[스크랩] 피엘시 기초

PLC(Programmable Logic Controller)란
종래에 사용하던 제어반 내의 릴레이 타이머, 카운터 등의 릴레이제어반 기능을LSI, 트랜스터 등의 반도체 소자로 대체시켜, 기본적인 시퀀스 제어 기능에 수치 연산 기능을 추가하여 프로그램 제어가 가능하도록 하며 메모리에 있는 프로그램의 시작과 끝을 순환(SCAN)하면서 로직을 수행하면서 자율성이 높은 제어 장치이다.
PLC는 초기에는 PC(Prgrammable Controller)로 불리었으나 개인용 컴퓨터의 약자인 PC와 혼동되므로 1978년미국 전기 공업회 규격 (NEMA:NATIONAL ELECTRIC MANUFACTURING ASSOCIATION)에서 PLC(Programmable Logic Controller)로 명명하고 “디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 프로그램 가능한 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 디지털 동작의 전자 장치”로 정의하고 있다.
   

이러한 PLC의 태동은 1960년대말 GM(General Motor)사가 자동차 조립 라인에 적용하기위한 Sequence 전자 제어장치의 조건을 발표하고 이러한 조건에 맞는 제어장비를 업체들이 개발하여 판매하기 시작한 것이 계기가 되었다.

이러한 PLC의 역할은 Sequence 제어(전통적으로 기본 역할이다.), PID 제어, Analog제어, 위치제어등이다.

대부분의 PLC는 접접의 AND,OR연산과 Timer/Counter 연산등의 기본 연산 기능과 서브루틴,SHIFT,MASTER CONTROL,데이타 연산등 응용 연산 기능을 지닌다.

처음에 개발된 PLC는 단순히 로직 컨트롤러로서 프로그램에 의한 간단한 제어가 가능했지만 이후, 산술연산, 출력장치 제어, 통신기능 같은 고기능이 부가되었고 이전의 릴레이 제어반의 단점이었던 신뢰성 저하와 제어 시스템을 변경, 검사와 시운전 기간에 소요되는 시간과 비용 등을 절약할 수가 있었다. 그후로 PLC는 컴퓨터와의 통신을 이용한 PLC 사용을 위한 통합 소프트웨어의 개발로 사용자들은 보다 쉽게 PLC 프로그래밍을 할 수 있게 되었고, 사용자에게 보다 친숙한 환경을 제공하여 그래픽을 이용한 현장의 모니터링이나, 데이터에 대한 그래픽처리등 뿐만이 아니라 공정에 대한 문제점과 함께 각종 정보에 대한 수집까지도 할 수 있게 되었고 현재 PLC는 공장자동화를 중심으로 소형화와 저가격화되며 거의 모든 산업 분야에서 사용되고 있다. PLC로 기계나 장치를 제어하는 경우에 우선 그 제어의 내용을 PLC가 판단할 수 있도록 프로그램을 작성하여야 한다. PLC의 프로그램 규격은 현재 표준이 제정되어 있기는 하나 메이커나 기종에 따라서 많은 차이가 있다. IEC 1131-3(International Electrotechnical Commission- Standard for Programmable Controllers-Part 3: Programming Languages)은 PLC 언어의 국제 표준을 정의하고 있는데 그것은

        - LD(래더도 방식:Ladder diagram)
        - IL(니모닉, 명령어 방식:Instruction List)
        - SFC(Sequential Function Charts)
        - FBD(Function Block Diagram)
        - ST(Structured Text)등 5가지이다.

이중에서 대부분의 PLC에서는 LD과 IL중 하나를 사용하거나 두 가지를 모두 수용한다. 최근에 개발되는 PLC에서는 IEC1131-3에 정의된 언어 모두를 채용하기도 한다. IL언어는 어셈블리어 언어의 형태로 되어 있어 짧은 프로그램인 경우에는 유용하나 프로그램의 길이가 길어지면 길어질수록 그 프로그램이 복잡해져서 사용자가 사용하기에 불편하다. LD언어는 Relay Logic의 형태와 유사하기 때문에 프로그래밍하기에는 IL언어보다 친밀성을 가지고 있지만 Logic형태의 구문만으로는 일반 프로그래밍 언어가 가지고 있는 수식구문이나 제어구문을 나타내기에는 부적합하고 기존 프로그래밍 개념에 익숙한 사람들은 그 방식이 완전히 새롭게 느껴진다.

