전자기력은 강력, 약력, 중력과 함께 세상을 구성하는 네가지 기본 힘 중 하나다. 보통 전자기력을 설명하기 위해서 전기장이나 자기장과 같은 개념을 사용한다. 그전까지는 서로 상관이 없는 것으로 생각되어 왔던 전기력과 자기력을 패러데이의 실험결과를 토대로하여 제임스 클러크 맥스웰이 수학적으로 엄밀한 정의를 내려 통일해내어 전자기력을 정립하게 되면서 만들어진 학문.
전기장
양털로 만든 옷감에 플라스틱 빗을 여러번 문지른 후 머리카락에 갖다 대면 머리카락이 빗에 달라 붙는 것을 볼 수 있다.
이와 같이 물체가 전기를 띄게 되는 것을 대전 되었다고 한다.
대전: 어떤 충격 또는 마찰에 의해 전자들이 이동하여 양전하와 음전하의 균형이 깨지면 다수의 전하가 겉으로 드러나게 되는 현상
대전원인: 원자를 구성하는 전자가 원자로부터 받는 전기력의 크기는 물체에 따라서 서로 다른 종류의 물체를 붙였다가 떼어내면 전기력이 약한 물체에서 전기력이 강한 물체로 전자가 대전하는 것이다.
대전열: 어떤 물체를 마찰하였을 때 전자를 잃기 쉬운 순서대로 나열한 것, 한마디로 대전열이 큰 물체가 (+)로 대전되기 쉽고, 작은 물체가 (-)로 대전되기 쉽다. 큰물체의 예로 털가죽>상아>유리>명주>나무>고무>플라스틱>유황>에보나이트 순 (+)로 대전되기가 쉽다.
고대 그리스 시대의 철학자 탈레스는 호박을 마찰하면 호박에 작은 물체가 달라 붙는 것을 관찰하였다. 전기를 뜻하는 영어 electicity 는 호박을 뜻하는 그리스어에서 온 것으로 추정된다.
위에 든 예와 같이 두 물체를 마찰하여 대전된 전기를 정전기 라고 하는데, 정전기가 대전되는 까닭은 물체를 이루는 원자가 지니는 전자 가운데 일부가 적은 에너지로도 쉽게 원자에서 벗어날 수 있기 때문이다.
이렇게 원자로부터 벗어나 움직이는 전자를 자유 전자 라고 한다. 금속과 같이 자유전자를 많이 지닌 물질은 언제나 전자들이 쉽게 이동하기 때문에 대전되었더라도 다른 물체와 닿게 되면 전기가 쉽게 전달되어 버린다. 이런 물체를 도체라고 한다.
반면에 고무나, 유리와 같은 물질은 자유전자가 매우 적어서 한번 대전되면 전하를 비교적 오랫동안 유지하게 된다. 이런 물체를 부도체라고 한다. 물질 가운데에는 상태에 따라 도체와 부도체의 성질을 모두 가질 수 있는 것도 있다. 이런 물질들은 반도체라고 부른다, 반도체는 최근 여러전자 제품에 널리 사용되고 있다.
전기에는 서로 다른 두 종류의 전하가 있어서 같은 것은 밀쳐내고 다른 것과는 끌어당긴다. 18세기 미국의 과학자이자 정치가였던 벤저민 플랭클린은 두 전하를 한쪽은 양전하, 다른 쪽은 음전하 라고 이름 붙였다.
이런 척력과, 인력의 크기는 물체가 갖고 있는 전하의 양과 두 물체 사이의 거리에 관계된다. 이렇게 정전기로 대전된 두 물체 사이에 작용하는 힘은 쿨롱의 법칙으로 계산될 수 있다.
어떤 공간에 대전된 한개의 물체가 있다고 할 때, 이 물체 근처로 지나가는 다른 대전된 물체는 쿨롱의 법칙에 따라 서로의 거리가 가까워 질수록 더 강한 힘을 받게 된다.
반대로 일정거리 이상 멀어지면 두 전하 사이의 힘은 무시될 수 있을 정도로 작아질 것이다. 이렇게 하나의 전하에서 만들어지는 전기력이 영향을 미치는 범위를 전기장 이라고 한다.
세기는 어떤 위치에 있는 물체가 단위 전하당 얼마만큼의 힘을 받는지로 게산한다. 국제단위계로 나타내면 쿨롱당 뉴턴, 즉 N/C 로 나타낸다.
