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PLC 제어 기초, 정의, 역사, 사용법, 산업 특징, 발전 추세

by vicddory 2018. 3. 13.

PLC 기초, 정의, 역사, 사용법, 산업 특징, 발전 추세


PLC 제어 기초 해설 

PLC 기초 (Programmable Logic Controller)


종래

- 릴레이, 접점, 타이머, 카운터 등을 직접 결선 사용


지향점

- 다품종 소량 생산

- 생산성 향상, 작업 안정성 향상, 품질 향상

- 원가 절감 및 인원 관리의 어려움


현재

- PLC 사용하여 프로그램 변경만으로 제어 가능

PLC 기초 정의


- 논리연산, 순서조작, 시한, 계수 및 산술 연산 등의 제어 동작을 실행시키기 위해 제어 순서를 일련의 명령어 형식으로 기억하는 메모리 보유


- 이 메모리의 내용에 따라 기계와 프로세스의 제어를 디지탈 또는 아날로그 입출력을 통하여 행하는 디지탈 조작형의 공업용 전자장치


- 제어 이벤트에 대한 로직, 시퀀스, 시간 카운팅, 연산 등의 기능을 가지고 있고, 명령을 저장할 프로그램 메모리를 사용하며, 프로그램의 변경만으로 다양한 제어가 가능하다. 


- 컴퓨터와 같은 원리로 동작하며 산업 현장의 공정제어장치를 비롯한 여러 분야에서 널리 이용돼 왔다. 


PLC 제어반 릴레이 역사[PLC 제어 기초, 정의, 역사, 사용법, 산업 특징, 발전 추세]


PLC 기초 상식, PLC 역사


자동화 초기 단계엔 릴레이 사용 (유 접점)


장점 : 단순하고 저렴함

단점 : 수명에 한계가 있고, 제어 환경, 변화 시 모든 회로를 재구성해야 함


1969년 GM(General Motors)사가 자동차의 조립라인에 사용할 새로운 제어장치를 구매하기 위하여 제어장치가 구비 해야 할 10가지 조건을 명시한 것이 PLC의 출현 동기가 되었다. 

PLC 사용 (무접점 기초)


- 알렌브레들리(AB)나 모디콘사가 1969년부터 개발


- 70년대 중반 여러 개의 프로세서 장착한 PLC 등장, 70년대 후반 16비트 마이크로프로세서를 CPU로 채택


- 80년대 전산업 분야에서 일반화, 지능형 I/O 모듈과 고기능 통신 장치가 개발되어 상위 컴퓨터와 통신 원활하게 되었고 다양한 소프트웨어와 컴퓨터를 통한 프로그램 작성이 가능하게 되었다.


- 80년대 중반에는 PLC, COMPUTER, CNC, ROBOT 등을 통합한 CIM(Computer Integrated Manufacturing : 총합화 생산 시스템)의 개념으로 발전하였다.


- 90년대에 이르러 퍼지 이론을 도입한 퍼지 모듈과 전용 퍼지 제어기가 등장하게 되었다. 또한, 작업의 지시나 작업 정보를 컴퓨터로부터 수신하고 전송하여 고생산성이 가능하게 되었다.


PLC 기초 산업 사용[PLC 제어 기초, 정의, 역사, 사용법, 산업 특징, 발전 추세]


GM사의 새로운 제어장치의 10가지 PLC 기초 조건


1. 프로그램 작성 및 변경이 쉬워 현장에서도 쉽게 동작 시퀀스를 작성, 변경할 수 있을 것


2. 점검 및 보수가 쉽고 부품은 플러그인(Plug-in) 방식을 기본으로 할 것


3. Unit은 릴레이 제어반보다 신뢰성이 높을 것


4. Unit은 릴레이 제어반보다 소형일 것


5. Unit은 상위 컴퓨터와 데이터 전송이 가능할 것


6. Unit은 릴레이 제어반이나 무접점 제어반보다 가격에서 유리할 것


7. 전 입력은 교류 115V를 표준으로 할 것


8. 전 출력은 교류 115V, 2A를 공급할 수 있을 것


9. 전체 시스템의 변경을 최소화하면서 확장이 가능할 것


10. Unit은 4000 Word까지 확장 가능한 프로그램 메모리를 가지고 있을 것

PLC와 다른 산업 장비와의 다른 점

PLC의 기능이 날로 발전함에 따라 산업용 컴퓨터와 기능적인 측면에서 차별성이 줄어들고 있다. 그러나 다음과 같은 특성으로 대별할 수 있다.


- 메모리에 있는 프로그램의 시작점부터 끝점까지 반복하면서 LOGIC을 수행한다. 즉, POWER가 ON 되면서 1 scan 과정이 끝나면 다시 같은 프로그램을 반복 수행한다. 따라서 수행되는 과정이 시퀜셜하다는 것이다.


- PLC는 LOGIC을 표현할 때 보다 직관적인 래더 다이어그램을 많이 사용한다.


- PLC는 상대적으로 더 열악한 산업용 환경에도 잘 적용될 수 있도록 설계되어 있다.


PLC 발전 추세 및 경향, 기초 상식


- 단순 반복적인 분야에서 정밀한 제어 분야로 응용분야가 광범위해지고 있다.


- SEQUENCE적인 기능은 물론 일반 컴퓨터가 가질 수 있는 특성을 가지고 있다.


- 고속화되고 있다.


- 반도체 제조 기술의 발달, 수요자의 다양한 요구로 인해 기종이 다양화되고 있다.


- 시리즈 화 : 언어의 통일, I/O MODULE 및 주변기기의 공용


- 고기능화 : 데이터 처리 형태의 증가, 외부 통신기기 강화


- 구조 형상의 다양화 : 일체형, RACK MOUNTING형


- VLSI 채용, 저소비전력 소자 채용으로 소형화, 박형화(고밀도 실장)되고 있다.


- 소재기술 및 제작 기술의 발달


- 지원 기능 다양화 : 소프트웨어 지원, 시험/보수/유지, 디버깅, SIMULATION 기능 등이 발전 중이다.


- 반도체 제조 기술의 발달로 가격이 낮아지고 있다.


PLC 제어 기초, 정의, 역사, 사용법, 산업 특징, 발전 추세[PLC 제어 기초, 정의, 역사, 사용법, 산업 특징, 발전 추세]


PLC와 RELAY 제어반의 비교 


1. 제어방식

PLC : 프로그램 때문에 제어되는 Soft wired logic

RELAY 제어반 : 부품 간의 배선 때문에 logic이 결정되는 Hard wired logic


2. 제어 기능

PLC : 조합 논리(AND, OR, NOT 등), 다수의 타이머/카운터, shift 레지스터, 산술 연산, 논리연산, 전송

RELAY 제어반 : 조합 논리(AND, OR, NOT 등), 타이머, 단순한 프리 셋 카운터


3. 제어요소

PLC : 무접점(고신뢰성, 긴 수명, 고속제어)

RELAY 제어반 : 유 접점(한정된 수명, 저속제어)


4. 제어 내용 변경

PLC : 프로그램의 변경만으로 가능

RELAY 제어반 : 모든 배선의 철거 및 재시공


5. 보전성

PLC : 유지, 보수가 쉬움

RELAY 제어반 : 보수 및 수리가 곤란


6. 확장성

PLC : 시스템 확장 용이, 컴퓨터와 연결하여 작업정보 송수신 가능

RELAY 제어반 : 시스템 확장 곤란, 컴퓨터와의 연결 상당히 복잡함


7. 크기

PLC : 소형화 가능

RELAY 제어반 : 소형화 곤란


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