< 생산자동화 기능사 실기수준 >

Presentation on theme: "< 생산자동화 기능사 실기수준 >"— Presentation transcript:

1 < 생산자동화 기능사 실기수준 >
PLC 및 자동화설비 < 생산자동화 기능사 실기수준 >

2 자동화란? 사람이 직접 하던 일을 기계가 대신 할 수 있도록 만드는 일.
자동화 시스템은 소재를 공급하고 가공한 후 이송 시키면서 검사를 하여 불량을 추출하고 소재별로 분리하며, 보관과 포장을 하여 완제품이 나오도록 만드는 일이 가장 이상적인 자동화 시스템이라고 정의 할 수 있다. 본 실습 장비는 생산자동화 기능사 시험 대비용으로 만들어졌으며 기본 공정인 소재공급, 가공, 검사, 분류, 저장 등을 모두 포함하고 있다. 노동 집약적 다량생산 체제 기술 집약적 단순 작업이 많으며 많은 시간과 노동 인원이 필요하다. 다량으로 생산을 하기 위해 단순 작업 위주로 공정별 자동화가 이루어짐. 공정별로 이루어지고 있는 전체적인 공정 흐름을 하나로 통합하기 위한 기술 집약적 시스템의 도입이 필요하다.

3 자동화 분야 F.A (Factory Automation) O.A (Office Automation)
B.A (Building Automation) H.A (Home Automation) L.A (Laboratory Automation) S.A (Sales Automation)

4 생산자동화 시스템의 전형적인 계층 경영 관리 컴퓨터 생산 관리 컴퓨터 영업/자재 관리 인사/회계 관리 기획/설계 관리
공장 관리 컴퓨터 창고 관리 공구 관리 유지보수 업무 셀 관리 (가공) 셀 관리 (조립) 셀 관리 (보관) 셀 관리 (반송) NC Machine PLC Robot Controller Position Control 단위 기계 단위 기계 단위 기계 단위 기계 입력 요소 제어 요소 출력 요소

5 단계별 자동화 구 분 차 원 특 징 효 과 1단계 2단계 3단계 4단계 0차원 1차원 2차원 3차원
특 징 효 과 1단계 0차원 -. 현존 기계의 성능 향상을 위한 구조 변경 및 추가 동작 부여 -. 초보기술만 필요한 간단한 제어 -. 인력 및 불량률 감소 2단계 1차원 -. 공정 흐름을 위한 물류 장치 설계 -. 독립된 여러 제어 장치들의 시간적 유기화 (비교적 고급 기술 필요) -. 경제적 효과 -. 생산성 향상 3단계 2차원 -. 공정, 시설 전반에 대한 이해와 상세한 지식요구 -. 상호 연계와 신속한 일체화를 위한 통신 기술 및, 신호처리 기술 등 (고 차원적 기술 필요) -. 생산시설 유연성 -. 경제성 향상 4단계 3차원 -. 기획,설계 및 판매, 연구 개발 기술 -. 지원, 관리 부문도 생산과 유기적 결합 요구 -. CAD/CAM, 온라인 등의 전산응용 기술과 자동창고 제어 기술 필요 -. 기업 최종 목표인 이윤추구

6 제어 시스템의 하드웨어 구성 구분 입력부 제어부 출력부 신호변환기 공압 수동조작밸브 리미트 밸브 반향/배압 센서 공기 배리어
방향제어밸브 논-리턴 밸브 압력제어밸브 유량제어밸브 실린더 공압 모터 압력 증폭기 P/E 신호 변환기 전기 수동조작 스위치 리미트 스위치 광 센서 유도형 센서 용량형 센서 릴레이 전자 개폐기 전기 모터 전자석 리니어 모터 솔레노이드 밸브 전자 전기보다 광범위한 센서 아날로그형 센서 Logic Board P.L.C μ-P 아날로그형 출력 모니터 장치, 스탭핑 모터, 서보 모터 A/D 변환기 D/A 변환기

7 PLC 정의 PLC (Programmable Logic Controller)란 ?
기본적인 시퀀스 제어 기능에 수치 연산을 추가하여 프로그램제어가 가능하도록 한 자율성이 높은 제어장치 미국공업협회(NEMA : National Electrical Manufacturers Association) “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 전자장치”로 정의하고 있다.

8 IEC 표준언어 PLC 고객은 메이커(maker)마다 사용언어와 통신네트워크가 서로 달라, PLC 고객에게 많은 불편함 해소와 편리성을 도모하고자 IEC(International Electrotechnical Commission : 국제 전기 표준 회의)에서 PLC 국제 표준화 규격(IEC1131)이 제정되었다. IEC 표준언어 (1) 도형식(graphic) 언어 LD(Ladder Diagram) : 릴레이 로직(논리) 표현 방식의 언어 FBD(Function Biock Diagram) : 블록화한 기능을 서로 연결하여 프로그램을 표현하는 언어 (2) 문자식(text) 언어 IL(Instruction List) : 어셈블리 언어 형태의 언어 ST(Structured Text) : 파스칼 형식의 고 수준 언어 (3) SFC(Sequential Function Chart) ※ V-MECA의 V-PLC는 LD,FBD 및 SFC 언어가 지원 된다.