<적용분야>
설비의 자동화와 고 능률화의 요구에 따라 PLC의 적용 범위는 확대 되고 있다. 특히 공장 자동화와 FMS(Flexible Manufacturing System)에 따른 PLC의 요구는 과거 중규모 이상의 릴레이 제어반 대체 효과에서 현재 고기능화, 고속화의 추세로 소규모 공작 기계에서 대규모 시스템 설비에 이르기 까지 적용되고 있다.

식료 산업
컨베이어 총괄 제어, 생산라인 자동 제어

제철, 제강 산업
작업장 하역 제어, 원료 수송 제어, 압연 라인 제어, 하역 운반 제어

섬유, 화학공업
원료 수입 출하 제어, 직조 염색 라인 제어

자동차 산업
전송 라인 제어, 자동 조립 라인 제어, 도장 라인 제어, 용접기 제어

기계 산업
산업용 로봇 제어, 공작 기계 제어, 송 · 배수 펌프 제어

상하수도
정수장 제어, 하수 처리 제어, 송 · 배수 펌프 제어

물류 산업
자동 창고 제어, 하역 설비 제어, 반송 라인 제어

공장 설비
압축기 제어

공해 방지사업
쓰레기 소각로 자동 제어, 공해 방지기 제어
PLC는


CPU : 모든 동작을 제어
Memory : 실행프로그램 과 사용자프로그램 그리고, 데이터를 저장    
Input/Output 데이터 처리부 : 외부 입출력장치를 스캔
통신회로부 : 외부기기와의 통신로 구분 지을 수 있다.


또한, 물리적으로 존재하지 않는 수백개 수천개의 릴레이,카운터,타이머,데이타저장공간등으로 구성된 하나의 큰 박스처럼 PLC를 구성할 수도 있다. 내부 메모리를 이용해서 말입니다. PLC란 바로 이렇게 물리적으론 존재하지 않지만 이러한 기능을 수행함과 동일한 효과를 나타내는 구성을 할 수 있는 것입니다. 이러한 내부의 릴레이등은 레지스터에 bit연산으로 처리되어 그 본연의 기능을 수행하게 됩니다.

중앙연산 처리 장치(CPU)
보통 마이크로프로세서로 사용한다. 마이크로프로세서는 PROGRAM 및 입, 출력 모듈로부터 입력을 받아들이고, 입력에 들어있는 데이터를 조작하고, 출력을 만들어 그 결과를 내보내는 기능을 가지고 있다.
메모리(MEMORY)
메모리는 PLC 자체의 동작을 제어하기 위한 실행 프로그램과 필요한 데이터를 저장하기 위한 시스템 메모리와 사용자 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 사용자 메모리로 구성된다. 메모리중 실행 프로그램을 저장하는 실행 프로그램 메모리는 보통 EPROM을 사용하며 입출력 스캔, 명령 실행, 통신등의 소프트웨어가 저장된다. 시스템 데이터 메모리는 실행 프로그램이 동작하기 위해서 필요한 영역으로 실시간 테이타, 스텍 영역, 통신 버퍼들이 있는데 보통 RAM을 사용한다. 사용자 메모리는 크게 사용자 프로그램 작성한 레더 다이어그램 프로그램이 저장되는 메모리로서 RAM, EPROM, EEPROM등이 사용되고, 보통 팩(PACK)으로 만들어 교환 할수 있도록 되어 있다. 사용자 데이타 메모리는 각 입출력 상태, 타이머/카운터 등의 설정치(PRESET VALUE) 및 현재치(ACCUMULATED VALUE), 출력상태 또는 각종 데이터를 저장하기 위한 메모리로서 일반적으로 RAM이 사용된다. 사용작 데디타 및 프로그램 메모리는 전원 차단시에도 데이터를 유지하기 위해서 BATTERY BACK-UP을 사용한다.
입출력 인터페이스 회로부
입출력 인터페이스 회로는 각 입출력 장치 상태를 CPU가 입출력하기 위해서 필요한 번지 DECODE회로와 데이터 버스버퍼로 구성되어 있다. 이 인터페이스 회로에 따라 입출력 장치의 번지 지정 방법이 결정된다.
통신회로부
통신회로는 외부 프로그래밍 장치와 리모트 입출력, 데이터 하이웨이 등이 근거리 통신망(LAN; LOCAL AREA NETWORK), 컴퓨터 등을 연결하기 위한 회로이다. 리모트 입출력과 데이터 하이웨이 등의 LAN 인터페이스는 PLC 공급자에 따라 다른 사양을 사용하며 프로그램 장치와 컴퓨터 인터페이스 등은 RS-232C, RS-422등의 EIA(Electronics Industries Association) 표준을 일반적으로 사용한다.



