시퀀스회로.

시퀀스회로

- 학습내용 - 1-1. 기본 논리회로 시퀀스도의 회로 표시방법 이해한다.
기본논리회로(AND, OR, NOT, NAND, NOR)를 이해한다. 전기 회로구성을 이해한다.

1) AND 회로 두 개 이상의 입력단자가 있고, 모든 단자의 입력이 “1”(ON)인 경우에만 출력이 “1”이 되는 논리회로

2) OR 회로 두 개 이상의 입력단자가 있고, 그 중에서 하나이상의 입력이 “1”(ON)인 경우에만 출력이 “1”이 되는 논리회로

3) NOT 회로 입력에 “1”이 들어오면 출력은 “0”이 되고, 입력에 “0”이 들어오면 출력 “1”이 되는 논리회로로 인버터라고도 한다.

4) NAND 회로 AND-NOT을 줄인 말로, AND회로 출력에 NOT회로를 붙인 것과 같다.

5) NOR 회로 OR-NOT을 줄인 말로, OR회로 출력에 NOT회로를 붙인 것과 같다.

1-2. 기본 회로 - 학습내용 - 자기유지회로를 이해한다. 우선(정지우선, 동작우선)회로를 이해한다.

1) 자기유지회로

2) 정지우선회로

3) 동작우선회로

- 학습내용 - 1-3. 기본 논리회로 한시 동작 타이머회로를 이해한다. 한시 복귀 타이머회로를 이해한다.
일정 시간 동작 회로를 이해한다. 표시등 회로를 이해한다. 플리커 회로를 이해한다.

1) 한시동작(On Delay) 타이머회로

2) 한시복귀(Off Delay) 타이머회로
2). 한시복귀(Off Relay) 타이머회로

3) 일정 시간동작(One Shot) 회로

4) 표시등 회로

5) 플리커 회로

전류(직류)의 세기에 따른 인체의 영향 전류(직류)의 세기에 따른 인체의 영향 남 여 감지전류 5.2mA 3.5mA
고통을 수반하는 쇼크 62mA 41mA 불수전류 74mA 50mA 장시간의 불수전류(사망) 90mA 60mA 교류는 좀더 낮은 전류가 흐르지만 직류보다 더 인체에 위험하다.

전류의 세기계산 G + -

전류의 세기계산 AC220V 인경우 i = 220 / 4000 = 55mA AC110V 인경우

전 기 공 압

전기 공유압 제어시스템 작동부 실린더, 모터 솔레노이드밸 방향제어밸브 비례제어밸브 검출부 조작부 제어부 연산처리, 신호증폭
입력부 누름버튼스위치

푸쉬버튼(Push Button) 스위치 스위치가 눌려져 있을 동안 선택된 위치를 유지
정상상태 열림스위치: a접점(arbeit contact), 메이크 접점(make contact) (Normally Open contact, N.O형) 정상상태 담힘스위치: b접점(break contact) (Normally Closed contact, N.C형) 전환 접점 스위치: c 접점(change over contact)

푸쉬버튼(Push Button) 스위치 정상상태 열림스위치 (IEC) (Ladder)

푸쉬버튼(Push Button) 스위치 정상상태 열림스위치

푸쉬버튼(Push Button) 스위치 정상상태 닫힘스위치 (IEC) (Ladder)

푸쉬버튼(Push Button) 스위치 정상상태 닫힘스위치

푸쉬버튼(Push Button) 스위치 전환 접점스위치 (IEC) (Ladder)

푸쉬버튼(Push Button) 스위치 전환 접점스위치

리밋스위치 기계 부품나 가공품 등에 의하여 동작되며, 보통 기계요소 중 캠을 활용하는 것이 가장 효과적이다.
기계나 실린더 운동에서 특정의 최종 위치를 검출하는데 사용 선택 고려사항 기계적 응력, 접점의 신뢰성, 개폐점의 정확도 고정 방법, 작동 형식, 접근각, Overrun 등 표준형 : 전환접점 형태 마이크로 스위치 리밋 스위치 안에 들어 있는 소형 스위치

리밋스위치

압력 스위치(Mechanical Pressure Switch)
압력스위치에는 다음 3가지 종류가 있다. ① 기계적 접점 압력스위치(binary output signal) ② 전자적 접점 압력 스위치(binary output signal) ③ 아날로그 출력 전자 압력 센서 공압 - 전기 신호 변환기라고도 한다. 특정 압력에서 전기적인 스위칭 작용이 필요한 경우에 사용한다. 공압으로 작동되는 축과 전기 스위치가 조합 되어 있다. 전기접점은 c접점 형태 작동 압력은 조절나사로 변환이 가능하다