9 PLC의 발달 과정 산업사회의 발전에 따라 대규모, 고도화, 복잡화에 따라서 다양한 형태의 제어 시스템 요구
제어시스템을 변경하기 위해서 많은 시간과 비용 소요 종전 제어시스템은 회로도에 따라 여러 관련소자 (Relay, Contractor, Timer, Counter 등)들을 연결하여 사용함으로써 실제 배선 작업이 어렵다. 시퀀스 제어를 위하여 많은 공간이 필요하였으며 처리 속도에 한계가 있다. 이러한 여러 원인에 의하여 1968년 미국의 자동차 메이커인 제너럴 모터스(General Motors)사가 PLC의 10가지 조건을 제시하였으며, 이러한 조건이 PLC 개발의 계기가 되었다.

10 Programmable Logic Controller
PLC의 구성 PLC의 주요 구성은 입력부, 출력부, 연산부 (CPU), 메모리부 및 전원장치와 주변기기 등으로 구성되어 있다.

11 PLC 주요 구성부 연산부 메모리부 입력부 출력부 마이크로컴퓨터의 CPU
누름 버튼 스위치, 센서 등의 신호를 입력 출력부 솔레노이드, 모터 등을 작동 LG산전 GLOFA-GM4 Model의 구성

12 PLC BASE 전원모듈 CPU모듈 디지털 입출력모듈 베이스

13 PLC와 제어 시스템의 비교 PLC의 특징 (가) 기능의 다양화 (나) 조작의 간편성
구분 릴레이제어반 디지털로직 컴퓨터 PLC 가격 매우 저가 저가 고가 크기 대형 매우 소형 적당 처리속도 느림 매우 빠름 빠름 노이즈 우수 양호 아주 우수 실장 설계와 설치시 많은 시간 소요 설계시 많은 시간 소요 Program시 아주 많은 시간 소요 간단 복합기능 없다 있다 기능의 변화 매우 어렵다 어렵다 아주 쉽다 유지보수 PLC의 특징 (가) 기능의 다양화 (나) 조작의 간편성 (다) 설치의 간편성 (라) 유지보수의 편리성 (마) 고 신뢰성 (바) 프로그램의 고기능성(제어회로 설계가 용이)

14 입·출력 기기 I/O 구 분 부 착 장 소 외부 기기의 명치 입력부 조작 입력 제어반과 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 조작반 파일럿 램프 부저 구동 출력 (액추에이터) 기계장치 전자 밸브 전자 클러치 전자 브레이크 전자 개폐기

15 PLC 입력부 회로 외부 기기로부터의 신호를 CPU의 연산부로 전달해 주는 역할을 한다.
입력의 종류 : TR(DC), SSR (AC) 등 특수 입력 모듈 : 아날로그 입력모듈(A/D), 고속카운터(high speed counter) 모듈 등 TR 입력 회로의 예

16 PLC 출력부 회로 내부 연산의 결과를 외부에 접속된 전자 접촉기나 솔레노이드에 전달하여 구동시키는 역할을 한다.
출력의 종류 : 릴레이(RY), 트랜지스터(TR), SSR (Solid State Relay) 등 특수 출력 모듈 : 아날로그 출력모듈(D/A), 위치결정(POP) 모듈 등 트랜지스터의 출력부 회로의 예

17 릴레이 시퀀스와 PLC 프로그램의 차이점(1)
병렬 처리 방식(릴레이) : 여러 회로가 전기적인 신호에 의해 동시에 동작 직렬 처리 방식 (PLC) : 프로그램을 순차적으로 연산

18 PLC 프로그램 작성 순서 입출력기기의 할당 입출력의 외부기기를 어느 입출력 단자에 접속할 것인지 결정
내부 릴레이·타이머 등의 할당 제어 회로 속에 내부 릴레이나 타이머, 카운터를 할당 시퀀스 회로 조립 일반 시퀀스 회로를 PLC가 이해하는 회로로 변경 코 딩 어느 프로그램을 메모리의 어느 어드레스에 기억시킬 것인지 정한다.  주소 결정 프로그래밍(로딩) 프로그램을 입력 디버그 프로그램의 에러를 찾아서 정정 운전

19 입출력 장치의 할당 입력기기 ……… P(a) 내부 릴레이 출력기기 ……… RL <시퀀스 회로도>
<PLC의 입출력 연결> 시퀀스 회로에서 실제로 사용하는 입출력의 외부 접속기기를 PLC의 어느 입출력 단자에 접속하느냐를 결정하는 일이 입출력기기의 할당이다.

