프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)는 모든자동화의 핵심이라 할 수있습니다.
작업 정의에 따라 PLC를 사용하여 다양한 자동화 작업을 경제적으로 수행할 수 있습니다.
PLC의 구조및 기능
1. 제어 엔지니어링의 신호유형
컨트롤러는 인코더 신호에 따라 지정된 기능 순서로 기계 또는 플랜트의 개별 작업을 제어하는 역할을 합니다.
입력과 출력에 사용되는 전기신호는 기본적으로 다음 두개 그룹으로 나눌 수 있음.
이진신호 : 단 2개 신호 상태만 있습니다.
신호상태 '1' = 전압허용 = 예: 스위치 ON
신호상태 '0' = 전압없음 = 예: 스위치 OFF
인코더(Encoder) : 복수의 신호에 중복을 피해 2진수를 부여하고 2진수를 병렬 또는 직렬의 신호의 유무로 표현하는 기능을 갖는 유니트, 콤포넌트, 디바이스 등을 말한다. 기계 기구에 의한 것과 전기 회로에 의한 것이 있다.
기계에 의한 경우는 2진수의 자릿수분 만큼의 노치를 만드는 장소를 갖는 판(코드판)을 병치하고 노치를 탐촉해서 부호화 한다. 디코더의 반대어
#병치 : 두가지 이상의 것을 같은 장소에 나란히 놓거나 동시에 설치함.
#노치 : 구멍 같은 홈 , 급히 단면 형상으로 변화를 주는 부분
인코딩 - 정보의 형식을 표준화, 보안, 처리속도 향상, 저장공간 절약 등을 위해 다른 형식으로 변환하는 처리, 그 방식
인코더 - 인코딩을 수행하는 장치, 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 알고리즘을 (디지털 전자회로) 어떤 부호계열의 신호를 다른 부호계열의 신호로 바꾸는 변환기
컴포넌트(Component): 소프트웨어 개발을 마치 레고 블록을 쌓듯이 쉽게 할 수 있도록 하는 기술
즉, 기존의 코딩 방식에 의한 개발에서 벗어나 소프트웨어 구성단위(Module)를 미리 만든 뒤 필요한 응용 기술을 개발할 때 이 모듈을 조립하는 기술을 말함.
컴포넌트 기술을 활용하면 복잡한 정보 시스템을 신속하게 구축할 수 있으며, 유사한 정보 시스템을 구축할 때 재사용이 가능한 장점이 있다. 특히, 급속도로 변하는 인터넷 환경에서 표준화된 소프트웨어를 만드는 것이 필요하기 때문에 컴포넌트는 매우 중요하다.
제어 엔지니어링에서는 많은 경우 24V 직류가 '제어 전압' 으로 사용된다.
따라서 입력 터미널(컴퓨터의 단말장치)의 전압이 24V 이상인 경우 이 입력의 신호 상태는 '1'이란 의미 이다.
반대로 0V 는 신호상태 '0'을 의미합니다.
이러한 스위칭 기능(a접점)을 '활성 0(Active 0)' 또는 '하위 활성(Active low)' 라고 한다.
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 1'입니다. '활성 0' 인코더의 전형적인 예는 비상 정치 버튼 입니다.
미작동 상태, 즉 비상 정지 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.
#트리거: 특정한 작동을 시작하기 위한 계기를 부여하는 순시 입력
#순시: 아주 짧은 시간
2진수: 이진 신호도 단 2개 값(신호상태), '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.
#디지털 신호: 자료나 정보를 숫자 0과 1로 구성되는 이진법의 조합을 통해 주고받는 신호
이진 신호 1개는 도어 열기/ 도어 닫기 와 같은 2개 값 변수만 기록할 수 있는 반면 이진 신호를 결합하면
번호 또는 숫자를 디지털 정보로 생성할 수 있습니다.
n-2 진수를 조합하여 2n의 다른 조합으로 표시할 수 있습니다.
예를 들어 2개 2진수 2x2로 서로 다른 정보 내용을 4개 표기할 수 있습니다.
0 0 - 정보1 (예를 들어 두 스위치 모두 개방)
0 1 - 정보2 ( 스위치 1 폐쇄 / 스위치2 개방)
1 0 - 정보3 ( 스위치 1 개방 / 스위치2 폐쇄)
1 1 - 정보4 (두 스위치 모두 폐쇄)
아날로그 신호
이진 신호는 단 2개의 신호상태, 즉 전압 존재 '24V 이상 전압 존재' 와 '0V로 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.
트랜듀서를 사용하여 이 변수들을 전압, 전류 또는 저항으로 변경할 수 있습니다. 에를 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.
PLC로 아날로그 값을 처리하려면 입력된 전압값, 전류값 또는 저항값을 디지털 정보로 변경해야 합니다.
이러한 변환을 아날로그-디지털(A/D변환)이라고 합니다.
예를 들어 전압 값 3.65V는 일련의 2진수 형식의 정보로 저장됩니다.
디지털 디스플레이에 사용되는 2진수의 수가 많을 수록 해상도는 더 정밀해집니다.예를 들어 0~ +10V의 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 4개의 범위로 나눌 수 있습니다.
일반적인 A/D 변환기는 8비트 또는 11비트를 사용하여 변환합니다.
이경우 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)
일반분해능 모드 : -4096~ 4095
고분해능 모드: -12288~ 12287, -16384~16383