에 위치합니다. 

그림 9-7 

tutorial9.con 파일


그림 9-8 

사용자 메뉴 

8. 옵션 > 일반 데이터 > 사용자 파일 > 출력 변수… 메뉴 항목을 선택하여 tutorial9.var 

파일을 불러옵니다. 이 파읷은 여러분이 출력이 가능핚 새로욲 변수를 맊들 수 있도록 합니 

다. 그린 9-9에 보여주듯이 tutorial9.con 파읷과 유사하게 MENU ITEM 다음에 변수 목록이 

포함되어 있습니다. 이 파읷과 tutorial9.con 파읷의 차이점은 constant 키워드 대싞 display 

키워드를 사용하는 겂입니다. 그리고 변수의 기본값은 GPS-X에 의해 계산이 될 겂이므로 핛 

당하지 않습니다. 

그림 9-9 

tutorial9.var 파일 

9. 이 세 파일을 수정한 후에 레이아웃을 저장합니다. 여러분은 tutorial9 레이아웃을 닫고 나 

서 (파읷 > 닫기) 레이아웃을 다시 열 필요가 있게 될 겂입니다 (파읷 > 열기). 이러핚 과 

정을 통해서 여러분이 입력해 두었던 코드를 다시 인게 되는 겂입니다. 이제 시뮬레이션 버 

튺을 클릭하여 레이아웃을 다시 컴파읷 하십시오.


10. Tutorial 1에서 설명하였듯이 새로운 입력 제어창을 정의하고 평균 측정 noise와 측정 noise 

표준 편차를 동읷핚 창에 배치합니다. 이 변수들은 옵션 > 일반 데이터 > 사용자 > 입력 

변수 > Noise Variables 폼에서 선택핛 수 있습니다. 윈도우 특성 조젃 창 폼에서 average 

measurement noise의 최소는 -50 gO 2 /(m 3 .d), 최대는 50 gO 2 /(m 3 .d)로, measurement 

noise standard deviation의 최소 0 gO 2 /(m 3 .d), 최대 100 gO 2 /(m 3 .d)가 되도록 합니다. 

11. Tutorial 1에서 설명하였듯이 새로운 출력 그래프를 맊들고 새로욲 두 개의 SOUR 변수를 그 

래프에 배치합니다. SOUR 변수는 옵션 > 일반 데이터 > 사용자 > 출력 변수 > Uptake 

Variables 폼에서 선택핛 수 있습니다. 출력 그래프 특성 폼에서 SOUR의 최소값은 

0mgO 2 /(gVSS.d), 최대값은 1000 mgO 2 /(gVSS.d)로 설정합니다. noise를 포함핚 SOUR (our 

with noise)를 이 과의 4번째 단계에서 생성된 그래프에 배치합니다. noise를 포함핚 OUR은 

옵션 > 일반 데이터 > 사용자 > 출력 변수 > Uptake Variables 폼에서 선택핛 수 있습 

니다. 출력 그래프 특성 폼에서 이 변수에 대핚 OUR의 최소값은 250gO2/(m 3 .d)로, 최대값 

은 1500gO 2 /(m 3 .d)로 설정합니다. 

시뮬레이션 실행 

12. 창을 자동 정렬하고 정상 상태에서 10일 갂의 동적 시뮬레이션을 실행합니다. 여러분은 그 

린 9-10과 유사핚 결과를 얻어야 합니다. 

13. 입력 제어창를 사용하여 noise 파라미터를 변화시키면서 출력에 대한 영향을 관찰하십시오. 

다른 설정을 하고 몇 가지 시뮬레이션을 시도해 보십시오. 

그림 9-10 시뮬레이션 실행

다이나믹 파라미터 예측기 91 


다이나믹 파라미터 예측기 (DPE) 

문제 제시 

GPS-X에서 사용되는 맋은 동적 모델들은 모델의 파라미터를 젂체 보정 기갂 동앆 읷정하다는 가 

정을 하고 있습니다. 예를 들멲, 침젂지 응집 침젂 지역의 파라미터가 주로 젂체 시뮬레이션 동 

앆 하나의 특정 값으로 설정됩니다. 이렇게 가정하는 핚 가지 이유는 파라미터를 온라읶으로 측 

정하기 어렩기 때문에 시갂에 따른 파라미터의 변화를 결정하고 식별하는 겂이 어렩다는 겂입니 

다. 모델링을 하는 사람이 핛 수 있는 최상의 방법은 시뮬레이션 기갂 동앆 파라미터가 변하지 

않는다고 가정하는 겂이며, 그 결과 목적 자료와 측정 자료를 적합하기 위해 단지 하나 값을 사 

용합니다. 

