Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory PLC - 전기공압제어.

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1 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory PLC - 전기공압제어

2 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC 의 정의  PLC(Programmable Logic Controller) 란, 종래에 사용하던 제어반 내의 릴레이, 타이머, 카운터 등의 기능을 IC, 트랜스터 등의 반도체소자로 대체시켜, 기본적인 시퀀스 제어 기능에 수치 연산 기능을 추가하여 프로그램 제어가 가능하도록 한 자율성이 높은 제어 장치.  미국 전기 공업회 규격 (NEMA) 에서는 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통하여 로직, 시퀀싱, 타이밍, 카운팅, 연산과 같은 특수한 기능을 수행하기 위하여 프로그램 가능한 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 디지털 동작의 전자 장치로 정의. * NEMA : National Electrical Manufactrurers Association

3 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC 의 필요성 생산성 향상, 작업의 안정성, 품질 향상, 원가 절감 및 인원 관리의 어려움들을 극복하기 위한 공장 자동화 투자 증대. 80 년대 전반 : 단위 기계의 자동화 90 년대 이후 : 공정에 대한 전반적인 제어 및 관리 자동화를 위한 시퀀스 제어가 반도체 기술의 발전으로 인해 유접점 (Relay 등 ) 회로에서 무점접 회로로 변함에 따라 새로운 제어 장치가 필요하게 됨.

4 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  GM 社의 새로운 제어 장치의 10 가지 조건 1. 프로그램 작성 및 변경이 용이하여 현장에서도 쉽게 동작 시퀀스를 작성, 변경 할 수 있을 것 2. 점검 및 보수가 용이하고 부품은 플러그 - 인 (Plug-in) 방식을 기본으로 할 것 3. Unit 은 릴레이 제어반 보다 신뢰성이 높을 것 4. Unit 은 릴레이 제어반 보다 소형일 것 5. Unit 은 상위 컴퓨터와 데이터 전송이 가능 할 것 6. Unit 은 릴레이 제어반이나 무접점 제어반 보다 가격면에서 유리 할 것 7. 전 입력은 교류 115V 를 표준으로 할 것 8. 전 출력은 교류 115V, 2A 를 공급할 수 있을 것 9. 전체 시스템의 변경을 최소화 하면서 확장이 가능할 것 10. Unit 은 4000 Word 까지 확장 가능한 프로그램 메모리를 가지고 있을 것

5 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC 와 Relay 비교

6 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  1969 년, 마이크로 프로세서 기능을 갖춘 제어기 개발 - 미국의 알렌브레들리 (AB), 모디콘사  70 년 중반, 여러 개의 프로세스를 사용한 PLC 등장  70 년 후반, 16BIT 마이크로 프로세스를 CPU 로 채택한 PLC 개발  1978 년, 정식으로 PLC 라는 이름으로 명명 (NEMA)  80 년 전반, 일반화 및 지능형 I/O 모듈과 고기능 통신장치가 개발  80 년 중반, CIM 의 개념으로 발전  90 년, 퍼지 모듈과 전용 퍼지 제어기가 등장 * CIM : Computer Intergrate Manufacturing( 총합화 생산 시스템 )  PLC 의 변천사

7 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC 의 분류 크기에 의한 분류 소형 ( 또는 마이크로형 ) PLC, 128 개의 입 / 출력점과 2K word 메모리 - 간단한 고수준 기기 제어를 가능 중형 PLC, 2048 개의 입 / 출력점과 32K word 메모리 - 특수 입. 출력 모듈을 이용한 온도, 압력, 무게, 위치 또는 보통 공정 제어 응용되는 모든 형태의 아날로그 기능을 수행 대형 PLC, 16,000 개의 입 / 출력점과 2M word 메모리 - 응용범위가 매우 넓으며, 개별 생산 공정 또는 공장 전체를 제어

8 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory 형태에 의한 분류 : 블록타입, 모듈타입

9 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory

10 분 야 식료산업 제철, 제강산업 섬유, 화학공업 자동차산업 기계산업 상하수도 물류산업 공장설비 공해방지사업 제 어 대 상 컨베이어총괄제어, 생산라인자동제어 작업장하역, 원료수송, 압연라인, 하역운반제어 원료수입출하제어, 직조염색라인제어 전송라인, 자동조립라인, 도장라인, 용접기제어 산업용로봇제어, 공작기계제어, 송 · 배수펌프제어 정수장제어, 하수처리제어, 송 · 배수펌프제어 자동창고제어, 하역설비제어, 반송라인제어 압축기제어 쓰레기소각로자동제어, 공해방지기제어  PLC 의 적용 분야

11 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC 의 구조 (1)  PLC 의 CPU 연산부 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 해독 / 처리 / 실행