20 PLC 프로그램 작성법 코일의 위치 접점 수 제어신호의 흐름 코일은 반드시 한쪽 모선에 맞춰야 한다.

21 릴레이 시퀀스와 PLC 프로그램의 차이점(1)
병렬 처리 방식(릴레이) : 여러 회로가 전기적인 신호에 의해 동시에 동작 직렬 처리 방식 (PLC) : 프로그램을 순차적으로 연산

22 릴레이 시퀀스와 PLC 프로그램의 차이점(2)
릴레이 시퀀스 결선 모든 연결된 라인이 회로와 일치하도록 구성해야 동작을 시킬 수 있다. PLC 결선 직접 사용되는 입력과 출력만 회로를 구성하고 나머지 부분은 프로그램에서 처리 주식회사ED 고객지원센터

23 변수 표현 방식 직접변수 직접변수 지정 예. 네임드 변수 변수 선언 불필요(종래의 PLC 방식)
직접변수는 반드시 퍼센트 문자(%)로 시작하고 다음에 위치 접두어와 크기 접두어를 붙이며, 그리고 마침표로 분리되는 하나 이상의 부호 없는 정수의 순으로 나타낸다. 직접변수 지정 예. 입력 변수 지정 : %IX0.0.0, %IX0.0.1, %IX0.0.2 등 출력 변수 지정 : %QX0.2.0, %QX0.2.1 %QX0.2.2 등 내부 메모리 변수 지정 : %M0, %M1, %M2 등 네임드 변수 변수 선언 필요 네임드 변수는 사용자가 변수 이름과 형 등을 선언하고 사용한다. 네임드 변수의 이름은 한글은 8자, 영문은 16자 까지 선언 가능하며 한글 영문, 숫자 및 밑줄(_)문자를 조합하여 사용 할 수 있다. 영문의 경우 대소문자를 구별하지 않고 모두 대문자인식하며 빈칸을 포함하지 않아야 한다.

24 위치 접두어 번호 접두어 의미 1 I 입력위치 Input Location 2 Q 출력위치 Output Location 3 M 내부 메모리 위치 Memory Location 크기 접두어 X 1bit의 크기(X 문자에 한하여 생략가능) B 1Byte(8bit)의 크기 W 1Word(16bit)의 크기 4 D 1Double Word(32bit)의 크기 5 L 1Long Word(64bit)의 크기

25 직접 변수의 입,출력 표현 방식 % [위치 접두어] [크기 접두어] [베이스 번호]. [슬롯 번호]. [접점 번호] 입력 %
I X 0. 0. 출력 % Q X 0. 2. 입출력 모듈의 접점번호를 나타내며, 0~63의 값을 갖는다. 입출력 모듈의 장착된 슬롯번호를 나타내며, 0~7의 값을 갖는다. 베이스 번호를 나타내며, 0~3의 값을 갖는다. X는 1비트의 크기를 나타낸다. X는 입력위치, Q는 출력 위치를 나타낸다. %는 직접 변수임을 나타낸다.

26 네임드 변수 구분 예약어 데이터 형 크기 비트 상태 BOOL Boolean 1 BYTE
Bit String Of Length 8 8 WORD Bit String Of Length 26 16 DWORD Bit String Of Length 32 32 수치 SINT Short Integer INT Integer DINT Double Integer REAL Real Numbers LREAL Long Reals 64 시간 TIME Duration 변수 종류 내 용 VAR 읽고 쓸 수 있는 일반적인 변수 VAR_RETAIN 정전 시 값이 유지되는 변수 VAR_CONSTANT 읽기만 할 수 있는 변수 VAR_EXTERNAL 외부 변수임을 지정하는 변수

27 LD 도구 상자의 활용 1 가로선, 세로선 접점과 접점, 접점과 코일 또는 분기 회로 시 가로 및 세로로 회로를 연결하는 연결선이다. 평상시 열린 접점 평상시 열린 접점으로 시퀀스 제어의 “A”접점과 같다. 평상시 닫힌 접점 평상시 닫힌 접점으로 시퀀스 제어의 “B”접점과 같다. 양 변환 검출 접점 접점이 동작되는 순간 즉 “0”에서 “1”로 변환하는 순간을 검출하여 오른쪽 연결선이 해당 스캔에서 1스캔 동안 연결 된다. 음 변환 검출 접점 접점이 동작되는 순간 즉 “1”에서 “0”로 변환하는 순간을 검출하여 오른쪽 연결선이 해당 스캔에서 1스캔 동안 연결 된다. 코일 코일은 출력을 나타내며 왼쪽의 입력이 ON상태이면 여자 되고 OFF 상태이면 소자 된다. 역 코일 역 코일 또한 출력을 나타내며 왼쪽의 입력이 ON상태이면 소자 되고 OFF 상태이면 여자 된다.

28 LD 도구 상자의 활용 2 양 변환 검출 코일 왼편의 연결선 상태가 바로 전 스캔에서 OFF였던 것이 현재 스캔에서 ON되는 상승에지 상태에서 1스캔 동안만 ON이 된다. 음 변환 왼편의 연결선 상태가 바로 전 스캔에서 ON이었던 것이 현재 스캔에서 OFF되는 하강에지 상태에서 1스캔 동안만 ON이 된다. 셋팅 코일 왼편의 연결선 상태가 ON 이 되었을 때 관련된 부울 변수는 ON이 되고, RESET 코일에 의해 reset 되기 전까지는 set 되어 있는 상태로 유지가 된다. 리셋 코일 리셋 코일은 셋 코일에 의하여 ON되어 있는 코일상태를 reset 시키고자 할 때 사용한다. 펑션 (1) 펑션은 입력에 대한 연산 결과를 1스캔에 즉시 출력하며 출력이 하나이다. (2)기본 펑션으로는 문자열 연산 펑션, 비트열 연산 펑션, 선택/비교 펑션, 수치 연산 펑션, 시간/날짜 펑션, 시스템 펑션, 타입 변환 펑션 등이 있다. 블록 펑션 여러 스캔에 걸쳐 누계된 연산 결과를 출력하므로, 연산 중 누계되는 데이터를 잠시 보관하기 위한 내부 메모리가 필요하다. 따라서 펑션 블록은 사용하기 전에 변수를 선언하는 것처럼 인스턴스 변수를 선언해야 한다. 인스턴스 변수는 펑션 블록에서 사용하는 변수들의 집합이며, 기본 펑션 블록 중 가장 일반적인 것은 타이머와 카운터이다.