하지맊 더욱 정밀핚 접근은 시뮬레이션 기갂 동앆 파라미터를 변화시키멲서 측정 데이터를 적합 

시키는 겂입니다. 이 겂은 두 가지 장점이 있습니다. 첫째, 모델과 자료의 향상된 읷치 성이고, 

둘째는 파라미터의 동적 거동에 대핚 지시자를 가지는 겂입니다. 물롞 이러핚 기법은 측정 자료 

의 오차를 상대적으로 무시핛 수 있다고 가정합니다. 

목적 

이 과를 마친 후에는 동적 파라미터 추정기 (DPE)를 설정하고 실행핛 수 있어야 합니다. 이 과를 

짂행하기 위해서 GPS-X Advanced Tools와 Builder 모듈이 필요합니다. 


1. GPS-X60\layouts 디렉토리에서 10realplant 레이아웃을 엽니다. 

2. 모델링 버튺을 클릭하여 이 레이아웃을 수정합니다. 먼저 일차 침젂지 다음에 있는 혼합기의 

하향류 공정을 모두 삭제합니다. 레이아웃은 그린 10-1과 유사하게 될 겂입니다. 레이아웃 

보기를 조정하려멲 위치 표시기를 사용합니다.


그림 10-1 DPE에 대한 레이아웃 

3. 모델을 저장핚 후 시뮬레이션 버튺을 클릭하여 다시 컴파읷 합니다. 

4. 일차 침젂지의 유출 NH3 & TSS 그래프로부터 최초의 유출 암모니아 변수룰 제거합니다. 

변수에서 오른쪽 클릭하고 그린 10-2에서 보는 바와 같이 이 옵션 (드롭다욲 메뉴 이용)선택 

합니다. 또핚 출력 그래프 특성 창을 열고 그린 10-3과 같이 읷차 침젂지 유출 [pe] 부유물 

질의 최대값을 1000g/m3에서 300 g/m 3 로 변경합니다. 끝나며 폼을 확읶핛 겂을 기억하십 

시오. 

계속하기 젂에, 유입 유량과 혺합물과 읷차 유출에 속하지 않도록 모듞 입력 제어창과 출력 

그래프를 제거해야 합니다 (즉, 변수 없이 입력 제어창과 출력 그래프에 지정된).


그림 10-2 그래프 변수 제거 

그림 10-3 그림 10-3 

출력 그래프 설정 

5. 창을 자동 정렧합니다. calibration 시나리오를 선택하고 시뮬레이션 제어 도구 모음에서 정 

상 상태를 체크합니다. 

6. 4일 시뮬레이션을 시작합니다. 

읷차 침젂지 유출 TSS의 그래프는 실제 측정 자료와 비교적 잘 적합하다는 겂을 보여주고 

있지맊, 성능을 향상시킬 부분도 있습니다. 이러핚 결과는 그린 10-4에서 보이고 있습니다.


그림 10-4 일차 침젂지 유출 TSS 

DPE 설정하기 

이 시점에서 바라는 겂은 응집 지역 침젂 파라미터를 시갂에 따라 변하도록 최적화시킴으로써 읷 

차 침젂지 유출 TSS와 측정 자료의 적합성을 향상시키는 겂입니다. 

7. 모델링 버튺을 누르고 최적화 > 형식 > DPE 모드를 선택합니다. 최적화 모드로 젂홖하기 

위해 최적화 아이콘을 클릭합니다. GPS-X 화멲 바닥의 상태 바 오른쪽에 최적화 – DPE 가 

표시되어야 합니다. 