-  PLC와 컴퓨터 -

PLC는 컴퓨터다.
PLC는 산업체에서 사용하는 제어기라는 생각보다 컴퓨터라는 인식을 먼저 할 필요가 있다. 제어기도 역시 컴퓨터이지만, PLC가 작동하는 기본 원리는 컴퓨터를 기본으로 하기 때문에 컴퓨터를 배운다는 인식을 먼저 하는 것이 좋겠다.

컴퓨터는 CPU에 의해 순서대로 하나씩만 명령을 수행한다.  
컴퓨터는 여러 가지 일을 동시에 처리할 수 있는 장치가 아니고, 순서(프로그램)에 맞춰 하나씩 처리하는 장치다. 아침에 일어나서 "신문보고 식사하고 난 뒤 화장실가기" 의 순서로 하는 것이지 "화장실에 앉아서 식사하면서 신문보기"는 할 수는 없다.
                            
  

컴퓨터는 수학을 엄청 잘 한다.(처리속도가 빠르다.)
컴퓨터는 덧셈,뺄셈과 같은 사칙연산을 비롯하여 AND, OR와 같은 논리연산은 너무나 너무나 엄청 빨리 한다. 연산 하나 처리하는데, 약 1μSec정도다. 느낌이 잘 안 오는 것 같은데, 이것은 1초에 백만번 연산을 할 수 있는 정도다. 이보다 빠른 PLC도 많다.
  

컴퓨터가 다루는 수의 세계는 단순하다

컴퓨터가 사는 세상은 오로지 "0"과 "1"만 있고 2,3,4…는 없다. 2,3,4와 같은 숫자도 "0"과 "1"의 조합으로 표시한다. 0010은 2로, 0011은 3으로, 0100은 4로 표시한다. 그리고, 논리연산에 사용되는 거짓(False)과 참(True)도 "0"과 "1"로 표시한다. "0"은 거짓, "1"은 참이다. PLC제어에서는 "1"과 "0"을 스위치나 램프가 ON과 OFF로 생각한다.


PLC는 자동화에 관해선, 천재 컴퓨터이고, 그 외는 멍청이.!
일반 컴퓨터가 주로 하는 문서작성이나, 그림 그리기, 음악 만들기와 같은 것은 못해도, 공장자동화를 하기 위한 여러 기능들은 어떤 컴퓨터도 흉내를 내지 못 할 정도로 강력한 능력을 가졌다. 자동화에 필요없는 기능은 과감이 없애고, 오로지 자동화에 필요한 기능들만 보강한 막강 컴퓨터이다.
  

PLC는 모니터가 없다.
컴퓨터에서는 CPU에서 작업한 내용이 모니터를 통하여 출력되어 우리에게 전달된다. 그 외의 출력장치는 스피커, 프린터 등이 있지만, PLC에서는 여러 전선 단자(端子)를 통하여 전구에 불이 오게 하거나, 모터를 회전시키는 출력을 한다. 따라서 PLC에 연결된 전선 단자를 통하여 공장의 여러 기계를 원하는 때에 작동시킬 수 있다.
  