압력 스위치 Piston-Actuated Pressure switch

유도형센서(Inductive Sensor)

유도형센서(Inductive Sensor)
* 작동 원리 - 고주파 LC 발진기로 센서 표면에 전자계 형성 - 전자계 변화(발진 진폭 감소)에 따라 출력신호 발생 * 종류 - 실드형(flush type) - 비실드형(non-flush type) * 감지거리 - 감지 물체의 전기 전도성에 의해 좌우됨. - 강자성체 검출 불가 , 강의 경우 지름의 1/2

유도형센서 * 특징 - 금속체만 반응 - LC 병렬 공진회로를 이용한 발진
* 특징 - 금속체만 반응 - LC 병렬 공진회로를 이용한 발진 - 100 ~ 1000(KHz)의 고주파 전자계 방출 - 신호변환이 빠르다. (스위칭 주파수 1000Hz) - 수명이 길다. (비접촉식) - 먼지 및 진동에 민감하지 않음. - 동력 소모가 적다. - 자석 효과가 없다.

유도형센서 * 특징 - 간섭이 없다. (HF 휠드) - 감지 물체의 온도 상승이 없다. - 소형화 곤란 (코일 사용)
* 특징 - 간섭이 없다. (HF 휠드) - 감지 물체의 온도 상승이 없다. - 소형화 곤란 (코일 사용) - 출력 신호 증폭을 위해 트랜지스터 사용 ( PNP형, NPN형 ) - ON/OFF형 센서로 주로 사용

유도형센서 * 센서 출력 ( P-N-P형 ) BK(4) BN(1) BU(3) L +24 V DC 0 V

유도형센서 * 센서 출력 ( N-P-N형 ) BK(4) BN(1) BU(3) L +24 V DC 0 V

용량형센서(Capacitive Sensor)

용량형센서(Capacitive Sensor)
* 작동 원리 전극판에 고주파 전계 발생 => 분극현상 발생 (물체표면, 검출 전극판 표면) => 정전용량 증가 => 발진 진폭 증가 => 신호 출력 자동화기계 근접센서-9

용량형센서 * 특징 - 금속 , 비금속 , 액체 측정 가능 - 일체형(검출 전극판 불리 불가) - R , C에 의해 발진
* 특징 - 금속 , 비금속 , 액체 측정 가능 - 일체형(검출 전극판 불리 불가) - R , C에 의해 발진 - 정전용량 C는 감지거리 , 물체나 센서의 크기, 감지물체의 유전율에 따라 변화 - 감지 거리 : 8 ~ 20 mm - 수분에 민감한 반응

용량형센서 * 용량형 센서의 구조 발진부 G ~ 트리거 검파 표시부 증폭 출력 내부전원 외부전원 검출부

광센서 * 빛을 이용하여 물체의 유무를 검출하는 센서 * 포토 센서(Photo Sensor)
* 빛을 이용하여 물체의 유무를 검출하는 센서 * 포토 센서(Photo Sensor) * 광학적 센서(Optical Sensor) * 자외광 , 적외광 , 가시광의 광에너지 검출 * 용도 - 물체의 유무 검출 - 속도 , 위치 결정 - 레벨 검출 - 특정 표시의 식별

광센서 * 광 에너지의 전기적 변환에 따른 분류 - 광기전력 효과형 - 광도전 효과형 - 광전자 방출형
* 광 에너지의 전기적 변환에 따른 분류 - 광기전력 효과형 - 광도전 효과형 - 광전자 방출형 * 투광부와 수광부의 구성 여부에 따른 분류 - 분리형 (투과형 : Through Beam) - 직접 반사형 (확산형 : Diffusion) - 거울 반사형 (Retro-Reflection)

광센서 * 특성 - 비접촉식 센서 - 먼 거리 측정 가능 - 빠른 응답 속도 - 진동 , 자기의 영향이 적다.
* 특성 - 비접촉식 센서 - 먼 거리 측정 가능 - 빠른 응답 속도 - 진동 , 자기의 영향이 적다. - 발광부 , 수광부가 오염되면 감도 큰 폭 하락 - 외부광에 의한 오동작 - 광파이버 이용 => 미세한 물체 , 접근이 어려운 물체 검출