물체에 고여있는 정전기와 달리 전류는 양전하에서 음전하로 흐르는 전기의 흐름이다.
1800년 이탈리아의 과학자 알레산드로 볼타는 황산 수용액에 구리막대와 아연막대를 담은 후, 두 막대를 금속선으로 이어 전지를 발명하였다.
볼타 전지는 최초로 전류를 지속적으로 공급하는 장치였다.
자기장
고대 중국에서는 자석에 철이 달라붙는 다는 사실과 자석이 남북을 가리킨다는 사실을 알고 있었다.
고대 중국인들은 이러한 성질을 이용하여 나침반을 만들어 사용하였다. 나침반은 세계 여러 곳에 전파되어 항해에 필수적인 장비가 되었다.
자석은 저하와 같이 같은 극끼리는 밀치고, 다른 극끼리는 잡아당기는 힘이 작용한다. 관례적으로 자석에서 북극을 가리키는 쪽을 N극, 반대편을 S극이라고 한다.
물질이 자기를 띄게 되는 것은 원자가 스스로 전류 고리를 갖기 때문이다. 원자핵의 자전과 원자핵 주변을 돌고 있는 전자의 공전과 자전때문에 원자에 전류 고리가 생기고, 이 때문에 원자 자체에 N극과 S극의 성질을 나타내는 자기쌍극자가 형성된다. 전기의 기본 단위인 전하가 음전하 또는 양전하 홀로 존재할 수 있는 것과는 다르게 자기는 자기쌍극자에 의해 발생하는 현상이기 때문에, 기초 단위에서부터 N극과 S극이 동시에 존재한다.
자석에 철과 같은 물질이 달라붙는 현상을 자기라고 하고, 자석에 달라붙는 물질을 자성체 라고 한다.
널리 알려진 자성체로는 철 이외에 니켈과 같은 것이 있다.
자기에 반응하지 않는 물질은 비자성체라고 하며, 이 외에 자석에 아주 약하게 반응하는 알류미늄,크롬 과 같은 물질은 상자성체, 구리, 금, 은과같이 자석이 가까이 가면 약하게 반발하는 물질은 반자성체라고 한다.
대부분의 물질은 원자단위의 자기쌍극자가 무질서하게 놓여져 있기 때문에 서로간의 자기가 상충되어 자성을 띄지 않지만, 철이나 니켈같은 물질들은 원자의 배열이 자기가 한쪽 방향으로 정렬되기 쉽도록 되어 있어서 쉽게 자성을 띄게 되고 한번 자석이 되면 계속하여 자성을 유지하게 된다. 자성을 잃지 않고 계속 지니는 자석을 영구 자석이라고 한다
철 막대를 자석의 한 극으로 내려 치면 철 원자의 자기쌍극자가 한쪽으로 정렬되어 영구 자석이 된다. 한편 영구 자석이 된 철이라고 하더라도 약 770도가 되면 자성을 잃는데, 열에 의해 원자가 무질서하게 운동하기 때문이다.
전기장과 마찬가지로 자기가 미치는 공간을 자기장이라고 한다.
위에 설명한 바와 같이 자기의 단위 자극인 자하는 전하와 달리 홀로 존재하지 않고, 언제나 쌍극자로 존재하므로 N극에서 나와 S극까지 이어지는 하나의 자기 흐름을 생각할 수 있다.
이렇게 하나의 폐곡선으로 연결되는 자기 흐름을 자기력선이라고 하는데, 자기장은 일정 공간에 자기력선이 얼마나 많이 모여있는지와 그렇게 모인 자기력선이 얼마나 센 지를 고려하여야 한다. 자기력선이 일정 공간에 얼마나 많이 모여 있는지는 자기 선속 밀도 라고 하며, 관례적으로 B로 나타낸다. 한편 특정 위치에서 자기장의 세기는 H로 나타내는데, 그곳에 놓인 자하가 받는 힘을 뜻한다
국제단위계에서는 자기장의 단위로 테슬라(T)를 사용하지만 일반적으로는 가우스(G)가 더 많이 쓰인다.
자기장의 경우에 자기 선속 밀도와 자기장의 세기가 다른 까닭은 자기장이 통과하는 매질마다 자기장을 전달하는 비율이 다르기 때문이다.
어떤 물질이 자화되어 자기장을 전달하는 비율을 투자율이라고 하고, 그리스문자 아래처럼 나타낸다.