PLC는 키보드가 없다.
키보드는 컴퓨터에 글자를 입력할 때에 사용된다. 그렇지만, PLC에는 글자를 입력시킬 필요가 없으므로 키보드가 없다. 그 대신 기계를 움직이라는 [START]스위치나 정지하라는 [STOP]스위치 등이 필요하다. 이런 스위치를 접점(接點)이라 한다. 이런 접점 스위치를 연결하는 전선을 PLC의 입력으로 배선하여 키보드를 대신하여 입력장치로 사용한다.

하드웨어 구조 (1) 전체구성 PLC는 마이크로프로세서(microprocessor) 및 메모리를 중심으로 구성되어 인간의 두뇌 역할을 하는 중앙처리장치(CPU), 외부 기기와의 신호를 연결시켜 주는 입·출력부, 각 부에 전원을 공급하는 전원부, PLC내의 메모리에 프로그램을 기록하는 주변 장치로 구성되어 있다. 그림 1-1은 PLC의 전체 구성도를 나타낸 것이다. (2) PLC의 CPU 연산부 PLC의 두뇌에 해당하는 부분으로서 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 해독하여 처리 내용을 실행한다. 이 절차는 매우 빠른 속도로 반복되며 모든 정보는 2진수로 처리된다. (3) 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 없다. 따라서, 고정된 정보를  써 넣는다. 이 영역의 정보는 전원이 끊어져도 기억 내용이 보존되는 불휘발성 메모리이다. RAM은 메모리에 정보를 수시로 읽고 쓰기가 가능하여 정보를 일시 저장하는 용도로 사용되나, 전원이 끊어지면 기억시킨 정보 내용을 상실하는 휘발성 메모리이다. 그러나 필요에 따라 RAM 영역 일부를 배터리 백업(battery back-up)에 의하여 불휘발성 영역으로 사용할 수 있다. <메모리 내용> PLC의 메모리는 사용자 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 시스템 메모리 등의 3가지로 구분된다. 사용자 프로그램 메모리는 제어하고자 하는 시스템 규격에 따라 사용자가 작성한 프로그램이 저장되는 영역으로 제어 내용이 프로그램 완성 전이나 완성 후에도 바뀔 수 있으므로  RAM이 사용된다. 프로그램이 완성되어 고정이 되면 ROM에 써 넣어 ROM 운전을 할 수 있다. 데이터 메모리는 입·출력 릴레이, 보조 릴레이, 타이머와 카운터의 접점 상태 및 설정값, 현재값 등의 정보가 저장되는 영역으로 정보가 수시로 바뀌므로 RAM 영역이 사용된다. 시스템 메모리는 PLC 제작 회사에서 작성한 시스템 프로그램이 저장되는 영역이다. 이 시스템 프로그램은 PLC의 기능이나 성능을 결정하는 중요한 프로그램으로, PLC 제작 회사에서 직접 ROM에 써 넣는다. (4) PLC의 입·출력부 PLC의 입·출력부는 현장의 외부 기기에 직접 접속하여 사용한다. PLC 내부는 DC+5(V)의 전원(TTL 레벨)을 사용하지만 입·출력부는 다른 전압 레벨을 사용하므로 PLC 내부와 입·출력의 접속(interface)은 시스템 안정에 결정적인 요소가 된다. PLC의 입·출력부는 다음의 사항이 요구된다.           외부 기기와 전기적 규격이 일치해야 한다.           외부 기기로 부터의 노이즈가 CPU쪽에 전달되지 않도록 해야한다. [포토 커플러(photocoupler) 사용]           외부 기기와의 접속이 용이해야 한다. 입출력의 각 접점 상태를 감시할 수 있어야 한다.(LED 부착) 입력부는 외부 기기의 상태를 검출하거나 조작 판넬을 통해 외부 장치의 움직임을 지시하고 출력부는 외부 기기를 움직이거나 상태를 표시한다. 