12 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC 의 메모리부 메모리 종류에는 ROM 과 RAM 이 있으며, PLC 의 메모리는 사용자 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 시스템 메모리로 구성 사용자 프로그램 메모리 : 제어하고자 하는 시스템 규격에 따라 사용자가 작성한 프로그램이 저장되는 영역으로 ROM 영역 사용. 데이터 메모리 : 입 · 출력릴레이, 보조릴레이, 타이머와 카운터의 접점 상태 및 설정 값, 현재 값 등의 정보가 저장되는 영역으로 RAM 영역 사용. 시스템 메모리 : PLC 제작 회사에서 작성한 시스템 프로그램이 저장되는 영역. * ROM : Read Only Memory, RAM : Random Access Memory

13 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC 의 입 · 출력부 외부 기기와 전기적 규격이 일치해야 한다. 외부 기기로부터의 노이즈가 CPU 쪽에 전달되지 않도록 해야 한다. [ 포토커플러 (photocoupler) 사용 ] 외부 기기와의 접속이 용이해야 한다. 입 · 출력의 각 접점 상태를 감시할 수 있어야 한다.(LED 부착 )

14 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory I/O 구 분구 분부 착 장 소부 착 장 소외부 기기의 명치 입력부 조작 입력제어반과 조작반 푸시 버튼 스위치 선택 스위치 토글 스위치 검출 입력 ( 센서 ) 기계 장치 리밋 스위치 광전 스위치 근접 스위치 레벨 스위치 출력부 표시 경보 출력 제어반 및 조작 반 파일럿 램프 부저 구동 출력 ( 액추에이터 ) 기계장치 전자 밸브 전자 클러치 전자 브레이크 전자 개폐기

15 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  입력부 외부 기기로부터의 신호를 CPU 의 연산부로 전달해주는 역할을 한다. 종류로는 DC24[V], AC110[V] 등이 있고, 그 밖의 특수 입력 모듈로는 아날로그입력 (A/D) 모듈, 고속카운터 모듈 등

16 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  출력부 내부 연산의 결과를 외부에 접속된 전자 접촉기나 솔레 노이드에 전달하여 구동시키는 부분. 종류에는 릴레이출력, 트랜지스터 출력, SSR(Solid State Relay) 출력 등이 있고, 그 밖의 출력 모듈로는 아날로그 출력 (D/A) 모듈, 위치 결정 모듈 등

17 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC 의 구조 (2)  하드 와이어드 (Hard Wired) 와 소프트 와이어드 (Soft Wired)  릴레이 시퀀스와 PLC 프로그램 차이점  사용 접점의 수 및 접점이나 코일 위치의 제한  직렬 처리와 병렬 처리

18 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  GLOFA-GM 의 개요  IEC 표준 언어 도형식 (graphic) 언어 문자식 (text) 언어 SFC(Sequential Function Chart) 현재, GLOFA PLC 는 IL, LD 및 SFC 언어지원. LD(Ladder Diagram) FBD(Function Block Diagram) IL(Instruction List) ST(Structured Text)  국제 규격의 통신 프로토콜 - Open 네트워크를 지향하여 이기종, 멀티벤더간의 통신 가능 - 상위네트워크로 Mini-MAP(5Mbps), Ethernet 채용 - 하위네트워크로 Fieldbus(1Mbps), Device net 채용

19 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  시스템의 구성

20 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  데이터 메모리 구성  변수 표현 방식 : 직접변수, 네임드 (Named) 변수  접두어의 의미 I 입력 위치 (Input Location) 위치 Q 출력 위치 (Output Location) M 내부 메모리 위치 (Memory Location) X 1 비트의 크기 ( “ X ” 문자에 한하여 생략 가능 ) B 1 바이트 (8 비트 ) 의 크기 크기 W 1 워드 (16 비트 ) 의 크기 D 1 더블 워드 (32 비트 ) 의 크기 L 1 롱 워드 (64 비트 ) 의 크기  표현 형식 : % [ 위치 접두어 ] [ 크기 접두어 ] 베이스 번호. 슬롯 번호. N

21 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  메모리 맵

22 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  기본 데이터 형

23 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  네임드 변수의 메모리 할당 : 자동할당, 사용자 정의 할당

24 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  연산처리

25 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  운전 모드 변경

26 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  GM-WIN 사용법  Install 및 set up 하기  실행 하기 - 프로젝트 정의 및 프로그램 정의  소프트 웨어 구조 - 메뉴 - 프로젝트 구성  기본 프로그램 - 입력 접접 / 출력 코일, 펑션 사용법 - 컴파일 하기 - 시뮬레이션 하기 - 전송 하기

27 Hydraulics and Pneumatics Control Laboratory  PLC Kit 각부 명칭