상충: 맞지 아니하고, 서로 어긋나게되다. 선속 밀도: 공간에서의 어떤 물리적 성질의 흐름 , 밀도 자화: 자석의 성질을 갖게 됨.
자기쌍극자: 자기장속에서 토크의 크기를 결정짓는 물리량, N극과 S극을 갖는 작은물체, 쉽게생각하면 극히 작은 막대자석 전류고리(자기쌍극자)의 자기력선
전자기 유도
전기와 자기는 아주 오래전부터 알려진 현상이었지만, 이 둘이 사실은 같은 상호 작용 이란 것은 19세기 와서야 밝혀졌다. 1820년 덴마크의 과학자 한스 크리스티안 외르스테드는 전류가 흐르는 도선 가까이 나침반을 두면 나침반의 바늘이 가리키는 방향이 변하는 것을 관찰하고 전류와 자기 사이에 연관이 있음을 밝혀냈다.
프랑스의 과학자 앙드레마리 앙페르는 외르스테드의 논물을 읽고 자신도 같은 실험을 하여 전류가 흐르는 도선에 생기는 자기장의 방향을 관찰하였다. 앙페르는 전류가 오른손의 엄지손가락방향으로 흐를 때 자기장은 나머지 네손가락을 말아쥔 방향으로 형성된다는 것을 밝혔는데, 오른손 엄지를 위로 치켜든다면 나머지 말아쥔 네 손가락은 반시계방향을 나타내게 된다. 이러한 발견은 앙페르의 오른나사 법칙이라는 이름으로 널리 아려지게 되었고, 훗날 수리 모형이 만들어져 앙페르의 회로 법칙이 수립되었다. 182년 영국의 과학자 윌리엄스터전은 전류에서 발생하는 자기장을 이용하여 전자석을 만들었다. 스터전이 처음 만든 전자석은 말굽 모양의 철심을 자기 코어로 이용한 것이었다. 스터전은 자기 코어에 굵은 구리 전선을 18번 감아 전자석을 만들었다. 당시에는 오늘날과 같은 절연체가 없었기 때문에, 스터전은 구리 도선에 바니시를 발라 절연체로 사용하였다.
전류가 자기장을 만든다는 사실이 알려지자, 자기장에서도 전류를 만들 수 있지 않을까 하는 의문을 갖는 것은 어찌보면 당연한 것이었다. 1831년 마이클 패러데이는 자석을 도선 가까이에서 움직이면 전류가 생긴다는 것을 밝혀내었다. 패러데이는 영구자석이든, 전자석이든 자기장을 형성하는 것이기만 하면 도선 가까이에서 움직이면(즉, 자기장의 변화가 일어나면) 전류가 생긴다는 것을 알아내고, 이를 정리하여 패러데이 전자기 유도 법칙을 발표하였다.
자기에서 전기가 유도 될 수 있다는것이 알려지자 이것을 이용한 많은 기술들이 발명 되었다.
니콜라 테슬라는 전자기 유도를 이용하여 교류발전기를 발명하였다.
맥스웰 방정식
1864년 제임스 클러크 맥스웰은 기존의 전기와 자기에 대한 이론의 수리 모형들을 약 20개의 방정식으로 정리하였다.
맥스웰은 나중에 의미가 같은 방정식들은 과감히 생략하고 본질적인 네개의 방정식으로 정리하였다. 이를 맥스웰 방정식이라고 한다.
맥스웰 방정식이 다루는 전자기학의 법칙은 다음과 같다
1. 가우스법칙: 가우스의 법칙은 전하에 의해 만들어지는 전기장의 에너지를 나타낸다. 이는 본질적으로 쿨롱의 법칙과 같은 결과를 나타내게 된다. 그러나 가우스의 법칙은 두개의 전하에 작용하는 힘을 계산하는 쿨롱의 법칙과 달리 하나의 전하만을 고려할 때에도 그에 따른 전하량을 게산할 수 있다.
2.가우스 자기법칙: 자기는 언제나 N극과 S극이 동시에 존재하므로, 닫힌 곡면을 지나는 자기량은 곡면안으로 들어가는 것과 통과하여 나오는 것이 언제나 같게 된다. 자기력은 벡터이기 때문에 들어가는 자기량과 나오는 자기력의 합은 언제나 0이 된다.
3. 패러데이 전자기 유도법칙: 도선 주변에서 자기장이 변화하면 전류가 생기는데, 이렇게 전류가 발생하도록 하는 힘을 기전력이라고 한다. 패러데이의 전자기 유도 법칙은 자기 선속 밀도의 변화와 기전력의 관례를 수리적으로 정리한 법칙이다.