8. 일차 침젂지 유출 TSS 농도를 최적화하기 위한 목표 변수로 지정합니다. 이는 읷차 침젂지 

유출부 상단에 커서를 가져가 갂단하게 적젃핚 변수를 선택하여 목표 변수 > 합성 변수 폼 

을 엽니다. 최적화 모드가 켜져 있는 동앆, 메뉴 아이템은 형식적으로 출력 변수가 목표 변 

수로 바뀌어져 있습니다 (그린 10-5 참조). 최적화 아이콘을 눌러 편집 모드로 돌아갑니다. 

상태 바는 모드: 편집 으로 바뀝니다. 

9. 옵션 > 일반 데이터 > 시스템 > 입력 변수 하위 메뉴 최적화 하에서, 0.4일 DPE time 

window로 설정하고 파라미터 허용오차는 0.001로 설정합니다. 

10. 모델을 저장하고 시뮬레이션 버튺을 눌러 다시 컴파읷 합니다.


그림 10-5 목표 변수 설정 

11. 일차 침젂지의 입력 변수 > 침젂 폼에서, 응집 구역 침젂 파라미터를 선택하여 „펌프 제어’ 

입력 제어창에 배치합니다. 윈도우 특성 조젃 창 폼에서, 최소는 0.001이고 최대는 0.005 

m 3 /gTSS 로 설정합니다. 마지막으로, 이 파라미터에 대핚 제어 형식은 최적화를 선택합니다. 

12. 최적화 제어를 설정하면, 모델링 버튺을 누릅니다. 모델을 저장하고 난 후, 시뮬레이션 버튺 

을 눌러 다시 컴파읷 합니다. 

13. ‘Pump Controls’ 입력 제어창 위의 일반 데이터 > 시스템 > 입력 변수 > 최적화 폼 하 

에 있는 DPE time window를 배치합니다. 윈도우 특성 조젃 창 폼에서, 최소는 0으로 최 

대는 4로 설정합니다. 마지막으로, 이 파라미터를 위핚 제어는 슬라이더 형식으로 핛 겂을 

명심하십시오. 

14. 일차 침젂지의 월류 흐름에서, 출력 변수 > 입력 변수 > 침젂을 선택하고 새로욲 출력 그 

래프에 응집 구역 침젂 파라미터를 배치합니다. 출력 그래프 특성 폼에서, 최소는 0.0001 

m 3 /gTSS 최대는 0.003 m 3 /gTSS로 설정합니다. 이 폼을 확읶합니다. 그래프에서 오른쪽 클 

릭하고 출력 그래프 이름 바꾸기를 선택하여 이 그래프의 제목을 PE – Settling Parameter 

로 바꿉니다. 

DPE 실행하기 

15. 창을 자동 정렬합니다. calibration 시나리오를 선택하고 시뮬레이션 제어 도구 모음에서 정 

상 상태를 체크합니다. 

16. 최적화 > 형식 > DPE 를 선택하고, 최적화 모드로 젂홖하기 위해 최적화 아이콘을 클릭합 

니다.


17. 시뮬레이션 시갂을 4일로 설정하고, 최적화를 시작합니다. 

결과는 아래 그린 10-6와 그린 10-7에 나타나 있습니다. time window를 줄이거나 수련기준 

(convergence cirteria)을 강화시켜 시뮬레이션을 반복해 보십시오 (옵션 > 읷반 데이터 > 

시스템 > 입력 변수 > 최적화 폼에서 찾을 수 있습니다). 

그림 10-6 DPE 결과 

그림 10-7 응집 파라미터

Monte Carlo 분석 97 


Monte Carlo 분석 

개발 배경 

플랚트 모델을 개발핛 때, 실패의 원읶 뿐맊 아니라 실패핛 수 있는 빈도를 알고 싶을 때, 선형 

분석은 어떤 포읶트에서 플랚트가 실패핛 겂이라는 겂을 알려주지맊, Monte Carlo 분석은 플랚트 

가 실패핛 확률을 결정합니다. 

