[PLC의 이해] PLC란

PLC는 Programmable Logic Controller 의 줄임말로 직역하면 프로그래밍이 가능한 논리 제어장치 입니다.

 

PLC는 현장에서 현장의 입력기기(온도,습도,기타 센서)로부터 입력데이터를 받아들여 사용자가 미리 작성한 프로그램을 실행한 후, 그 결과를 출력기기를 통해 출력함으로써 기계나 설비를 제어하는 전자장치를 말합니다.

 

PLC의 탄생배경

1967 미국 자동차 업체인 GM 에서 생산 기종 변경 시 자동차 제조 라인의 배선교체 작업을 간단히하고 교체 비용과 시간등을 절약하기 위하여 새로운 제어 기기의 조건을 제시하여 탄생한 기기가 PLC 입니다. 당시에 10 가지 조건을 제시하고 이에 가장 부합되는 기기를 만들어 줄 것을 주문하였는데  다음 기술한 GM 의 10 가지 조건입니다.

 

1) 프로그램이 가능하고 프로그램의 작성과 변경이 용이할 것
 2) 열악한 산업 환경에서도 작동가능 할 것
 3) 입력은 AC 120V 신호 입력이 가능할 것
 4) 출력은 액츄에이터를 직접 구동 가능할 것
 5) 경제성이 있을 것
 6) 확장성이 용이 할 것
 7) 소형화가 가능 할 것
 8) 신뢰성 및 유지 및 보수가 용이할 것
 9) 통신이 가능 할 것
 10) 4K 스텝 이상의 프로그램이 가능한 메모리를 가질 것

 

PLC 의 적용 분야 

설비의 자동화와 고능률화에 따라 PLC의 적용 범위는 확대되어왔습니다.

 

분야	제어대상
식료산업	컨베이어, 생산라인 자동제어
제철, 제강 산업	작업장 하역, 원료수송, 압연 라인 제어
섬유,화학공업	원료 수입 출하, 직조 염색 라인 제어
자동차 산업	전송 라인 제어, 자동 조립 라인 제어, 도장 라인 제어
기계산업	산업용 로봇 제어, 공작 기계 제어, 송 ·배수 펌프 제어
상하수도	정수장 제어, 하수 처리 제어, 송 ·배수 펌프 제어
물류산업	자동 창고 제어, 하역 설비 제어, 반송 라인 제어
공장설비	압축기 제어
공해방지사업	쓰레기 소각로 자동 제어, 공해 방지기 제어

 

PLC의 기능을 요약하면

PLC 의 구조

PLC의 전체 구성도

PLC 는 마이크로프로세서 및 메모리를 중심으로 구성되어 인간의 두뇌 역할을 하는 중앙처리장치(CPU), 외부 기기와의 신호를 연결시켜 주는 입·출력부, 각 부에 전원을 공급하는 전원부, PLC 내의 메모리에 프로그램을 기록하는 주변 장치로 구성되어 있습니다.

 

• PLC의 CPU

PLC 의 두뇌에 해당하는 부분으로서 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 해독하여 실행합니다. CPU는 매우 빠른 속도로 반복 실행되며 모든 정보는 2 진수로 처리됩니다.

 

• PLC의 CPU 메모리

메모리 소자의 종류

IC 메모리 종류에는 ROM(Read Only Memory)과 RAM(Random Access Memory)이 있으며 ROM은 읽기 전용으로, 메모리 내용을 변경할 수 없습니다. 따라서, 맨 처음 한번 작성하면 이후에 변경되지 않는 시스템 관련된 프로그램을 저장하여 두는 역할을 합니다. ROM 영역의 정보는 전원이 끊어져도 메모리의 내용이 그대로 보존되는 비휘발성 메모리입니다. RAM 은 메모리에 정보를 수시로 읽고 쓰기가 가능하여 정보를 일시 저장하는 용도로 사용되나, 전원이 끊어지면 기억시킨 정보 내용을 모두 상실하는 휘발성 메모리입니다. PLC 의 데이터 영역과 사용자 프로그램은 변경이 가능해야 하므로 RAM 영역에 저장됩니다.

 

메모리 내용

PLC 의 메모리는 사용자 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 시스템 메모리 등의 3 가지로 구분됩니다. 
사용자 프로그램 메모리는 제어하고자 하는 시스템 규격에 따라 사용자가 작성한 프로그램이 저장되는 영역으로, 제어 내용이 프로그램 완성 전이나 완성 후에도 변경될 수 있으므로 RAM 이 사용됩니다.  프로그램이 완성되어 고정되면, ROM 에 기록하여 실행 할 수 있는데 이를 ROM 운전 이라 합니다.

데이터 메모리는 입·출력 릴레이, 보조 릴레이, 타이머와 카운터의 접점 상태 및 설정값, 현재값 등의 정보가 저장되는 영역으로 정보가 수시로 바뀌므로 RAM 영역이 사용됩니다.

시스템 메모리는 PLC 제작 회사에서 작성한 시스템 프로그램이 저장되는 영역입니다. 시스템 프로그램은 PLC 의 명령어를 실행시켜주는 명령어 관련 프로그램과 자기 진단기능등과 같이 PLC 동작시 발생하는 오류나 에러등을 체크해주는 프로그램, XG5000 과의 통신을 담당하는 프로그램 등등으로 구성되어 있으며 PLC 제작회사에서 파워를 ON/OFF 하여도 지워지지 않도록 ROM 에저장하여 둡니다

 

PLC 의 입·출력부

PLC 의 입·출력부는 현장의 기기에 직접 접속하여 사용합니다. PLC 내부는 DC5V 의 전원(TTL 레벨)을 사용하지만 입·출력부는 DC24V 또는 AC110V,220 등의 높은 전압 레벨을 사용하므로 PLC 내부회로와 입·출력 회로의 접속시 시스템 안정에 매우 많은 영향을 미치게됨으로 PLC 의 입·출력부는 다음과 같은 사항이 필수적으로 요구됩니다

• 외부 기기와 전기적 규격이 일치해야 합니다..
• 외부 기기로부터의 노이즈가 CPU 쪽에 전달되지 않도록 해야합니다..
  [광 절연 소자인 포토 커플러(Photocoupler) 사용]
• 외부 기기와의 접속이 용이해야 합니다..
• 입출력의 각 접점 상태를 감시할 수 있어야 합니다.(LED 부착) 입력부는 외부 기기의 상태를 검출하거나 조작 Panel 을 통해 외부 장치의 움직임을 지시하고 출력부는 외부 기기를 움직이거나 상태를 표시합니다.

I/O	구분	부착장소	외부기기 명칭
입력부	조작입력	제어반과 조작반	푸시 버튼 스위치 선택 스위치 토글 스위치
	검출 입력 (센서)	기계장치	리밋 스위치 광전 스위치 근접 스위치 레벨 스위치
출력부	표시 경보 출력	제어반과 조작반	파일럿 램프 부저
	구동 출력 (액추에이터)	기계장치	전자 밸브 전자클러치 전자브레이크 전자개폐기

 

기본적인 PLC에 대해서 알아봤고 다음에는 PLC를 프로그래밍하는 소프트웨어에 대해서 알아보겠습니다

 

오늘도 감사합니다:)