4. 앙페르 회로 법칙: 앙페르는 전류 주변에 흐르는 자기장의 세기를 예측할 수 있는 수리 모형을 만들었다. 하지만 앙페르가 만든 방정식은 불완전한 면이 있었기 때문에 맥스웰은 이를 개선하여 새로운 방정식으로 대체하였다. 이 때문에 수정된 앙페르 회로 법칙은 앙페르-맥스웰 회로법칙이라고 불리기도 한다.
: 전기를 끊을 때 갑자기 절단시키면 흐르던 전류가 갑자기 큰 저항(공기)을 만나 계속 흐르려는 성질(관성의법칙)에 의해 큰 저항이 걸려 빛과 열이 발생함
Spark(스파크)
:전기를 넣을 때 전위차로 인해 생기는 정전기, 두 전하가 내버려두지 않고 어느 정도 이내의 거리로 오면, 전하의 평형을 유지하려는 특성에 따라 빛과 열이 발생
전하: +전하, -전하, 전기를 짊어졌다는 뜻으로 , +전하를 띈 원자핵, -전하를 띈 전자로 이루어지면 원자가 됨. 같은 종류의 전하 사이에서는 척력(밀어내는힘), 다른종류의 전하 사이에서는 인력(잡아당기는힘)이 작용함
매질의 절연이 파괴되어 절연매질을 통해서 전류가 흐른다는 점에서는 Arc나 Spark나 같다. 그러나 일반적으로 Spark는 그런 현상이 순간적으로 일어나는 것을 의미하고, Arc는 그런 방전이 지속적으로 유지되는 것을 말한다.
매질은 어떤 파동 또는 물리적 작용을 한 곳에서 다른 곳으로 옮겨 주는 매개물이다. 예를 들어, 소리의 매질은 일반적으로 공기이지만, 액체 또는 고체도 포함한다.
절연은 도체(導體) 사이에 부도체를 넣어서 전류 또는 열의 전도(傳導)를 끊는 것.
부도체는 열이나 전기를 전달하기 어려운 물체. 유리·에보나이트·솜·석면 등. 불량 도체. 절연체
정전기는 움직이지 않는 전기다 전기가 흐르면 동전기다. 하지만 우리는 그냥 전기라 부른다. 반대로 전기가 흐르지 않고 멈춰 있으면 그것은 정전기다. 그리고 그 정전기가 갑자기 빠르게 딴 곳으로 이동했다면, 그것이 바로 "정전기 방전"이고, 우리가 흔히 말하는 정전기다.
전자란 음(-)전하를 가지고 있는 기본입자로, 원자핵과 함께 원자를 이룬다. 원자는 모여 분자가 되고, 분자가 모여 단백질 등등이된다 (전자<원자<분자)
전기란 전자의 이동을 말하므로, 정전기는 따지고보면 전자가 멈춰 있는 것이다. 그렇다는 전자는 왜 한곳에 모여 멈춰 있는 것일까? 바로 두 물체의 마찰 때문이다. 성질이 다른 두 물체를 서로 마찰 시키면, 한쪽으로 전자가 몰리는 현상이 발생한다. 즉 전기적으로 평형하지 않는 상태가 되는 것이다. 계속 문지르면 점점 더 평형하지 않는 상태가 된다. 그러면 두 물체는 서로 전기적으로 평형상태로 되돌아 가려 한다. 이 때 두 물체를 살짝 닿게 하면, 빠르게 전자가 이동하며 다시 전기적으로 평형한 상태가 되는데 이 때 발생하는 것이 정전기(또는 정전기 방전)현상이다.
정전기 방전이란? 서로 다른 양의 물이 담긴 양동이를 연결할 경우, 같은 수위로 물의 양이 조절되는 것 처럼 전자의 수가 서로 다른 물체를 연결하면, 전자가 적은쪽으로 이동하여 서로 평형을 이루게 된다. 이렇게 평형상태가 되는 것을 방전이라 한다.
정전기를 방지하는 방법: 접지 보통 물체는 전기적으로 중성(평형)을 띄고 있다. 하지만 마찰이 발생하면 전기적으로 (+)또는 (-)가 되는데, 우리는 이것을 대전체라 한다. (이 현상을 대전이라 한다). 그리고 정전기 방전은 대전체에 다른 물체를 가져 갔을 때 다시 전기적으로 중성인 상태로 되돌아 가는 현상이라고 배웠다.