광센서 * 광도전 효과형 센서 - 광도전 효과(광량에 비례한 전류 증가) 이용 - 황화 카드뮴 (CdS) 센서
* 광도전 효과형 센서 - 광도전 효과(광량에 비례한 전류 증가) 이용 - 황화 카드뮴 (CdS) 센서 * 광기전력 효과형 센서 - P-N 접합부에 발생하는 광기전력 효과 이용 - 포토 다이오우드, 포토 트랜지스터 * 광전자 효과형 센서 - 광량에 비례한 광전자 방출 효과 이용 - 미약광 검출 , 빠른 응답 속도 , 광전자 증배관

광센서 * 분리형 (투과형 : Through Beam) - 투광부와 수광부가 분리된 센서 - 투명한 물체 검출 곤란
- 빛의 확산에 의한 오류 발생

광센서 * 거울 반사형 (Retro-Reflection) - 일체형 센서 - 감지 거리가 길다.
- 감지 물체의 표면 광택이 좋으면 처리 곤란

광센서 * 직접 반사형 (확산형 : Diffusion) - 일체형 센서 - 한 방향으로만 검출 거리가 결정됨.

릴레이 힌지형

릴레이(Relay) 1. 전기적으로 독립된 여러 개의 접점이 필요한 경우에 사용하는 신호처리 요소이다. 2. 구성 요소
* 전자석 + 전기 접점부 * 코일 , 접점 , 복귀 스프링 3. 각 접점은 전기적으로 절연 상태 => 각 접점에 서로 상이한 전압 사용 가능 4. 릴레이 구매 요구 사항 사용 전압, 접점수, 접점 용량 등

릴레이 5. 릴레이의 주요 기능 * 여자에 소요되는 전압과 전류의 값보다 매우 큰 값의 전압, 전류 회로를 개폐 가능
값의 전압, 전류 회로를 개폐 가능 * 한 번의 여자 신호로 여러 개의 회로를 동시에 개폐 가능 * b 접점을 사용하여 논리 부정의 기능 실현 6. 릴레이 종류 * 접점 용량 => 제어용, 파워용 * 기구적 구조 => 힌지형, 플런저형 * 제어용은 힌지형, 파워용은 플런저형

릴레이 7. 신호처리 요소로서 릴레이 구비 조건 * 정비를 요하지 않아야 한다. * 많은 독립회로를 개폐해야 한다.
* 여러 동작 전압, 높은 전류에서 사용 가능 * 개폐 시간이 짧아야 한다. 8. 기술 데이터 * 응답 시간 : 8-22ms * 여자 풀림 시간 : 2-20ms * 최대 개폐 사이클 수 : 15/초 * 동작 전력 : W DC, W AC * 기계적 수명 : 100,000,000회 이상

릴레이 플런저형

타이머(Timer) 1. 회로상에서 특정 시간 후에 상시개방이나 상시 폐쇄 접점을 개폐시키는 릴레이
2. 동작 지연 타이머(On Delay Timer) S 15 A1 ( A2 16 18

타이머 동작 지연 타이머(On Delay Timer)구조

타이머 복귀 지연 타이머(Off Delay Timer) 구조

타이머 복귀 지연 타이머(Off Delay Timer) 15 A1 ( A2 16 18

카운터(Counter) 1. 회로 동작에 어떤 횟수에 의한 제어가 필요한 경우에 사용 2. Total Counter
계수 입력만 표시하는 카운터, 제어 출력이 없다. 3. Preset Counter 설정된 수치까지 계수하였을 때 제어 출력이 동작하는 카운터 * Up Counter 0에서 계수 시작, 설정값에서 스위치 동작 * Down Counter 설정값에서 계수 시작, 0에서 스위치 동작

카운터

솔레노이드 밸브 (Solenoid Valve)
1. 솔레노이드 밸브란? * 솔레노이드 : 도선을 원통에 감은 기기 * 도선에 전류를 통하면 솔레노이드 내부에 자기 장이 형성된다. * 솔레노이드 내부에 연철 막대를 넣으면 전자석 이 된다. * 전자석을 공유압 밸브에 적용하면 솔레노이드 밸브가 된다.