29 연산에 따른 입, 출력 도구 타임차트 입력 출력

30 AND 회로 회로도 타임차트 여러 개의 입력이 있을 때 모든 입력이 존재할 때에만 출력이 나타나는 회로를 AND회로라고 하며 직렬 스위치 회로와 같다

31 AND 회로 프로그램

32 OR 회로 여러 개의 입력 신호 중 하나 또는 그 이상의 신호가 ON되었을 때 출력을 내는 회로로서 병렬회로라 한다.

33 OR 회로 프로그램

34 NOT 회로 출력이 입력의 반대가 되는 회로로서 입력이 0이면 출력이 1이고 입력이 1이면 출력이 0이 되는 부정 회로이다.

35 NOT 회로 프로그램

36 자기유지 회로 (정지 우선회로) 릴레이의 기능 중에는 메모리 기능이 있다. 릴레이는 자신의 접점(R(1)) 으로 자기유지 회로를 구성하여 동작을 기억시킬 수 있으며, 자기유지 접점 R(1)은 누름 버튼 스위치 PB1에 병렬로 접속한다. “ON 우선 자기유지 회로”와 “OFF 우선 자기유지 회로” 두 종류가 있다

37 자기유지 회로 프로그램

38 인터록(Inter-lock) 회로 기기의 보호나 작업자의 안전을 위해 두 개의 기기 회로 사이에 출력이 동시에 나오는 경우가 없도록 하기 위해 사용된다. 다른 말로 선행 우선동작 회로 또는 상대 동작 금지 회로라고도 한다.

39 인터록 회로 프로그램

40 한시 동작(ON-delay) 타이머 회로 타이머는 일정시간 동안 출력을 제어하기 위한 목적으로 사용된다.입력 신호를 준 후에 곧바로 출력이 나타나지 않고 계획된 시간만큼 늦게 출력이 나타나도록 설계한 회로.

41 TON (ON Delay 타이머) 입력 출력 IN : 타이머 기동 조건
PT : 설정 시간(Preset Time) 1msec ~ 49 day 출력 Q : 타이머 출력 ET : 경과된 시간 (Elapsed Time)

42 ON-delay 회로 프로그램

43 한시 복귀(OFF-delay) 타이머 회로
복귀신호가 주어지면 출력이 곧바로 복귀되지 않고 , 계획된 시간 후에 부하가 개방되는 회로로서, ON딜레이 타이머의 b접점을 이용하거나, OFF딜레이 타이머의 a접점을 이용하여 회로를 구성할 수 있다.

44 TOF (OFF Delay 타이머) 입력 출력 IN : 타이머 기동 조건
PT : 설정 시간(Preset Time) 1msec ~ 49 day 출력 Q : 타이머 출력 ET : 경과된 시간 (Elapsed Time)

45 OFF-delay 회로 프로그램

46 일정 시간 동작(ONE-shot) 회로 누름 버튼 스위치 등의 입력이 주어지면 부하가 동작하기 시작하여 타이머에 설정된 시간이 경과하면 스스로 복귀하는 회로

47 TP (Pulse 타이머) 입력 IN : 타이머 기동 조건 PT : 설정 시간(Preset Time) 1 msec ~ 49 day 출력 Q : 타이머 출력 ET : 경과된 시간(Elapsed Time)

48 ONE-shot 회로 프로그램 『큐빅테크 기술지원팀 』

49 카운터

50 CTU(가산 카운터) 입력 CU : 업 카운터(Up_Counter) 펄스입력 R : 리셋 입력(Reset) PV : 설정 값 (Preset Value) 출력 Q : 업_카운터(Up_ Counter) 출력 CV : 현재 값(Current Value)

51 CTU(가산 카운터) 프로그램

52 CTD(감산 카운터) 입력 CD : 다운 카운터(Down_ Counter) 펄스입력 LD : 설정 값 입력(Load) PV : 설정 값 (Preset Value) 출력 Q : 다운 카운터(Down_ Counter) 출력 CV : 현재 값(Current Value)

53 CTD(감산 카운터) 프로그램

54 CTUD(가감산 카운터) 입력 CU : 업 카운터(Up_Counter) 펄스입력 CD : 다운 카운터(Down_Counter) 펄스입력 R : 리셋 입력(Reset) LD : 설정 값 입력(Load) PV : 설정 값 (Preset Value) 출력 QU : 업 카운터 (UP_ Counter) 출력 QD : 다운 카운터(Down_ Counter) 출력 CV : 현재 값(Current Value)