정전기를 방지할 수 있는 방법은 전자가 쌓이지 않고 무언가로 빠질 수 있게 하는 것이다. 이것은 대전된 도체를 용량이 큰 다른 도체에 연결해, 지속적으로 방전을 시켜준다는 뜻이다. 물론 용량은 상대적이긴 하지만, 보통 땅(지구)에 연결하는게 일반적이다. 이보다 용량이 큰것이 어디 있겠는가? 그래서 영어로는 ground, 또는 earth 라고 쓰는거다
전류는 직류(DC, Direct Current)와 교류(AC, Alternating Current) 두 종류가 있다.
직류는 높은 전위에서 낮은 전위로 전류가 연속적으로 흐른다. 교류는 시간에 따라 주기와 방향이 끊임없이 바뀌는 전류이다. 아래의 이미지가 잘 설명 해주고 있다. 직류는 전자가 한 방향으로만 흐르지만, 교류는 전자가 방향을 바꾸어가면서 왔다,갔다 하고 있다.
직류교류
교류 개념
교류 전기 라는 개념을 이해하는데 정말 오래 걸렸다.
전압이 변한다는 것이 전자가 왔다갔다 하는데, 어떻게 에너지가 전달될 수 있을까? 한전에서 우리집까지 교류를 전송한다면 그렇다면 전자가 매번 전압이 바뀔 때마다 우리집으로 왔다 발전소로 돌아가나?
여기서 중요한 것은 "전자의 흐름"과 "전류의 흐름" 은 다르다는 점이다.
한국전력과 우리집 사이의 도선에는 수만개의 도선이 있다. 이 도선의 전자는 순서대로 하나씩 움직이며, 이때 전기에너지는 발생한다. 굳이 발전소의 위치한 A전자가 우리집에 와야지 전력이 생산되는 것이 아니라, A전자가 1M를 움직이면 전자가 줄줄이 움직이고, 이때 전류는 흐른다고 표현한다.
전자의 방향이 어떻든, 전자의 움직임이 곧 전기에너지를 생산한다.
한전에서 매번 전압이 바뀔때마다, 우리집까지 전자가 왔다갔다 하는 것이 아니라, 전자가 줄지어 움직이는 방향만 변화하는 것이다.
교류는 끊임없이 극성과 전압이 변화한다. 그렇기 때문에 전압이 "0"이 되는 순간이 있으며, 이 때 에너지는 "0"이 되는 순간도 있다. 교류는 "주파수"를 가지며, 우리나라 교류 전류의 표준 주파수는 60Hz이다. 실제로 형광등의 경우 계속 켜지는 것 같지만, 1초에 60번 껐다 켜졌다를 반복한다.
전류전쟁 (War of Current) 초기 전기시장의 주도권을 가지고 에디슨과 테슬라 사이의 싸움은 역사적으로 유명한 사건이다. 에디슨은 직류전기의 "안정성"을 주장하였고, 테슬라는 교류전기의 "경제성"을 주장하였다.
에디슨- 전류방향이 일정하고, 전류가 흐르면서 전압이 변동이 전혀 없기 때문에 안정적이다. 교류는 주기적으로 파형이 변화하면서, 서지(교류에서 전압이 폭증하는현상)와 같은 현상이 있을 수 있고, 이는 사용자에게 매우 위험하다.
테슬라- 교류는 그 자체가 전압이 수시로 변경 된다. 전압 변경이 매우 쉽다. 다량의 전류를 장거리 송전하려면, 저항에 의해서 송전손실이 발생한다. 이를 최소화 하려면 옴의법칙(R=V/I) 에 의해서 전압을 높혀야 한다.
사업가로써 에디슨이 더 성공하였지만, 위 전류전쟁에서는 테슬라가 승리하였다. 우리가 대부분 교류로 송전받고 있다. 지하철과 같이 특수한 경우는 직류로 송전받고, 또 전화선도 직류로 작동한다. 전기제품(냉장고,세탁기 등) 교류로 전환없이 사용하지만, 전자제품(TV,컴퓨터)을 낮추어 직류로 만들어 사용한다.