2. 솔레노이드 밸브의 구조

솔레노이드밸브 구조

3. 솔레노이드 밸브의 응답시간 * 밸브가 완전히 닫힌 상태에서 완전히 열릴 때 까지 소요된 시간 * 밸브 사이즈, 작동방식, 전기 공급상태, 유체, 입구 압력, 압력 강하 등에 의해서 영향을 받음. * DC 밸브는 AC 밸브 보다 약 50% 정도 느리다. * 대형 직동밸브와 내부 파일럿 밸브는 50 ~ 100% 정도 느리다.

4. 솔레노이드 밸브의 응답시간(AC 밸브 기준) * 소형 직동밸브 : 5 ~10 ms * 대형 직동밸브 : 20 ~ 40 ms * 내부 파일럿 작동밸브 - 소형 다이어프램형 : 15 ~ 50 ms - 대형 다이어프램형 : 50 ~ 75 ms - 소형 피스톤형 : 75 ~ 100 ms - 대형 피스톤형 : 100 ~ 150 ms

5. 솔레노이드 밸브의 종류(작동 방식) * 직접 작동식 : 작동력이 작은 소형 밸브의 구동 2/2-way

3/2-way(NC)

3/2-way(NO)

* 간접 작동식 : 거의 모든 밸브에서 사용 - 작동 순서 전기신호가 솔레노이드에 입력 => 솔레노이드가 파일럿 밸브 작동 => 파일럿 밸브가 주 밸브 작동 - 구성 : 솔레노이드 + 파일럿 밸브 + 주밸브 - 장점 솔레노이드의 크기를 줄일 수 있다. 전력 소모를 줄일 수 있다.

* 간접 작동식(Pilot 작동식) 밸브의 동작원리

* 3/2-way 간접 작동형(편솔) 단동 실린더, 진공 발생기 제어에 사용

* 5/2-way 간접 작동형(편솔) 모든 공압 액츄레이터 제어 가능

* 5/2-way 간접 작동형(양솔)

* 5/3-way 간접 작동형(양솔) 공압 액츄레이터를 임의의 위치에 정지

6. 교류용 솔레노이드의 특징 * 코일에 전원이 입력되면 강한 돌입전류 발생 - 정상상태 전류의 10배 이상 - 코일과 연결된 접점부에서 전기 스파크 발생 => 접점 수명 감소, 오동작 발생 * 솔레노이드 작동 시간이 짧다. * 자장의 세기와 방향이 주기적으로 바뀐다. - 전압이 규정 전압 이하로 떨어진다. - 소음과 열 발생 => 코일 손상(burn out)

7. 직류용 솔레노이드의 특징 * 스위칭 시간이 길다. * 작동이 부드럽고 전압 변화에 둔감하다. * 열 발생이 적다. * 코일에 흐르는 전류를 차단하면 => 코일에 저장된 자장 에너지의 순간적인 방출 => 코일 접점에 강한 스파크 발생 => 접점 손상

8. 솔레노이드의 전류 특성 시간 전류 교 류 직 류

9. 스파크 방지 회로(저항 이용법) * 가장 간단한 방법, AC/DC에서 사용 * 불필요한 전기 에너지 소모 * 저항 R이 작으면 스위치 기능 감소 S R M

10. 스파크 방지 회로(R-C 이용법) * 가장 많이 사용하는 방법, AC/DC에서 사용 * 전기 에너지 소모가 없다. * DC 24V의 경우 R은 1Ω, C는 0.1μF이 적당 S R M C

11. 스파크 방지 회로(다이오우드 이용법) * DC 솔레노이드에서만 사용 가능 * + , - 극성을 정확히 지켜야 한다. S M D

12. 스파크 방지 회로(제너 다이오우드 이용법) * 제너 다이오우드의 내전압 이상의 전압이 걸리면 통전된다. * DC/AC 솔레노이드에서 사용 * 전원 극성에 무관 * AC 100V : 2개 이상 AC 220V : 4 ~ 6 개의 제너 다이오우드를 직렬로 연결 사용 S M

13. 스파크 방지 회로(바리스터 이용법) * 바리스터 : 바리스터 양단의 전압이 작으면 저항이 커지고, 전압이 커지면 저항이 작아진다. * 비용이 적게 들고 간단하다. => 가장 많이 사용 S M V