입·출력부에 접속되는 외부 기기 예는 표 1-2와 같다.       표 1-2                     입출력 기기 가)입력 외부 기기로부터의 신호를 CPU의 연산부로 전달해 주는 역할을 한다. 입력의 종류로는 DC24[V], AC110[V] 등이 있고, 그 밖의 특수 입력 모듈로는 아날로그 입력(A/D) 모듈, 고속 카운터( high speed counter) 모듈 등이 있다. 입력부 회로의 예는 그림 1-2와 같다. 나)출력 내부 연산의 결과를 외부에 접속된 전자 접촉기나 솔레노이드에 전달하여 구동시키는 부분이다. 출력의 종류에는 릴레이 출력, 트랜지스터 출력, SSR(Solid State Relay)출력 등이 있고 그 밖의 출력 모듈로는 아날로그 출력(D/A) 모듈, 위치 결정 모듈등이 있다. 트랜지스터 출력부 회로의 예는 그림 1-3과 같다. 출력 모듈을 출력 신호와 개폐 소자에 따라 분류하면 아래와과 같다. <출력 모듈의 종류> 출력 신호 종류    :::       개 폐 소 자 유 접 점                     무접점(반도체) 직류(DC)                    릴레이 출력                                  트랜지스터 출력 교류(AC)                    릴레이 출력                                  SSR 출력 위에서와 같이 릴레이 출력은 직류나 교류를 모두 사용할 수 있으나 기계적 수명의 한계 때문에 접점의 개폐가 빈번할 경우는 교류 전원 전용인 무접점 SSR 출력이나 직류 전원 전용인 트랜지스터 출력을 사용하여야 한다.     (1) 하드 와이어드와 소프트 와이어드 종래의 릴레이 제어 방식은 일의 순서를 회로도에 전개하여 그곳에 필요한 제어 기기를 졀합하여 리드선으로 배선 작업을 해서 요구하는 동작을 실현한다. 이같은 방식을 하드와어어드 로직(hardwired logic)이라고 한다. 하드와이어드 로직 방식에서는 하드(기기)와 소프트가 한쌍이 되어 있어 사양이 변경되면 하드와 소프트를 모두 변경해야 하므로, 이것이 갖가지 문제를 발생시키는 원인이 된다. 따라서, 하드와 소프트를 분리하는 연구 끝에 컴퓨터 방식이 개발되었다. 컴퓨터는 하드웨어(hardware)만으로는 동작할 수 없다. 하드웨어 속에 있는 기억 장치에 일의 순서를 넣어야만 비로소 기대되는 일을 할 수가 있다. 이 일의 순서를 프로그램이라 하며 기억 장치인 이 메모리에 일의 순서를 넣는 작업을 프로그래밍이라 한다. 이는 마치 배선작업과 같다고 생각하면 된다. 이 방식을 소프트와이어드로직(softwired logic)이라 하며 PLC는 이 방식을 취하고 있다. (2) 릴레이 시퀀스와 PLC 프로그램 차이점 PLC는 LSI등의 전자 부품의 집합으로 릴레이 시퀀스와 같은 접점이나 코일은 존재하지 않으며 접점이나 코일을 연결하는 동작은 소프트웨어로 처리되므로 실제로 눈에 보이는 것이 아니다.또, 동작도 코일이 여자되면 접점이 닫혀 회로가 활성화되는 릴레이 시퀀스와는 달리 메모리에 프로그램을 기억시켜 놓고 순차적으로 내용을 읽어서 그 내용에 따라 동작하는 방식이다. PLC제어는 프로그램의 내용에 의하여 좌우된다. 따라서 사용자는 자유 자재로 원하는 제어를 할 수 있도록 프로그램의 작성 능력이 요구된다. (가)    직렬 처리와 병렬 처리 PLC 시퀀스와 릴레이 시퀀스의 가장 근본적인 차이점은 그림 1-5에 나타낸 것과 같이 “직렬 처리와 병렬 처리”라는 동작상의 차이에 있다. PLC는 메모리에 있는 프로그램을 순차적으로 연산하는 직렬 처리 방식이고릴레이 시퀀스는 여러 회로가 전기적인 신호에 의해 동시에 동작하는 병렬 처리 방식이다. 