PLC (Programmable Logic Controller) 이해하기.

PLC(Programmable Logic Controller)란 산업 자동화 시스템에서 사용되는 컴퓨터 기반의 디지털 제어 장치입니다. PLC는 전기, 자동차, 석유화학, 철강 등 다양한 산업 분야에서 사용되며, 생산 과정의 자동화를 위해 필수적인 장치입니다. 이번에는 PLC에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

1. PLC의 역사와 개요

PLC는 1968년에 독일의 Werner von Siemens와 미국의 Richard E. Morley에 의해 발명되었습니다. 초기 PLC는 유선 논리 회로를 대체하기 위해 설계되었습니다. PLC는 초기부터 현재까지 지속적으로 발전하여 현재의 고급 제어 시스템으로 발전하였습니다.

 

 

 

PLC는 보통 제어 기능, 프로그래밍 기능, 네트워크 기능, 통신 기능을 갖춘 모듈식 구성을 지니고 있습니다. PLC는 산업 자동화에서 가장 기본적이며, 중요한 부품으로 사용됩니다.

 

2. PLC의 구성 요소

PLC는 보통 다음과 같은 구성 요소를 가집니다.

 

 

2.1. 중앙처리장치(CPU)

PLC의 중앙처리장치(CPU)는 PLC의 핵심 부품으로, 입력 신호와 출력 신호를 처리하는 역할을 수행합니다. CPU는 사용자가 작성한 프로그램을 실행하고 입력 신호를 감지하며, 출력 신호를 발생시킵니다.

 

2.2. 메모리

PLC는 프로그램을 저장하기 위한 메모리를 사용합니다. 메모리는 보통 RAM(Random Access Memory)과 ROM(Read Only Memory)으로 구성되어 있습니다. RAM은 사용자가 작성한 프로그램을 저장하는 데 사용되며, ROM은 PLC 시스템의 운영에 필요한 시스템 프로그램을 저장하는 데 사용됩니다.

 

2.3. 입력/출력 모듈

PLC는 입력/출력 모듈을 사용하여 입력 신호와 출력 신호를 처리합니다. 입력 모듈은 센서, 스위치 등으로부터 신호를 받아들이는 역할을 하고, 출력 모듈은 모터, 밸브 등에 출력 신호를 전달하여 동작시킵니다.

 

 

 

2.4. 프로그래밍 언어

PLC는 사용자가 작성한 프로그램을 실행하기 위해 다양한 프로그래밍 언어를 지원합니다. 주로 사용되는 언어는 Ladder Diagram(LD), Function Block Diagram(FBD), Structured Text(ST) 등이 있습니다.

 

3. PLC의 동작 원리

PLC는 사용자가 작성한 프로그램에 따라 입력 신호를 처리하여 출력 신호를 발생시킵니다. PLC는 다음과 같은 과정을 통해 동작합니다.

 

3.1. 입력 신호 처리

PLC는 입력 모듈을 통해 센서, 스위치 등에서 입력 신호를 받아들입니다. 입력 신호는 디지털 신호나 아날로그 신호로 들어올 수 있으며, PLC는 이를 디지털 신호로 변환하여 처리합니다.

 

 

3.2. 프로그램 실행

PLC는 사용자가 작성한 프로그램을 CPU에서 실행합니다. 사용자는 프로그래밍 언어를 사용하여 PLC의 동작을 제어할 수 있습니다. 프로그램은 Ladder Diagram(LD), Function Block Diagram(FBD), Structured Text(ST) 등으로 작성할 수 있습니다.

 

3.3. 출력 신호 발생

CPU는 프로그램에 따라 입력 신호를 처리하여 출력 신호를 발생시킵니다. 출력 신호는 출력 모듈을 통해 모터, 밸브 등에 전달되어 동작합니다.

 

3.4. 통신 기능

PLC는 다른 장치나 시스템과 통신할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 이를 통해 다른 PLC와 통신하여 분산 제어 시스템을 구성할 수 있습니다.

 

4. PLC의 장점

PLC는 산업 자동화에서 필수적인 장치로 사용되고 있습니다. PLC의 장점은 다음과 같습니다.

 

 

 

4.1. 안정성

PLC는 전기, 기계 등 다양한 산업 분야에서 사용되는 안정적인 제어 장치입니다. PLC는 전원 공급이 중단되거나 장애가 발생하더라도, 자동으로 복구되는 기능을 갖추고 있습니다.

 

4.2. 유지보수 용이성

PLC는 프로그래밍 언어를 사용하여 제어 동작을 작성하므로, 유지보수 용이성이 높습니다. 또한, 필요에 따라 소프트웨어를 수정하여 새로운 동작을 추가할 수 있습니다.

 

 

4.3. 재사용성

PLC는 다른 시스템에 쉽게 재사용될 수 있습니다. PLC는 표준화된 인터페이스를 갖추고 있어 다른 장치나 시스템과 쉽게 연결할 수 있습니다.

 

4.4. 신속한 반응성

PLC는 입력 신호를 빠르게 처리하여 출력 신호를 발생시킵니다. 이를 통해 생산 과정에서 발생하는 문제를 빠르게 감지하고 대응할 수 있으며, 생산 라인의 안정성을 높일 수 있습니다.

 

4.5. 안전성

PLC는 산업용 제어 장치로서 안전 기능을 제공합니다. 예를 들어, PLC는 비상 정지 스위치와 같은 안전 장치와 연동하여 작동 중 재난이 발생할 경우 빠르게 작동을 정지할 수 있습니다.

 

 

 

4.6. 적응성

PLC는 다양한 산업 분야에 적용될 수 있습니다. PLC는 사용자가 작성한 프로그램에 따라 입력 신호를 처리하고 출력 신호를 발생시키므로, 산업 분야에 맞게 적응하여 사용될 수 있습니다.

 

4.7. 경제성

PLC는 적은 비용으로 다양한 기능을 수행할 수 있는 장치입니다. PLC를 사용하면 기존의 전기 제어 시스템보다 비용을 절약할 수 있습니다.

 

4.8. 유연성

PLC는 다양한 입출력 모듈을 지원하므로, 다양한 입력과 출력을 처리할 수 있습니다. PLC는 또한 필요에 따라 프로그램을 수정하여 새로운 동작을 추가할 수 있습니다.

 

4.9. 자동화

PLC는 자동화를 위한 핵심 장치입니다. PLC는 사용자가 작성한 프로그램에 따라 입력 신호를 처리하고 출력 신호를 발생시킴으로써, 생산 과정의 자동화를 가능케 합니다.

 

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