QJ71E71-100 : MELSEC-Q 시리즈의 QJ71E71형 Ethernet 인터페이스 모듈은 Q시리즈 PLC를 Ethernet(10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T) 의 TCP/IP , UDP/IP 통신 프로토콜을 이용하여 PC나 워크스테이션 등의 상위 시스템 및 PLC간을 접속하기 위한 PLC측 인터페이스 모듈
(1) MELSEC 커뮤니케이션 프로토콜에 의한 교신 - MC 프로토콜에서는 상위 시스템에서 PLC의 디바이스 데이터나 프로그램 파일을 읽기/쓰기 할 수 있습니다. 이 프로토콜은 모두 상위 시스템에서의 요구에 근거하여 데이터를 송수신하는 수동적인 프로토콜, 회선 접속후의 데이터 교신용 시퀀스 프로그램을 필요로 하지않음 별매의 통신지원 툴을 사용함으로써, MC프로토콜 통신 프로그램을 작성할 수 있음 GX Works2의 PLC Ethernet 접속도 MC프로토콜 입니다.
(2) 고정 버퍼에 의한 교신 - PLC간 또는 PLC와 상위 시스템간에서 최대 1K 워드분의 임의의 데이터를 송신 또는 수신할 수 있습니다. Ethernet모듈에는 1k워드의 고정 버퍼 데이터 영역이 16개 준비되어 있으며, 각각을 임의의 기기와 송신용 또는 수신용 버퍼로서 할당하여 사용합니다. MC프로토콜에 의한 교신이 수동적인 교신인데 반해서 고정 버퍼에 의한 교신은 능동적인 프로토콜입니다. 통상 우리가 Ethernet통신을 하는 교신 방법입니다.
Ethernet Protocol 종류 (1) TCP(Transmission Control Protocol): 네트워크에 접속된 PC/워크스테이션, PLC사이의 교신으로 데이터의 신뢰성 혹은 확실성을 보증하는 프로토콜, 커넥션(논리회로)을 확립함으로써, 논리 접속을 실행하고, 마치 상대 기기간에 하나의 전용 회선이 확립되어 있는 것처럼 됩니다. Ethernet 모듈에서는 커넥션을 최대 16개까지 확립할 수 있으며, 복수의 버퍼 동시 통신이 가능합니다.
(2) UDP(User Datagram Protocol): 네트워크에 접속된 PC/워크스테이션, PLC간의 교신에서 데이터의 신뢰성, 확실성이 보증되지 않은 프로토콜, 따라서 상대 노드에 데이터가 도달하지 않는 경우라도 재송신은 실행할 수 없습니다. 커넥션 없이 통신하므로 고속통신이 가능합니다.
(3) IP(Internet protocol): 데이터그램 형식으로 통신 데이터를 송수신합니다. 통신 데이터의 분할, 조합 기능이 있음.
(4) FTP(File Transfer Protocol): 파일을 전송하기 위한 프로토콜 , PLC, CPU의 파일을 업로드, 다운로드 할 수 있음
(5) DNS(Domain Name System): IP 어드레스를 사용자가 기억하기 쉬운 명칭으로 번역하는 시스템입니다. 기타, ARP(Address Resolution Protocol), ICMP(Internet Control Message Protocol), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), POP3(Post Office Protocol Ver3) 등이 있음.
QJ71LP21-25: 라인장비에서 다수의 PLC로 장비를 구동시킬 경우, PLC간의 인터페이스가 필요한데, 이때 사용하는 통신의 한 방법으로 QJ71LP21-25 모듈을 사용한 광통신이 있다. CC-LINK 통신보다는 워드데이터 처리량이 많고, 이더넷 통신보다 처리속도가 빠르고 통신거리가 길다는 장점이 있다.
통신을 하기전에 장비간에 어떻게 인터페이스를 주고받을 것인지, 로컬별 혹은 LAYOUT을 기준으로 데이터 영역설정을 어떻게 설정할지에 관해 시운전자가 결정을 해두는 것이 가장 중요하다.
예를 들면, 통신을 사용할 명확한 가이드라인이 설정되어야 통신모듈 구매 및 케이블 길이선정, 수량이 도출 되기 때문이다.
무슨 통신인든, 어떻게 통신할 것인가 하는 의문점을 갖는 것이 제일 중요하다.
Ethernet, MELSECNET 셋팅
2개 체크
Operation Setting (작동 설정) - Ethernet모듈을 사용하기 위한 모듈의 공통사항에 대해 설정. Ethernet 모듈의 초기화 처리에 필요한 설정이기 때문에, 반드시 설정해야 한다.