따라서  PLC는 어느 한 순간을 포착해 보면 한 가지 일 밖에 하지 않는다. 먼저 그림 1-6(a)의 시퀀스도로 PLC와 릴레이의 동작상의 차이점을 설명한다. 릴레이 시퀀스에서는 전원이 투입되어 접점 A와 B, 그리고 접점 D와 E가 동시에 닫히면, 출력 C와 F는 동작하고 어느 한쪽이 빠를수록 먼저 동작한다. 이에 비하면 PLC는 연산 순서에 따라 C가 먼저 출력되고 다음에 F가 출력된다. PLC와 릴레이의 동작상의 차이점을 그림 1-6(b)의 경우에서 살펴 보면 먼저 릴레이 시퀀스에서는 전원이 투입되면 점점 J가 닫힘과 동시에 H가 동작되어 출력 I는 동작될 수 없다. PLC는 직렬 연산 처리되므로 최초의 연산 때 G가 닫히면 I가 출력되고 J가 닫히면 H가 출력된다. 두 번째 연산 때 비로소 최초의 연산 때 출력된 H에 의해서 I의 출력이 해제 된다. (나) 사용 접점 수의 제한 릴레이는 일반적으로 개당 가질 수 있는 접점 수에 한계가 있다. 따라서 릴레이 시퀸스를 작성할 때에는 가능한 한 접점 수를 절약해야 한다. 이에 비하여 PLC는 동일 접점에 대하여 사용 횟수에 제한을 받지 않는다. 이는 동일 접점에 대한 정보(ON/OFF)를 정해진 메모리에 저장해 놓고 연산할 때 메모리에 있는 정보를 읽어서 처리하기 때문이다. (다) 접점이나 코일 위치의 제한 PLC 시퀀스에는 릴레이 시퀀스에는 없는 약속 사항이 있다. 그 하나는 코일 이후 접점을 금지하는 사항이다.  PLC 시퀀스에서는 코일을 반드시 오른쪽 모선에 붙여서 작성해야 한다.그 밖에 PLC 시퀀스에서는 항상 신호가 왼쪽에서 오른쪽으로 전달되도록 구성되어 있다. 따라서 PLC 시퀀스는 릴레이 시퀀스와는 다르게 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르는 회로나, 상하로 흐르는 회로 구성을 금지하고 있다. PLC 시퀀스의 약속 사항을 그림 1-7에 나타낸다. 그림 1-7 PLC 시퀀스의 약속 사항 1) 크기에 의한 분류 PLC는 크기에 있어서 매우 다양한 종류를 가지고 있다. 보통 PLC는 3가지의 크기로 나누어진다. 소형(또는 마이크로형), 중형, 대형 이들은 각각 독특한 동작특성을 가진다. 소형의 범위는 128개의 입.출력점과 2K word 메모리까지를 말한다. 이들  PLC는 간단한 고수준 기기 제어를 가능하게 해준다. 중형 PLC는 2048 개의 입.출력점과 32K word 메모리까지를 말한다. 특수 입.출력 모듈은 중형 PLC가 온도, 압력, 유출, 무게, 위치 또는 보통 공정제어 응용에서 만나게 되는 모든 형태의 아날로그 기능을 수행할 수 있도록 해준다. 물론 대형 PLC는 PLC 종류 가운데 가장 복잡한 유니트이다. 대형 PLC는 16,000개의 입.출력점과 2M word 메모리를 가지며 응용범위가 매우 넓다. 또한 개별 생산 공정 또는 공장 전체를 제어할 수 있다. PLC의 크기를 선택하는데 있어서 중요한 점은 PLC 시스템이 현재의 조건을 충족시키면서 미래의 응용 조건도 충족시키는 적절한 사이즈인가 검토하는 것이다. 2) 형태에 의한 분류 형태에 의한 분류에는 블록 타입과 모듈 타입이 있다. 블록타입은 비교적 소형의 자동화기기에 사용되는 PLC이다.  블록 모듈 타입의 PLC는 모든 기능들이 하나의 케이스안에 설치되어 있다. 