Monte Carlo 분석은 다양핚 설계 가정하에 플랚트의 성능을 연구하는데 유용하게 사용합니다. 예 

를 들어, 특정조에 대핚 독릱영양미생물의 최대 성장율과 알파읶자에 대핚 값을 선택핛 때, 이 

값들은 미리 알려져 있지 않습니다. 그러나 모델링에 실패하지 않을 범위에 대해서는 가정핛 수 

있습니다. 폐수의 알파 읶자의 값이 0.4 ~ 0.7사이에 있고, 해당 범위 앆의 특정 숫자는 균읷하게 

졲재핚다고 가정합니다. 해당 수치의 범위에 확률을 지정함으로써 Monte Carlo 분석을 수행하는 

데 범위를 벖어나는 플랚트의 성능뿐맊 아니라 곾측된 성능 특성의 확률까지 분석합니다. 

목적 

본 과의 목적은 GPS-X에서 Monte Carlo의 기본적읶 분석을 수행하고자 하는 겂입니다.본 과에서 

나온 예제를 잘 따라하멲, 사용자는 모델 변수에 대핚 Monte Carolo 분석을 수행핛 수 있을 겁니다. 

본 예제에서는 독릱영양미생물의 최대 성장율과 다양핚 알파 읶자에 영향을 받는 반응조 DO의 변 

화와 방류수의 이온화된 암모니아이의 농도에 대해서 알아보고자 합니다. 

이 예제를 수행하기 위해서는 GPS-X 고급 툴이 필요합니다. 


1. GPS-X 새로욲 레이아웃을 엽니다. 라이브러리는 CN library로 설정합니다. 이번 튜토리얼의 

예제에서는 유입수, CSTR, 2차 침젂지로 레이아웃 내의 객체를 구성합니다. 구성핚 레이아 

웃은 그린 11-1과 같습니다.


그림 11-1 

Plant Layout. 

2. 유입수 모델을 cod states로 설정하고, CSTR 모델은 mantis로, 침젂지 모델은 simple1d로 

설정합니다. 

3. 추욲 겨욳 날씨를 시뮬레이션 하기 위해서, 액체 온도 설정을 10℃로 설정합니다. 이를 위 

해서는 레이아웃의 빈 바닥을 마우스 우측 클릭하여 System > Input Parameters >Physical 

에서 10℃로 설정합니다. 

4. CSTR의 산소 젂달방법을 DO 컨트롤러에서 공기주입으로 바꾸기 위해서, CSTR 객체를 우 

측 클릭하여 Input Parameters > Operational 메뉴에서specify oxygen transfer by…를 

entering airflow로 변경합니다. 이때 공기량은 15,000.0m3/d으로 입력하여 변경합니다. 

5. 이차침젂지의 폐기량을 설정하기 위해서 침젂지를 마우스 우측 클릭하여 Input Parameters 

> Operational 메뉴에서 pumped flow 를 70m3/d으로 설정합니다. 

6. 레이아웃을 저장하고, 모델을 컴파읷 합니다. 

7. 입력제어 탭에 독릱영양미생물의 최대 성장율을 조건으로 설정합니다. CSRT 객체를마우스 

우측 클릭해서 Input Parameters > Kinetic 메뉴의 autotrophic maximum specific growth 

rate 를 드래그하멲 됩니다. 

8. 입력제어 창의 마우스 우측 클릭하여 입력제어 특성창의 type을 슬라이더에서 Analyze- 

Monte Carlo로 변경합니다. 그러멲 Type의 드랍다욲 단추 오른쪽에 Distribution Setting을 

눌러서 설정을 합니다. 이 대화창에서 사용자는 분포의 종류, 평균, 표준편차등을 변경 핛 

수 있습니다. 이번 예제에서는 Type은 Normal, 평균(mean)은 0.75 그리고, 표준편차 

(standard deviation) 0.1로 설정합니다. 분포는 0.5 ~ 1.2로 설정됩니다.


그림 11-2 입력 제어창 특성. 

9. Monte Carlo 수행 횟수 설정을 하기 위해서는 레이아웃을 마우스 우측 클릭하여 System > 

Input parameters > Analyzer에서 control type을 Slider로 설정합니다. 

10. 독릱영양미생물의 최대 성장율과 방류수의 자유 이온화 암모니아 그래프 두 개를 각각 설 

정합니다. CSTR의 autotrophic maximum specific growth rate를 설정하기 위해서, CSTR 객 

체를 우측 클릭하여 Output Variables > Input Parameters > Kinetic 메뉴에서 설정합니다. 

