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제 9 장 PLC

제 9 장 PLC. www.lgis.lg.co.kr www.comfile.co.kr. PLC 란?. Programmable logic controller 기계의 순차제어를 위한 일련의 릴레이 회로를 대체 하기 위해 발명 각종 서보 기계의 순차( seaquence) 제어에 사용 릴레이를 이용한 제어반을 대체 프로그램 작성 및 변경이 용이 자동화 기계의 개발시간 단축 가공, 포장, 물류, 자동조립 등 다양한 실무현장에서 즉시 적용가능 www.plcs.net. 릴레이.

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제 9 장 PLC

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  1. 제 9 장 PLC www.lgis.lg.co.kr www.comfile.co.kr

  2. PLC 란? • Programmable logic controller • 기계의 순차제어를 위한 일련의 릴레이 회로를 대체하기 위해 발명 • 각종 서보 기계의 순차(seaquence)제어에 사용 • 릴레이를 이용한 제어반을 대체 • 프로그램 작성 및 변경이 용이 • 자동화 기계의 개발시간 단축 • 가공, 포장, 물류, 자동조립 등 다양한 실무현장에서 즉시 적용가능 www.plcs.net

  3. 릴레이 • PLC 의 주 사용목적은 릴레이를 대체하는 것이다. • 릴레이 : 전자기적 스위치 예) 스위치를 켠다 - 벨이 울린다 : 직류 릴레이 회로를 사용하여 교류회로를 구동 시키는 예 청색 도선 : 직류회로 적색 도선 : 교류회로

  4. PLC • 기계나 프로세스 제어에 필요한 릴레이, 카운터, 타이머 등을 반도체 소자와 소프트웨어로 대체 • 각종 연산기능 내장 • 간단한 공정 • 높은 제어성/신뢰성 • 배선작업 단순화 • 빠른 납기

  5. 릴레이 제어반과 PLC 의 비교

  6. PLC 의 구조 • PLC는 기본적으로 다수의 릴레이, 카운터, 타이머 및 기억 소자들이 가득 차 있는 상자로 생각할 수 있다. • 이들이 진짜로 존재할까? - 소프트웨어 적으로 존재 • INPUT RELAY : 외부에서 신호입력, 실존하는 릴레이 • INTERNAL UTILITY RELAY : 가상적인 릴레이, 논리연산 수행 • COUNTER : 펄스(or 사건)의 수를 세는 가상적인 카운터 • TIMER : 지정된 시간을 지연/증가 시키는 가상적인 시계 • OUTPUT RELAY : 외부 장치와 연결되는 실제 릴레이 • DATA STORAGE : 정보를 저장하기 위한 레지스터

  7. PLC 의 작동 • PLC 는 계속적인 scanning 프로그램에 의해 작동 • 1단계 : 입력상태의 검사 : 다수의 입력 단자들로부터 입력상태(H/L or A/D상태 등)를 검사하여 메모리에 저장 • 2단계 : 프로그램 실행 : 입력상태에 따라 미리 정의된 프로그램을 실행하여 출력상태 변화를 도출, 메모리에 저장 • 3단계 : 출력상태 변환 : 2단계의 연산결과에 따라 출력상태를 변환 • 1 scan time : 상기 3개의 단계를 수행하는 데 소요되는 시간

  8. 응답시간 • PLC 가 대상을 감지하고 이에 반응하는 데 소요되는 시간 • 총 응답시간 = 입력응답시간+프로그램 수행시간+ 출력응답시간

  9. 응답시간 • PLC 는 입력상태 검사 기간에만 입력신호가 ON/OFF 되는 것을 감지할 수 있다. • 위 그림과 같은 오류를 피하기 위해서 입력신호는 최소한 1입력시간+1스캔시간 보다는 길어야 한다

  10. Ladder Diagrams • Ladder diagram 은 두 개의 수직선 사이의 연결로 전기적인 흐름을 도식적으로 표현한 일종의 graphical program • 좌측 수직선 : High (고전압), 우측 수직선 : Low(또는 0 V) • 래더 요소 : 전기접점/ 출력요소 1] 전기접점 : 푸시버튼 스위치, 리미트 스위치, 압력/온도 스위치, 기타 센서 및 릴레이 접점 2] 출력요소 : 릴레이 코일, 솔레노이드, 램프, 모터, 기타 작동기 • 래더 선도의 한 줄에는 반드시 하나 이상의 출력요소가 있어야만 한다 - 아니면 short circuit