즉 전원장치, CPU, 메모리, 입력 및 출력의 모든 기능이 집적되어 있어 취급이 간단하고 저가 이다. 그러나 입출력 점수가 제한되고 확장 유닛을 장착하여 입출력 점수를 늘릴 수 있으나 한계가 있다. 또한 PLC간의 통신과 ANALOG신호의 처리, 위치결정과 같은 고도의 기능의 발휘가 어려우며, 로직의 STEP 의 양도 제한적이고, 상위 컴퓨터와의 작업정보의 전송이나 작업지시 정보의 교환등이 제한된다. 모듈타입의 PLC는 베이스유닛에 전원 유닛과 CPU유닛을 기본으로 설치하고 자동화 대상의 기능에 따라 여러 종류의 입출력 장치를 추가하여 사용한다. 입출력 점수의 변경이 요구될 시는 필요한 기능의 입출력장치를 추가시킬 수 있다. 또한 CPU의 기능이 향상되고 고속처리 및 대용량 데이터의 처리가 가능하며 PLC간의 통신이나 상위 컴퓨터와의 다양하고 고속의 통신이 지원된다.   이와 같은 기능을 이용하여 CNC, ROBOT, 상위 컴퓨터와 연결하여 대단위의 자동화가 가능하며 컴퓨터 통신을 이용하여 수주에서 생산 판매에 이르는 전 과정을 자동화하는 총합화 생산시스템을 구성할 수 있다. 또한 모든 생산활동이 기계에 의해 움직이는 무인 공장의 등장이 가능 하도록 하였다. 유닛은 입력, 출력, 입/출력 혼용, 통신, 고속 카운터, PID제어, 아날로그 입력, 아날로그 출력 위치 결정 유니트 등이 있다. PLC 의 연산 처리 방법은 입력 리프레시(Refresh) 과정을 통해 입력의 상태를 PLC 의 CPU 가 인식하고, 인식된 정보를 조건 또는 데이터로 이용하여 프로그 램 처음부터 마지막 까지 순차적으로 연산을 실행하고 출력 리프레시 (Refresh)를 합니다. 이러한 동작은 고속으로 반복되는데 이러한 방식을 ‘반복 연산 방식’이라 하고 한 바퀴를 실행하는데 걸리는 시간을 ‘1 스캔 타임’(1 연산 주기)라고 합니다.                                        PLC 연산 처리 순서도 ① 입력 이미지 리프레시 PLC 는 운전이 시작되면 입력 모듈을 통해 입력되는 정보들을 메모리의 입력 영역으로 받고, 이 정보들은 다시 입력 이미지 영역으로 복사되어 연산이 수 행되는 동안의 입력 데이터로 이용됩니다. 이렇게 입력 영역의 데이터를 입력 이미지 영역으로 복사하는 것을 ‘입력 리프레시’(Input Refresh)라고 합니다. 입력 리프레시는 운전이 시작될 때 뿐만 아니라 매 스캔 END 처리가 끝나면 그 순간의 입력 정보를 입력 이미지 영역으로 복사하여 연산의 기본 데이터 또는 연산의 조건으로 활용하게 됩니다. ② 프로그램 연산 입력 리프레시 과정에서 읽어 들인 입력 접점의 정보를 조건 또는 데이터로 이용하여 사전에 입력된 프로그램에 따라 연산을 수행하고 그 결과를 내부 메 모리 또는 출력 메모리에 저장하게 됩니다. GLOFA-GM PLC 에서 프로그램은 크게 스캔 프로그램과 태스크 프로그램의 두 가지로 나눌 수 있는데, 스캔 프로그램이란 PLC 의 CPU 가 RUN 상태면 무조 건 수행하는 프로그램이고, 태스크 프로그램이란 특정 조건을 만족해야만 동 작하는 프로그램입니다. 스캔 프로그램 연산을 수행하는 도중에 태스크 프로그램의 실행 조건이 만족 되면 스캔 프로그램의 연산을 멈추고, 태스크 프로그램을 수행한 후 태스크 프로그램으로 전이하기 직전에 연산이 수행되던 스캔 프로그램의 위치로 복귀 하여 스캔 프로그램의 연산을 계속하게 됩니다. ③ 출력 리프레시 스캔 프로그램 및 태스크 프로그램의 연산 도중에 만들어진 결과는 바로 출력 으로 보내어지지 않고 출력 이미지 영역에 저장되게 됩니다. 