[01] PLC 기초 강좌

  

[01] PLC 기초 강좌

1.      PLC 란

현재 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)는 모든 자동화의 핵심이라 할 수 있습니다. 

작업 정의에 따라 PLC를 사용하여 다양한 자동화 작업을 경제적으로 수행할 수 있습니다.

 

2.      PLC의 구조 및 기능

2.1.      제어 엔지니어링의 신호 유형

컨트롤러는 인코더 신호에 따라 지정된 기능 순서로 기계 또는 플랜트의 개별 작업을 제어하는 역할을 합니다.

입력과 출력에 사용되는 전기 신호는 기본적으로 다음 두 개 그룹으로 나눌 수 있습니다.

 

2.1.1.     이진 신호

이진 신호는 단 2 개 신호 상태만 있습니다.

신호 상태 '1' = 전압 허용 = 예: 스위치 ON

신호 상태 '0' = 전압 없음 = 예: 스위치 OFF

 제어 엔지니어링에서는 많은 경우 24V 직류가 '제어 전압'으로 사용됩니다. 

따라서 입력 터미널의 전압이 24V 이상인 경우 이 입력의 신호 상태는 '1'이란 의미입니다. 반대로 0V는 신호 상태 '0'을 의미합니다. 

이러한 스위칭 기능(a접점)을 '활성 0(active 0)' 또는 '하위 활성(active low)'이라고 합니다.

 반대로 메이크 접점(b접점)은 '활성 1(active 1)' 또는 '상위 활성(active high)'입니다. 즉, 활성화되었을 때 신호 '1'을 전송합니다.

기본적으로 신호 인코더는 '활성 0'입니다. '활성 1' 인코더의 전형적인 예는 비상 정치 버튼입니다. 미작동 상태, 즉 비상 정치 버튼이 눌려지지 않은 상태인 경우 비상 정지 버튼은 항상 전류를 흘려 보냅니다. 다시 말해 연결된 입력(단선 연동 장치)에 신호 '1'을 전달합니다.

비상 정지 버튼을 작동하여 예를 들어 모든 밸브 폐쇄와 같은 특정 반응을 실행하려면 신호 상태 '0'으로 트리거 해야 합니다.

 

2진수: 이진 신호도 단 2 개 값(신호 상태), '0' 또는 '1'만 있습니다. 이 이진 신호를 2진수라고 하며 '비트'라고 부릅니다.

특정 지정(코드)에 따라 여러 개의 이진 신호가 조합되면 디지털 신호가 됩니다. 

이진 신호 1 개는 도어 열기/도어 폐쇄와 같은 2개 값 변수만 기록할 수 있는 반면 이진 신호를 결합하면 번호 또는 숫자를 디지털 정보로 생성할 수 있습니다.

n-2진수를 조합하여 2n 의 다른 조합으로 표시할 수 있습니다.

 

예를 들어 2 개 2진수 2 x 2 로 서로 다른 정보 내용을 4 개 표기할 수 있습니다.

0 0       정보 1 (예를 들어 두 스위치 모두 개방)

0 1       정보 2 (스위치 1 폐쇄/스위치 2 개방)

1 0       정보 3 (스위치 1 개방/스위치 2 폐쇄)

1 1       정보 4 (두 스위치 모두 폐쇄)

 

2.1.2.     아날로그 신호

이진 신호는 단 2개의 신호 상태, 즉 전압 존재 '24V 이상 전압 존재'와 '0V 로 전압 없음'만 가질 수 있는 반면 아날로그 신호는 특정 범위 내에서 어떤 값이든 가질 수 있습니다.

아날로그 인코더의 전형적인 예로 전위차를 들 수 있습니다. 로터리 스위치의 위치에 따라 최대값까지 모든 저항이 설치 가능합니다.

제어 엔지니어링에 다음과 같은 아날로그 변수 등이 사용됩니다.

􀂄 온도: -50 ~ +150 °C

􀂄 유량: 0 ~ 200 l/min

􀂄 속도: 500 ~ 1500 r/min

트랜듀서를 사용하여 이 변수들을 전압, 전류 또는 저항으로 변경할 수 있습니다. 예를 들어 속도를 기록하는 경우 500 ~ 1500 r/min 속도 범위를 트랜듀서를 통해 0 ~ +10V 전압 범위로 바꿀 수 있습니다.

측정된 속도가 865 r/min 인 경우 트랜듀서가 판독하는 전압은 +3.65V 입니다.

PLC 로 아날로그 값을 처리하려면 입력된 전압 값, 전류 값 또는 저항 값을 디지털 정보로 변경해야 합니다. 이러한 변환을 아날로그-디지털 변환(A/D 변환)이라고 합니다.

예를 들어 전압 값 3.65V 는 일련의 2진수 형식의 정보로 저장됩니다. 

디지털 디스플레이에 사용되는 2진수의 수가 많을수록 해상도는 더 정밀해집니다. 예를 들어 0 ~ +10V 의 전압 범위에서 1비트만 사용할 수 있는 경우 측정된 전압이 0 ~ +5V 또는 +5V ~ +10V 범위 안에 있는지 여부만 확인할 수 있습니다. 

2비트를 사용하면 전압 범위를 0 ~ 2.5V, 2.5 ~ 5V, 5 ~ 7.5V, 7.5 ~ 10V, 이렇게 4 개의 범위로 나눌 수 있습니다.

일반적인 A/D 변환기는 8비트 또는 11비트를 사용하여 변환합니다.

이 경우 8비트는 총 256개 개별 범위를 가진 해상도를, 11비트는 총 2048개 개별 범위를 가진 분해능을 제공합니다.

Q64AD, Q68AD 또는 Q64DA, Q68DA 에서는 15비트 2^15=32768개 분해능을 제공 한다. (16비트 부호 부착 바이너리)

일반 분해능 모드：-4096~4095

고 분해능 모드：-12288~12287, -16384~16383