  11. 릴레이의 대체 • 릴레이 대신 PLC 사용 : 래더선도로 프로그램 작성 • 1단계 : 모든 요소들을 접점요소와 코일요소 등 도식적인 PLC 요소로 변환 • PLC 는 입력 및 출력요소의 종류를 인식하지 못함-단지 접점 • AC 공급원 : 외부요소 이므로 래더선도에 포함되지 않는다 • PLC 는 출력단자의 ON/OFF 까지만 관여한다. • 2단계 : 모든 입력 및 출력요소에 번호(address)부여 • 3단계 : 작업내용을 event의 logic sequence로 변환시킨다.

  12. 기본 명령어 • Load : 상시 열림 접점요소, 입력신호가 들어오면 접점이 닫힘 • Loadbar(or LoadNot) : 상시 닫힘 접점요소, 입력신호가 들어오면 접점이 열림 • Out : 출력요소는 릴레이 코일에 해당. 신호가 들어오면 출력코일에 전류가 흐름 • Outbar(or OutNot) : 상시 코일에 전원이 공급됨. 신호가 들어오면 전류공급이 차단.

  13. PLC 레지스터 • PLC에 연결된 각 접점요소의 symbol에 주소 부여 • PLC의 데이터 파일로 저장 • 사용가능 주소는 PLC의 입출력 점수에 의존 • 입력 레지스터(00xx) 와 출력 레지스터(05xx) • 입력요소들은 입력 레지스터에 주소부여 • 출력요소들은 출력 레지스터에 주소부여

  14. 진리표를 사용하여 스위치 요소들의 가능한 모든 조합을 규명하여 출력의 작동상태 확인

  15. 수위계의 응용예 • 레지스터의 작동방식을 이해하기 위해 응용사례 고찰 • 수위계를 이용한 오일탱크 수위조절 시스템 • 고수위/저수위 측정 센서 • 오일공급용 모터 • 오일이 저수위가 되면 다시 고수위가 될 때까지 오일공급용 모터 작동 • 2개의 입력단, 1개의 출력단 • 주소 부여 • 내부 가상 릴레이(1000) 추가 • 래더선도 작성 • 작동상태 검사

  16. 프로그램 검사

  17. Latch • 한 번의 스위치 입력으로 스위치의 ON 또는 OFF 상태유지(Set/Reset기능)

  18. Counter • 지정된 사건의 발생 회수를 센다, • Up counter/Down counter /Up-Down counter

  19. Timer • 작업을 수행하기 전에 지정된 시간만큼 기다리는 기능 • ON-delay time : 시간 지연후 ON, 가장 일반적 • OFF-delay time : 시간지연후 OFF • 카운터와 타이머는 동일한 레지스터 사용(동일한 기능)

  20. Wiring • 외부 입출력 장치와의 연결방법 • DC 입력 • AC 입력 • 릴레이 출력 • 트랜지스터 출력

  21. DC 입력 • DC입력은 전형적으로 사용하는 입력매체에 따라 5, 12, 24, 48Volt 등을 갖는다. • DC 입력시 상시 High 인 회로(NPN)와 상시 Low 인 회로(PNP)가 있다. 이는 입력매체와 사용자의 기호에 따라 결정할 수 있다. • NPN형의 경우 Pull-UP 저항을, PNP형의 경우 Pull-Down 저항을 연결하여 사용한다.

  22. PLC 입력단의 내부 • 외부 입력신호의 과전류나 기타 특이상황에 의한 회로의 파손을 방지하기 위하여 포토 커플러를 사용한 보호회로를 내장하고 있다.

  23. AC 입력 • 릴레이나 리미트 스위치 등중 일부는 교류전원에 의해 구동된다(AC 입력은 일반적이지는 않다) • PLC 내부회로의 보호를 위해 포토커플러 사용

  24. 릴레이 출력 • 가장 일반적인 PLC의 출력형태 • 릴레이의 외부에는 다양한 AC 및 DC 구동형 기계들 (솔레노이드, 램프, 모터 등)이 연결될 수 있다.

  25. 트랜지스터 출력 • DC 작동형 외부기기의 구동시 사용(DC ONLY) • NPN 및 PNP 형 출력을 사용할 수 있다. • BJT 와 FET 사용 • 트랜지스터는 릴레이에 비해 빠른 ON/OFF 가능

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