Communication Data Code - 통신 데이터 코드를 선택 Initial Timing - 이 설정은 "TCP"(수동열기) 또는 "UDP"가 있는 연결의 열기 타이밍을 구성합니다. (1) Do not wait for OPEN (Communications impossible at STOP time) : OPEN을 기디리지 마라,(Stop시간에 불가능한 통신) 프로그램을 사용하여 연결하거나 닫습니다. 스위치가 켜져있는 동안 통신을 수행할 수 없습니다. CPU모듈이 STOP으로 설정되어 있습니다. (2) Always wait for OPEN (Communication Possible at STOP time) : 항상 열기를 기다립니다. (STOP 시간에 통신가능) 연결은 항상 "Open System" 매개 변수에 따라 열린 상태를 기다립니다. (이것을 프로그램을 사용하여 열거나 닫습니다) 전원을 켜는 동안 통신을 수행할 수 있음.
IP Adress Setting (1) input Format: IP주소 입력형식 선택 (2) IP address : 자국의 IP주소를 설정
Send Frame Setting : 송신프레임 설정 , 데이터 링크 계층에 대한 이더넷 헤더의 프레임을 선택 Enable Online Change: 연결된 장치에서 MC에 데이터를 쓸 수 있는지 여부 선택 (CPU모듈이 RUN상태인 동안 프로토콜 통신) TCP Existence Confirmation Setting: TCP 설정확인, TCP/IP 통신에서 활성, 검사방법을 선택
다음 Open Setting 설정
연결된 장치와의 데이터 통신을 위한 연결을 열도록 설정 구성
설정 완료 후 End
IP Address/Port No. Input Format : IP주소 및 포트 번호의 입력형식 선택 Protocol : 연결된 장치 통신프로토콜을 선택 Open System : "Protocol"에서 "TCP"를 선택한 경우 이 항목을 설정 (Unpassive: 네트워크에 연결된 모든 장치의 연결에서 수동 열기 프로세스를 수행, Fullpassive: IP로 지정된 연결 장치의 연결에서 수동 열기 프로세스를 수행 )
Fixed Buffer: 고정 버퍼를 사용하는 통신의 경우 버퍼 사용 여부를 선택, 연결된 장치와의 연결 또는 전송 그렇지 않을 때 고정 버퍼를 사용하여 통신을 보내려면 보내기 선택
Fixed Buffer Communication : 고정 버퍼를 사용하여 통신 할 통신 방법을 선택하십시오.
Refresh Parameters - 링크 장치 데이터(LB,LW,LX,LY)를 전송하는데 사용 됩니다. 네트워크 링크 모듈의 장치(X,Y,M,L,T,B,C,ST,D,W,R,ZR) 시퀀스 프로그램의 동작을 위한 CPU모듈, 사용하지 않는 링크 장치의 네트워크 새로고침을 제거함으로써 시퀀스 프로그램의 스캔 시간도 단축 될 수 있습니다. 링크 장치를 사용하여 링크 장치를 다른장치로 전송할 필요가 없으므로 시퀀스프로그램, 프로그램의 단계의 수가 줄어들고 이해하기 쉽다.
Refresh Parameter 에는 LX / LY 포인트에 대한 기본 설정이 없습니다. 포인트 수를 설정하지 않은 CPU는 입출력 할 수 없다.
Assignment method - 할당방법, Point/start 방식, Start/End 방식 Default: Start/End
Transient transmission error history status - 일시적인 전송 오류 기록상태, 오류기록을 덮어쓸지, 또는 유지할지 선택
Link side : LX, LY, LB. LW PLC side : X, Y, M, L, T, B, C, ST, D, W, R, ZR
단, 링크측이 LX인경우, PLC side 는 C,T 및 ST를 선택할 수 없습니다. 포인트/시작/종료 값을 16포인트 단위로 설정 하십시요
컴퓨터는 기계이다. 이 말의 의미는 생각할 수 있는 두뇌가 없다는 뜻이다. 단순히 데이터를 저장할 메모리와 이를 처리하는 연산장치, 그리고 입출력 장치로 구성되어 있다.
여기서 우선 알아야 할 것은 데이터이다. 컴퓨터는 전원을 이용한 기계이기 때문에, 전원이 On 되었을 때(충전), 혹은 전원이 OFF(방전) 되었을 때의 두 가지 상태만을 감지할 수 있다.
이것은 간단히 2진수로서 표현이 있다. 2진수 한 자리는 두 가지 상태의 정보를 표현 가능하다. '1'과 '0'이 바로 그것이다.