55 CTUD(가감산 카운터) 프로그램

56 생산자동화 기능사 실습 장비

57 생산자동화 기능사 정보(1/2) 구분 시험 과목 출제 문제 수 주 요 항 목 세부 항목 및 주요 시설 목록 이론
주 요 항 목 이론 기계재료 및 요소 15 1. 기계재료 기계요소 기계가공 및 안전관리 10 1. 공작기계 및 절삭제 2. 기계가공 3. 측정 및 수기 가공 기계안전 작업 생산자동화 일반 35 1. CAD/CAM 공유압 및 엑추에이터 3. 생산자동화 일반 세부 항목 및 주요 시설 목록 실기 CNC공작기계 CNC선반, CNC밀링, 머시닝 센터에 관한 프로그래밍 강의실 : CNC프로그램 시트 작성 PC : CNC 프로그램 시뮬레이터 작성용 프린트 : 결과물 출력용 PLC제어 공유압 시스템에 대한 PLC프로그래밍 및 시운전 PC : PLC 프로그램 작성용 PLC장치 : I/O 각 16점 이상 컨베이어 시스템 : 적재/이송, 드릴 가공, 불량검출 장치

58 생산자동화 기능사 정보(2/2) 제1과제 : CNC선반 프로그램 작업 (2시간, 연장 10분)
출제 기준 외경 황삭 및 정삭 가공 프로그램 작성 시뮬레이션 작업 제 2과제 : PLC 컨베이어 프로그램 작업 (2시간, 연장20분) PLC프로그램 작성 + 컨베이어 시스템 PLC I/O 및 Ladder Diagram 제시 컨베이어 시스템에 전기 배선 및 시운전

59 생산 자동화 시스템 공정 제품 공급 제품 가공 제품 이송 검 사 불량제거 보 관 제품 공급 Gravity Magazine
Drill Working 제품 가공 불량 제거 Inferior goods 제품 이송 검 사 검 사 Decision 불량제거 불량 보관 보 관 Store box 제품 이송 Conveyor 보 관

60 기본적인 시스템 공정 구성

61 단동실린더와 복동실린더 단동실린더 복동실린더 - 압력에 의해 전진 운동 - 압력이 양측에 걸리므로 일을 - 스프링에 의해 후진
할 수 있다 - 보통 5/2 솔레노이드에 의해 제어 『큐빅테크 기술지원팀 』

62 5/2 솔레노이드 방향전환 밸브 5/2 편측 솔레노이드 밸브 5/2 양측 솔레노이드 밸브 Z R1 P R2 A B Y

63 스위치 스위치란? 누름버튼 스위치 제어 대상의 운전개시, 정지, 조정 혹은 운전 전환을 행하기 위하여 조작하는 기기를 말한다.
명령 입력용 조작 스위치 중 가장 많이 사용되고 있는 스위치로서 기능, 모양, 크기에 따라 많은 종류가 있다. 조작부를 손으로 누르면 접점상태가 변하는 것으로 조작력을 제거하면 내장된 스프링으로 인해 자동적으로 초기상태로 복귀하는 스위치로서 “수동조작 자동복귀형 스위치”라고도 한다.

64 스위치 유지형 스위치 잔류접점 스위치로 조작을 가하면 반대 조작이 있을때까지 조작했을 때의 접점상태를 유지하는 스위치로, 시퀀스에서 자동⇔수동, 연동⇔단동 등과 같이 조작방법의 절환에 주로 사용되며 간단한 회로에서는 직접운전⇔정지와 같은 프로그램 제어용으로도 사용된다. 유지형 스위치의 종류로는 셀렉터 스위치, 토글 스위치, 로터리 스위치 등이 있다. [텀플러] [비상정지] [Key 스위치] [토글스위치]

65 전자계전기 (릴레이) 전자 계전기란 이미 규정된 전기량 또는 물리량에 의해서 전기 입력의 유, 무 또는 대, 소 등의 형태를 식별하고 다른 전기 회로의 개, 폐를 제어하는 기능을 가지는 전기 기기라 말한다. 즉 계전기란 전자석에 의한 철편의 흡입력을 이용하여 접점을 개, 폐 하는 기능을 가진 기기, 또는 전기 입력 량에 대응해서 접점 기구를 개, 폐하는 기기이다. 【 전자계전기의 원리 】

66 전자계전기 (릴레이)

67 센서의 종류

68 센서의 종류 광(光)을 이용하여 물체의 유 · 무를 검출하는 센서로써 자동화 설비, 주차설비, 물류시스템, 콘베이어 이송라인 엘레베이터등 산업전반에 폭넓게 사용되고 있다. 광(光) 화이버센서는 종래의 렌즈를 없애고 광 화이버 케이블을 조합하여 광 화이버의 유연성을 이용하여 좁은 장소에서도 자유롭게 취부 시켜 사용할 수 있다. 무 접촉으로 검출물체의 유,무를 판별하는 센서로써 반영구적인 수명으로 공장자동화 라인에 광범위하게 사용되고 있다. 유도형과 정전용량형 근접 센서가 있다.

