프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)에 대한 심층 분석

산업 자동화의 세계에서 기계와 프로세스를 제어하는 데 중추적인 역할을 하는 핵심 구성 요소는 다음과 같습니다. 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC) . 종종 공장 현장의 "두뇌"로 묘사되는 PLC는 열악한 산업 환경에서 안정적으로 작동하도록 설계된 견고하고 특수한 컴퓨터입니다. 일반적인 작업을 위해 제작된 표준 데스크탑 컴퓨터와 달리 PLC는 실시간 제어, 모니터링 및 데이터 수집을 위해 설계되었습니다. 변함없는 정밀도로 로직, 타이밍 및 시퀀싱 기능을 실행하는 능력은 제조 및 로봇 공학부터 HVAC 시스템 및 신호등에 이르기까지 광범위한 애플리케이션에 없어서는 안 될 요소입니다.

PLC의 아키텍처

PLC 시스템의 핵심은 함께 작동하는 여러 필수 구성 요소로 구성됩니다.

• 중앙 처리 장치(CPU): PLC의 두뇌인 CPU에는 프로세서와 메모리가 포함되어 있습니다. 제어 프로그램 실행, 논리 연산 수행, 통신 관리를 담당합니다. CPU는 지속적으로 입력을 스캔하고 제어 프로그램을 실행하며 출력을 업데이트합니다. 이러한 순환 과정을 "스캔 주기" 실시간 제어의 기본입니다.
• 입력/출력(I/O) 모듈: 이 모듈은 물리적 세계와의 PLC 인터페이스 역할을 합니다. 입력 모듈 센서, 푸시버튼 및 스위치로부터 신호를 수신하여 이러한 실제 신호를 CPU가 이해할 수 있는 디지털 데이터로 변환합니다. 출력 모듈 반대로 CPU의 디지털 신호를 모터, 솔레노이드, 조명 및 밸브와 같은 장치를 작동하는 제어 신호로 변환합니다. I/O 모듈의 유연성 덕분에 PLC를 특정 애플리케이션에 맞게 맞춤화할 수 있습니다.
• 전원 공급 장치: CPU 및 I/O 모듈에 필요한 DC 전원을 제공합니다. 견고하고 안정적으로 설계되어 전기 소음이나 전압 변동이 있는 환경에서도 지속적인 작동을 보장합니다.
• 프로그래밍 터미널: 엔지니어나 기술자가 PLC의 제어 프로그램을 생성, 수정 및 모니터링하는 데 사용하는 컴퓨터 또는 휴대용 장치입니다. 최신 PLC는 일반적으로 IEC 61131-3 표준에 정의된 표준화된 언어를 사용하여 프로그래밍됩니다. 래더 다이어그램(LD) 가장 일반적입니다.

PLC 작동 방식: 스캔 주기

PLC의 작동은 일반적으로 다음 단계를 따르는 연속 스캔 주기에 따라 제어됩니다.

1. 입력 스캔: PLC는 입력 모듈에 연결된 모든 입력 장치의 상태를 읽습니다. 이는 본질적으로 실제 세계의 현재 상태에 대한 "스냅샷"을 가져옵니다.
2. 프로그램 실행: PLC는 사용자가 작성한 제어 프로그램 또는 로직을 실행합니다. 필요한 출력 상태를 결정하기 위해 이전 단계의 입력 데이터를 사용하여 위에서 아래로 왼쪽에서 오른쪽으로 명령을 처리합니다.
3. 출력 스캔: 프로그램 실행 결과에 따라 PLC는 출력 모듈의 상태를 업데이트합니다. 이 작업은 연결된 출력 장치에 제어 신호를 보내 장치를 켜거나 끄고 시작하거나 중지하는 등의 작업을 수행합니다.
4. 하우스키핑: PLC는 내부 진단 및 통신 작업을 수행하여 다음 스캔 주기를 준비합니다.

종종 밀리초 단위로 완료되는 이러한 빠르고 연속적인 주기는 PLC가 산업 환경의 변화에 ​​거의 즉각적으로 대응할 수 있도록 보장하므로 정확하고 시기적절한 제어가 필요한 프로세스에 이상적입니다.

PLC를 선택하는 이유는 무엇입니까? 주요 장점

PLC가 널리 채택되는 이유는 기존 릴레이 기반 제어 시스템에 비해 많은 이점이 있기 때문입니다.

• 신뢰성과 내구성: PLC는 극한의 온도, 진동, 먼지 및 전기 간섭을 견딜 수 있도록 제작되었습니다. 솔리드 스테이트 설계로 인해 움직이는 부품이 없으므로 기계적 고장 가능성이 크게 줄어듭니다.
• 유연성 및 수정 용이성: PLC의 논리는 소프트웨어에 저장됩니다. 제어 프로세스에 변경이 필요한 경우 기술자는 복잡한 릴레이 패널을 물리적으로 다시 배선하는 대신 컴퓨터의 프로그램을 수정하기만 하면 됩니다. 이렇게 하면 엄청난 시간과 노력이 절약됩니다.
• 문제 해결 및 진단: PLC는 강력한 진단 도구를 제공합니다. I/O 모듈의 상태 표시기와 소프트웨어 기반 모니터링을 통해 기술자는 오류를 신속하게 식별하고 찾아내 가동 중지 시간을 최소화할 수 있습니다.
• 확장성: PLC는 간단히 I/O 모듈을 추가하거나 제거하여 확장 또는 축소할 수 있으므로 간단한 기계나 전체 복잡한 생산 라인을 제어할 수 있습니다.
• 고급 기능: 최신 PLC는 단순한 로직 솔버 그 이상입니다. 이 제품은 데이터 로깅, 통신 네트워킹(예: 이더넷/IP, Profibus), 모션 제어, HMI(Human-Machine Interface) 및 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템과의 통합과 같은 고급 기능을 제공합니다.

는 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러 단순한 하드웨어 그 이상입니다. 이는 현대 산업 자동화의 초석입니다. 견고한 디자인, 정밀한 제어 및 소프트웨어 기반 유연성이 결합되어 기업은 전례 없는 수준의 효율성, 안전성 및 생산성을 달성할 수 있었습니다. 업계가 계속해서 스마트 제조와 산업 사물 인터넷(IIoT)을 수용함에 따라 PLC의 역할은 더욱 통합되고 필수적이 될 것입니다.