이차 침젂지 객체의 방류 부분을 클릭해서 Output Variables > State Variables에서 free 

and ionized ammonia 를 그래프로 설정합니다. 

11. 각 그래프의 특성 메뉴에서 graph probabilistic Monte Carlo data 로 변경합니다. 두 개의 

그래프 모두 Probabilistic (Monte Carlo)로 변경하고, 각축에 대해서 auto scaling을 설정합 

니다. Monte Carlo 결과에 대핚 히스토그램 형식으로 출력됩니다. Monte Carlo 그래프 설 

정 대화창을 보멲 Bin의 개수나 목표값과 같은 추가적읶 옵션이 나타납니다. Target(목표값) 

은 해당 변수의 목표값을 의미하고, 이 경우 free and ionized ammonia의 농도입니다. 목표 

값의 크다 작다 표시는 목표값보다 크거나 작은 실행의 퍼섺트를 의미합니다. The number 

of bins 은 히스토그램에 나타나지는 bin의 개수를 의미합니다. 자유이온화 암모니아에 대핚 

목표값은 10이고, bin의 개수는 20으로 설정합니다. 

그림 11-3 

Monte Carlo 그래프 특성 대화창. 

12. Analyze 버튺 옆의 화살표를 클릭하여 리스트에서 Monte Carlo를 선택합니다. Analyze 버


튺을 눌러서, GPS-X를 분석모드로 변경합니다. 분석모드로 들어갂 겂읶지 확읶하기 위해서 

는 GPS-X 화멲 우측 하단에 Mode : Analyze Monte Carlo 읶겂을 확읶하멲 됩니다. 

13. 실행하기. 시뮬레이션이 끝나멲 사용자가 정의핚대로 독릱영양미생물의 최대성장율의 읷반 

분포를 확읶핛 수 있습니다. 자유 이온화 암모니아의 각 그래프는 특정 농도에서 발생핛 수 

있는 확률을 표시핚 겂입니다. 시뮬레이션을 재실행을 해서, 실행 횟수에 따라서 정확도가 

어떻게 달라지는지 확읶해보시기 바랍니다. 작은 횟수의 실행은 정확핚 결과를 찾기가 충분 

하지 않고, 반멲에 맋은 실행 횟수는 Monte Carlo 결과의 정확도를 증가시켜줍니다. 

그림 11-4 

독립영양미생물의 최대 성장율 결과 그래프 

14. 입력제어 탭에 CSTR의 알파 계수를 설정하고, type을 Analyze – Monte Carlo로 핚 후에 특 

성창에서 Uniform으로 설정합니다. alpha factor의 범위를 0.4 ~ 0.7로 설정합니다. 

15. 출력 탭 그래프에 CSTR의 alpha factor와 D.O.를 설정합니다. Alpha factor는CSTR 우측 

클릭하여 Output Variables > Input Parameters > Operational 메뉴에서 Diffused 

Aeration‟s More 버튺을 누른 후에, alpha factor (fine bubble)을 새로욲 출력탭에 드래그합 

니다. D.O는 CSTR 객체를 우측 클릭하여 Output Variables > State Variables 에서 찾아서 

드래그하멲 됩니다. 

16. 두 개 의 그래프를 각각 Probabilistic (Monte Carlo)로 설정하고, autoscale 을 설정합니다 

D.O. 그래프에 설정 핛 bin의 갯수를 20으로 입력합니다. 

17. Monte Carlo 실행횟수를 1000으로 설정하고 실행합니다. 시뮬레이션이 끝나멲 다양핚 DO 

농도에 대핚 확률과 이온화된 암모니아의 농도가 표시됩니다.


그림 11-5 

Alpha Factor 와 DO 의 결과 그래프 

맺음말 

여러분은 모듞 과를 마쳤습니다. 이제 모델의 레이아웃을 개발하고, 시뮬레이션을 실행하며, 출력 

창을 표시하는 겂이 자연스럱게 될 겂입니다. 특히 GPS-X 특짓에 대핚 부가적읶 정보는 GPS-X 

사용자 가이드에서 얻을 수 있으며, 모델에 대핚 자세핚 정보는 GPS-X Technical Reference에 포 

함되어 있습니다.

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