69 센서의 종류 각종 센서와 연결하여 길이 및 생산 수량 등을 계수하여 표시 및 제어하는 기기로써 가산전용, 가/감산 카운터로 분류되며, 생산라인, 자동화 설비라인 등에 폭 넓게 사용된다. 각종 산업설비 및 장치 시스템의 시간을 제어하는 기기로써 아날로그 타입과 디지털 타입으로 분류되며, 산업현장 등에 폭넓게 사용되고 있다. 기계적인 변화량을 전기적인 신호(펄스)로 변환하여 출력하는 센서로써 산업기계 장치,공작기계, 엘리베이터, 로보트 등 위치 제어용으로 사용되고 있다.

70 센서의 용도 홀검출 높이검출 자성체검출

71 PHOTO SENSOR 투과형 4m 직접 반사형 100mm 투과형 검출거리 15m 투과형 검출거리 500mm

72 BF4R-R 검출 감도를 조정하면 칼라도 구분할 수 있으나 물체 검출용으로 주로 사용한다.

73 BF3RX 광화이버 케이블의 종류에 따라 직접 반사형 방식 또는 투과형 방식으로 사용할 수 있다.
직접 반사형 방식에서 검출 감도를 조정하면 칼라도 구분할 수 있다.

74 로터리 엔코더

75 정전 용량형 근접 센서 도체인 물체가 극판에 D 간격으로 접근되고 Sensor의 극판 면적보다 대면적이 충분히 크다고 할 때 Sensor의 극판과 물체간에는 Capacitance가 생긴다. Cd의 변화가 있게 되면 물체와 극판간에는 그 변화에 따른 출력이 생기게 된다.  따라서 검출 신호는 증폭기를 통하여 ON/OFF 스위치 출력을 얻게 하고 있다.

76 고주파 발진 원주 일반형(유도형) 근접스위치
검지 Coil에 어떤 물체가 접근되면 이로 인하여 발진주파수가 변하거나 LC회로의 Q가 저하 하여 발진이 정지하게 되는데 발진형 근접 Sensor는 바로 이 원리를 이용하고 있다.  대개는 물체(도체 또는 유체)가 접근하면 발진이 정지하는 원리를 이용하고 있다.

77 리드 센서 (스위치 부착 복동 실린더) Reed 스위치는 자성체로 된 내부 리-드 접점과 외부의 자석으로 이루어지고 있다.
실린더의 피스톤 자석(Magnet)이 리드 스위치 접점으로 접근되면 내부의 접점이 자석의 힘에 의해 접촉된다.

78 PLC 프로그램 작성 순서 작업 내용 검토 입/출력 할당 PLC 회로도 작성 코딩 차트 작성 프로그램 입력 프로그램 수정
프로그램 보관 문서화

79 실습 - 모터제어 ①기동 스위치를 ON하면 모터는 기동한다. ②정지 스위치를 ON하면 모터는 정지한다. 입 력 카 드
출 력 카 드 번지 GLOFA 기능 P00 %IX0.0.0 기동 모터 P20 %QX0.0.0 P01 %IX0.0.1 정지

80 실습 - 모터제어

81 실습 - 모터의 기동·정지회로 ①기동 스위치를 ON하면 모터는 기동하며, 이때 운전램프가 점등한다.
입 력 카 드 출 력 카 드 번지 GLOFA 기능 P00 %IX0.0.0 기동 모터 P20 %QX0.0.0 P01 %IX0.0.1 정지 운전램프 P21 %QX0.0.1 정지램프 P22 %QX0.0.2

82 실습 - 모터의 기동·정지회로

83 실습 - 1개 실린더제어 입 력 카 드 번지 GLOFA 기능 P00 %IX0.0.0 기동 P01 %IX0.0.1 정지 P02
LS1 P03 %IX0.0.3 LS2 출 력 카 드 번지 GLOFA 기능 P20 %QX0.0.0 솔밸브

84 실습 - 1개 실린더제어 조건1 기동 스위치를 누르고 있는 동안에만 실린더가 전진하고 기동 스위치를 놓으면 후진한다. 조건2 기동 스위치를 누르면 실린더가 전진하여 그 상태를 유지해 있고, 정지 스위치를 누르면 후퇴한다. 조건3 기동 스위치를 누르면 실린더가 왕복 운동한다. 조건4 헌칭 현상을 해결한 회로로 계속 기동 스위치를 누르면 실린더가 왕복 운동한다. 조건5 기동 스위치를 누르면 5초 동안만 정지해 있다가 실린더가 후진한다.