14. AC 솔레노이드의 장단점 * 개폐 시간이 짧다 * 흡인력이 크다. * 정류기나 스파크 억제 회로가 불필요하다. * 기계적 응력이 크다. * 수명이 짧다. * 개폐 주기수가 제한된다. * 잡음이 발생한다. * 과부하, 저전압, 기계적 속박에 민감하다. * 공기 갭이 있으면 온도가 상승하고 과전류 발생

15. DC 솔레노이드의 장단점 * 작동이 쉽게 된다. * 유지 전력과 턴-온(turn-on) 전력이 낮다. * 소음이 적고 수명이 길다. * 스위치 OFF시 과전압이 발생한다. * 스파크 억제 회로가 필요하다. * 접촉 마모가 크고 개폐 시간이 길다. * AC 전원을 사용하면 정류기가 필요하다.

단동실린더 제어 푸쉬버튼을 누르면 단동 실린더가 전진운동을 하고, 푸쉬버튼을 놓으면 후진운동을 한다.

공압 회로도 전기 회로도

복동실린더 제어 푸쉬버튼을 누르면 복동 실린더가 전진운동을 하고, 푸쉬버튼을 놓으면 후진운동을 한다.

복동실린더 제어 푸쉬버튼을 누르면 복동 실린더가 전진운동을 하고, 푸쉬버튼을 놓으면 후진운동을 한다. 공압 회로도 전기 회로도

AND회로 두개의 푸쉬버튼(S1과 S2)이 전부 눌러져 있을 때만 전진운동을 한다. 공압 회로도 전기 회로도

OR회로 두개의 푸쉬버튼(S1과 S2)중 어느 하나만 눌러져 있더 라도 전진운동을 하고, 버튼을 놓으면 후진운동을 한다.

자기유지회로 입력된 제어신호가 없어지더라도 계속해서 신호를 기억하는 회로를 자기유지회로라 한다.
입력된 제어신호가 없어지더라도 계속해서 신호를 기억하는 회로를 자기유지회로라 한다. S1 푸쉬버튼 스위치를 누른 후 손을 떼더라도 K1 릴레이를 여자시키는 전류가 계속 유지되어 실린더 전진 상태를 유지시키게 된다.

OFF우선 자기유지회로 전기 회로도 공압 회로도

ON우선 자기유지회로 공압 회로도 전기 회로도

Flip-Flop 회로(실습과제1) 회로 1 전기 회로도 공압 회로도

Flip-Flop 회로(실습과제1) 회로 2 공압 회로도 전기 회로도

조합 회로(실습과제2) 회로 1 전기 회로도 공압 회로도

조합 회로(실습과제2) 회로 2 전기 회로도 공압 회로도

중간정지 회로(실습과제3) 회로도 전기 회로도 공압 회로도

리밋스위치를 사용한 회로(실습과제4) 회로도 전기 회로도 공압 회로도

시간지연릴레이 회로(실습과제5) 회로도 1 전기 회로도 공압 회로도

연속왕복작동회로I(실습과제6) 회로도 공압 회로도 전기 회로도

연속왕복작동회로II(실습과제7) 회로도 공압 회로도 전기 회로도

1회 왕복작동회로(실습과제8) 회로도 공압 회로도 전기 회로도

2회 왕복작동회로I(실습과제9) 회로도 수동리셋 사용 전기 회로도 공압 회로도

2회 왕복작동회로II(실습과제10) 회로도 공압 회로도 전기 회로도

수동/자동작업(1) 공압 회로도 전기 회로도

자동-연속/단속회로(1) 공압 회로도 전기 회로도

비상작업(1)-실린더의 귀환 공압 회로도 전기 회로도

비상작업(4)-공기공급중단 전기 회로도 공압 회로도

비상작업(5)-공기공급중단 전기 회로도 공압 회로도

비상작업(6)-공기공급차단 전기 회로도 공압 회로도

비상작업(7)-운동완료시 위치 유지 전기 회로도 공압 회로도

비상작업(8)-운동완료시 위치 유지 전기 회로도 공압 회로도

비상작업(9)-정해진 순서에 의한 복귀 공압 회로도 전기 회로도

핸드 레버 세이퍼 실린더 A가 전진하여 클램핑하고, 실린더 B가 전진하면서 홈 파기 작업이 이루어지며, 실린더 B가 귀환한 후 실린더 A가 후진할 수 있도록 한다.

핸드 레버 세이퍼 1 1 2 3 4 5=1 1 A 1 B

핸드 레버 세이퍼

시퀀스회로.

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