이 과정을 출력 이미지 리프레시라고 합니다. ④ 자기 진단 연산의 과정에서 만들어진 결과는 바로 출력으로 내보내지 않고 출력 이미지 영역에 저장되게 됩니다. 그렇게 하는 이유는 프로그램의 마지막 스텝 연산이 끝나고 나면 PLC 의 CPU 는 시스템 상에 오류가 있는지를 검사하고 오류가 없을 때만 출력을 내보내기 때문입니다. 만일 연산이 성공적으로 끝나서 그 결과가 출력 이미지 영역에 저장되었다고 해도 PLC 의 CPU 는 자기 시스템을 진단하여 시스템 상에 오류가 있다면 출 력을 내보내지 않고 에러 메시지를 발생시키게 됩니다. 이것을 자기 진단이라고 합니다. ⑤ END 처리 연산이 성공적으로 수행되고 자기 진단 결과 시스템에 오류가 없으면 출력 이 미지 영역에 저장된 데이터를 출력 영역으로 복사함으로써 실질적인 출력을 내보내게 됩니다. 이 과정을 END 처리라 하며 END 처리가 끝나면 다시 입력 리프레시를 실시 함으로써 PLC 는 반복적인 연산을 수행하게 됩니다.   PLC 의 출력 배선도 * 배선도는 GLOFA-GM PLC 모듈를 바탕으로 설명하였습니다. ① TR 출력 배선(Sink 타입:G4Q-TR4A)                                그림 1-15 TR 출력 모듈의 내부 회로(Sink 타입)                                그림 1-15 G4Q-TR4A 외부 배선도(Sink 타입) ② TR 출력 배선(Source 타입:G4Q-TR4B)                                그림 1-16 TR 출력 모듈의 내부 회로(source 타입)                                그림 1-17 G4Q-TR4B 외부 배선도(Source 타입) ③ Relay 출력 배선(G4Q-RY2A)                                그림 1-18 릴레이 출력 모듈의 내부 회로                                그림 1-19 G4Q-RY2A 외부 배선도(릴레이 타입) ④ SSR 출력 배선                                그림 1-20 SSR 출력 모듈의 내부 회로                                그림 1-21 G4Q-SS1A 외부 배선도(SSR 타입) PLC 의 입력 배선도 * 배선도는 GLOFA-GM PLC 모듈를 바탕으로 설명하였습니다. ① DC 입력 배선(Sink/Source 타입:G4I-D24A)                                그림 1-9 DC 입력 모듈의 내부 회로(Sink/Source 타입)                                그림 1-10 G4I-D24A 외부 결선도 ② DC 입력 배선 (Source 타입:G4I-D24B)                                그림 1-11 DC 입력 모듈의 내부 회로(Source 타입)                                그림 1-12 G4I-D24B 외부 결선도 ③ AC 입력 배선(G4I-A12A)                                그림 1-13 AC 입력 모듈의 내부 회로                                그림 1-14 G4I-A12A 외부 결선도

출처 : 새로운 삶을 위하여....!!(부동산/재테크)

글쓴이 : 안산 박상만 원글보기

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