85 실습 - 1개 실린더제어 조건1 조건2

86 실습 - 1개 실린더제어 조건3 조건4

87 실습 - 1개 실린더제어 조건5

88 실습 - 3개 램프순차제어 ①START 스위치를 누르면 적색등에 불이 들어오고 5초 후에 적색등은 꺼지고 황색등이 들어온다.
②5초 후에 황색등이 꺼지고 녹색등이 들어온다. ③5초 후에 녹색등은 꺼지고 적색등이 들어오며 STOP스위치를 누를 때까지 동작을 반복한다. 입 력 카 드 출 력 카 드 번지 GLOFA 기능 P00 %IX0.0.0 기동 적색램프 P20 %QX0.1.0 P01 %IX0.0.1 정지 황색램프 P21 %QX0.1.1 녹색램프 P22 %QX0.1.2

89 실습 - 3개 램프순차제어

90 실습 - 두 개의 실린더 제어 입 력 카 드 번지 GLOFA 기능 P00 %IX0.0.0 기동 P01 %IX0.0.1 정지
S3 P03 %IX0.0.3 S4 P04 %IX0.0.4 S5 P05 %IX0.0.5 S6 출 력 카 드 P20 %QX0.0.0 CYL1 P21 %QX0.0.1 CYL2

91 A+B+A-B- ①기동 스위치를 ON하면 드릴실린더는 전진한다. ②드릴실린더가 전진을 완료하면 송출실린더가 전진한다.
③송출실린더가 전진을 완료하면 드릴실린더는 후진한다. ④드릴실린더가 후진을 완료하면 송출실린더도 후진한다. 기동 IX0.0.0 드릴실린더 QX0.0.0 전진S3 IX0.0.2 후진S4 IX0.0.3 송출실린더 QX0.0.1 전진S5 IX0.0.4 후진S6 IX0.0.5

92 Stepper회로 CYL A CYL B Start S4 S1 S2 S1 S3 S3 Mn={(S&Mn-1)+Mn}•Mn+1
5=1 CYL A A+ B+ A- B- CYL B M1 M2 M3 M4 Start S4 S1 S2 S1 S3 S3 Mn={(S&Mn-1)+Mn}•Mn+1 M1={(Start&S1&S3)+M1} •M2 M2={(S2&M1)+M2} •M3 M3={(S4&M2)+M3} •M4 M4={(S1&M3)+M4} •M1 파란색은 자기유지 빨간색은 Inter-lock

93 Stepper회로

94 A+A-B+B- ①기동 스위치를 ON하면 드릴실린더는 전진한다. ②드릴실린더는 전진을 완료한 뒤 후진한다.
③드릴실린더가 후진을 완료하면 송출실린더가 전진한다. ④송출실린더는 전진을 완료한 뒤 후진한다. 1 2 3 4 5=1 A+ A- B+ B- CYL A CYL B M1 M2 M3 M4 Start S4 S1 S2 S1 S3

95 A+A-B+B-

96 A+B+B-A- CYL A CYL B Start S1 S2 S4 S1 S3 ①기동 스위치를 ON하면 송출실린더는 전진한다.
②송출실린더가 전진을 완료하면 드릴실린더가 전진한다. ③드릴실린더가 전진을 완료한 뒤 후진한다. ④드릴실린더가 후진을 완료하면 송출실린더도 후진한다. 1 2 3 4 5=1 A+ B+ B- A- CYL A CYL B M1 M2 M3 M4 Start S1 S2 S4 S1 S3

97 A+B+B-A-

98 A+B+C+A-B-C- CYL A CYL B CYL C Start S1 S1 S2 S3 S6 S5 S3 S4 A+ B+ C+
7=1 A+ B+ C+ A- B- C- CYL A CYL B CYL C M1 M2 M3 M4 M5 M6 Start S1 S1 S2 S3 S6 S5 S3 S4

99 A+B+C+A-B-C-

100 생산자동화장비 입출력 할당표(WSS-2) 입 력 카 드 출 력 카 드 번지 GLOFA 기능 P00 %IX0.0.0
출 력 카 드 번지 GLOFA 기능 P00 %IX0.0.0 물품있음(LS1) 불량제거 CY 구동 P20 %QX0.0.0 P01 %IX0.0.1 불량제어 CY동작(S8) 송출 CY 구동 P21 %QX0.0.1 P02 %IX0.0.2 금속 검사(LS2) Drill CY 구동 P22 %QX0.0.2 P03 %IX0.0.3 Drill CY 복귀(S3) 전동기구동 Relay P23 %QX0.0.3 P04 %IX0.0.4 Dill CY 동작(S4) Magine 구동 P24 %QX0.0.4 P05 %IX0.0.5 송출 CY 동작(S6) Magine 복귀 P25 %QX0.0.5 P06 %IX0.0.6 Magine CY 동작(S2) 드릴회전 Releay P26 %QX0.0.6 P07 %IX0.0.7 Magine CY 복귀(S1) 적색 램프 P27 %QX0.0.7 P08 %IX0.0.8 송출 CY 복귀(S5) 녹색 램프 P28 %QX0.0.8

101 생산자동화장비 제어 Ⅰ (1) 물품공급 ①Magazine에 물품을 넣어 센서LS1에 검출되고 기동스위치를 누르면 정상작동 램프(녹색등)가 켜지면서 Magine CY가 전진한다. ②3초 후 컨베이어 벨트가 회전한다. (2) 물품가공 ③드릴 모터가 회전한 후 Drill CY가 하강하면서 가공한다. ④드릴 가공은 10초 동안 이뤄지며 가공 후 Drill CY가 복귀하면서 드릴 모터가 멈춘다. ⑤Magine CY가 후진한다. ⑥송출 CY가 전진 및 후진하여 공작물을 송출한다. (3) 물품검사 ⑦물품이 금속이면 센서(LS2)가 감지 후 3초 후에 불량제어 CY가 전진 및 후진한다.