데이터를 저장할 메모리 소자가 충전 혹은 방전되거나 하는 상태를 기점으로 1과 0이 세트 되게 된다.
8bit 란?
1개의 비트는 단순히 2가지 상태만을 저장할 수 있기에 정보 저장에 있어서 매우 단편적인 것만을 나타낼 수 있다.
그렇다면 두 가지 비트를 쓰면 어떨까?
2진수 10진수
00 0
01 1
10 2
11 3
앞의 내용과 마찬가지로 2자리의 비트는 4가지 상태의 정보를 표현할 수 있다. 그런데 컴퓨터에서는 보통 8개의 비트를 모아서 8비트를 자주 사용한다. 8비트는 0에서 255까지 모두 256개의 상태를 표현할 수 있다.
00000000 0
00001111 16
11111111 255
2) 바이트(Byte)
이제 좀더 큰 단위의 데이터 크기를 알아보자. 앞서 말했던 비트는 실제로는 너무나 작은 단위이다. 그래서 이를 8개씩 모아서 사용하는 경우가 많다. 그리고 이것을 1바이트라고 부른다. 또한 1 캐릭터(charactor)라고도 한다.
1Byte = 8bit
2Byte = 16bit
3Byte = 32bit
4Byte = 64bit
1바이트는 1캐릭터 라고도 불리운다. 이것은 1바이트를 가지고 한 개의 문자(Charactor)를 표현할 수 있기 때문이다. 물론 영어권의 경우이고 한글과 같은 동양권의 문자를 표현하기 위해서는 한 문자당 2바이트가 사용된다. 우리의 한글 코드가 2바이트 조합형이니 완성형이니 하는 말이 있는 이유가 이 때문이다.
영어권은 정확하게 말하면 8비트(1바이트)가 아닌 7비트 만으로 표현이 가능하다. 7비트의 경우 0~127개의 정보 표현이 가능하며, 특수 문자 및 알파벳을 표현하고도 남기 때문이다.
이런 이유로 우리의 한글과 영어권간에 원초적인 한글 솔루션 문제가 발생한다.
16진수 표현법:
1Byte에 기록된 데이터의 최대 크기는 2진수로 하면 '1111 1111'이다. 실제 사용에 있어서는 이렇게 표기하지 않고 'FF'로 나타낸다. 2진수 4자리가 1개의 16진수로 표현될 수 있기 때문이다. 따라서 1Byte는 8개의 2진수가 아닌 2개의 16진수로 표현된다. 그래서 2진수로 표기하지 않고, (물론 컴퓨터는 2진수 단위로 이해한다. 16진수는 사람이 보기 편리하기 위해 그렇게 디스플레이 하여 사용하는 것 뿐이다) 16진수로서 표기해서 사용한다.
여기에 더해서 한가지 추가하고자 한다면 워드(Word)라는 것이 있다. 1워드는 4바이트로 이루어진다.
따라서 2워드(Word) 는 8바이트(Byte)인 셈이다.
보다 큰 데이터 크기 표현
데이터의 크기를 표현하는 방법에는 비트와 바이트, 워드가 있지만 이들이 표현할 수 있는 크기는 매우 작다. 그렇다면 보다 큰 단위는 어떻게 표현할까?
여기에는 접미어로서 붙는 단위가 있으며, 각각 K(Kilo), M(Mega), G(Giga), T(Tera) 등이다.
1024 bit = 1Kbit
2048 Byte =2KByte
4096 KByte = 4MByte
1024 MByte = 1GByte
1024Gbyte = 1TByte
여기서 무언가 한가지 규칙을 발견할 수 있을 것이다. 바로 우리가 흔히 알고 있는 천의 단위가 컴퓨터에서는 1024라는 것이다. 기존의 1000을 기준으로 하게 된다면 많은 오차가 발생하게 된다. 이런 오차는 실제로 컴퓨터의 하드디스크에서 자주 발생한다. 하드디스크 제조회사의 저장 용량 표기와 실제 사용량이 차이가 발생하는 것은 이런 표기 방법에 따른 오차에 기인한다. 하드 제조업체들은 용량 표기를 1000을 단위로 하는 경우가 대부분이기 때문이다. 요즘 흔히 사용되는 하드디스크의 용량은 6.4GByte 때이다. 이것을 비트로 환산해보면 어마어마한 양이 될 것이다.