102 생산자동화장비 제어 Ⅱ (1) 물품공급 ①Magazine에 물품을 넣어 센서LS1에 검출되고 기동스위치를 누르면 정상작동 램프(적색등)가 켜지면서 컨베이어 벨트가 회전한다. ②3초 후 Magine CY가 전진한다. (2) 물품가공 ③Magine CY가 전진을 완료하면 드릴 모터가 회전하면서 Drill CY가 하강한다. ④드릴 가공은 5초 동안 이뤄지며 가공 후 Drill CY가 복귀하면서 드릴 모터가 멈춘다. ⑤Magine CY가 후진한다. ⑥송출 CY가 전진 및 후진하여 공작물을 송출한다. (3) 물품검사 ⑦물품 검사 시 황색램프가 1초간 켜지도록 한다. ⑧물품이 금속이면 센서(LS2)가 감지 후 3초 후에 불량제어 CY가 전진 및 후진한다.

103 생산자동화장비 제어 Ⅲ (1) 기본동작 ①모든 실린더는 후진상태로 하고, 표시등은 소등상태로 한다.
②초기 상태에서 매거진에 물품(금속/비금속)을 1개 이상 공급한다. ③물품이 매거진에 공급되면 LS1 센서가 ON된다. ④LS1 센서 ON상태에서 기본동작스위치 PB1을 누르면(On-Off) 2초후에 컨베이어 밸트가 작동한다. ⑤컨베이어 밸트가 작동 중에만 항상 적색 표시등이 점등되어야 한다. (2) 응용동작 1 ①응용동작 스위치 PB2를 누르면(On-Off) Magine CY 전진하여 소재를 드릴가공 위치로 이동시킨다. ②Drill CY 전진 완료하면 5초간 드릴 모터가 회전하고 Drill CY는 후진한다. ③Magine CY 후진하고, 송출 CY는 전진하고 후진한다. ④LS2 센서에 의해 가공 유무를 확인하여 불량품은 불량제거 CY는 전진하고 후진한다. ⑤양품 및 불량품 소재가 각각 저장되면 컨베이어 벨트는 정지하여 시스템은 초기 상태로 모두 복귀한다. ⑥새로운 작업은 기본동작 조건에 따라 다시 소재를 매거진에 공급하여 진행해야 한다. (3) 응용동작 2 ①드릴 가공 작업 중에만 녹색 표시등은 점등되어야 한다.

104 생산자동화장비 제어 Ⅳ (1) 응용동작 1 ①매거진에 물품을 넣어 LS1 센서에 의해 검출되고 시작 버튼을 누르면 녹색표시등이 커지면서 컨베이어 벨트가 회전한다. ②5초 후 Magine CY가 전진 완료한 후 드릴 모터가 회전하면서 Drill CY가 하강한다. ③Drill CY는 하강을 완료한 후 3초동안 머무르고 복귀한다. ④드릴 모터가 멈춘다. Magine CY 후진한다. ⑤송출 CY가 전진하고 후진한다. ⑥물품 검사중에 황색 표시등은 1초간 켜지도록 한다. ⑦금속 제품이 검출되면 불량제거 CY가 제품을 밀어낸다. (2) 응용동작 2 ①매거진에 물품이 있으면 시작 버튼 입력없이 연속 작업이 이루어진다. ②매거진에 공작물이 없으면 마지막 물품이 상자에 담긴 후 녹색 표시등이 꺼지고 모든 동작이 정지되고 시스템은 초기화된다.

105 생산자동화장비 제어 Ⅴ (1) 기본동작 ①모든 실린더는 후진상태로 하고, 표시등은 소등상태로 한다.
②초기 상태에서 매거진에 물품을 1개 이상 공급한다. ③물품이 매거진에 공급되면 LS1 센서가 ON된다. ④LS1 센서가 ON상태에서 기본동작 스위치(START)를 누르면(On-Off) 녹색 표시등이 점등되고 3초 후에 컨베이어 벨트가 작동한다. ⑤STOP 스위치를 누르면(On-Off) 컨베이어 벨트가 멈추고 녹색램프가 꺼진다. (2) 응용동작 1 ①Magine CY가 전진하여 물품을 드릴 가공 위치로 이동시킨다. ②Drill CY가 전진 완료하여 7초간 드릴 모터가 회전하고 Drill CY는 후진한다. ③Magine CY가 후진하면, 송출 CY가 전진하고 후진한다. ④LS2에 의해 금속 및 비금속 소재를 판별하여 금속소재는 불량제거 CY가 전진하고 후진한다. ⑤물품은 Drill CY 후진 후 2초마다 공급한다. (3) 응용동작 2 ①연속작업이 종료되면 컨베이어 벨트가 정지되고, 더 이상 정상작업은 불가능하다. ②연속작업 중에는 항상 황색표시등이 점등되어야 하고, 연속작업 종료 순간 소등된다.