VOA소개
구미대학교의 전기에너지과 자체내의 동아리로서 바쁜 학과 수업후에 교수님이하 선후배간에 일치와 화합을 통하여 창의적인 실습, 시퀀스제어, PLC (PC의 CPU로 시퀀스 회로를 프로그램화)와 전기공학의 전반에 대한 기 본개념 및 이해를 목표로 한다.
관련전기상식
1. 시퀀스 제어의 정의와 종류
조작의 순서를 미리 정해놓고 이에 따라 조작의 각 단계를 차례로 행하는 제어를 시퀀스제어 (sequence control) 라 한다.
- 릴레이(relay sequence) : 유접점 릴레이에 의하여 구성되는 기계적 제어
- 로직 시퀀스(logic sequence) : 반도체 스위칭(switching) 소자를 사용하여 회로를 구성하는 무접점 제어
2. 시퀀스 제어의 요소
제어요소는 입력기구,출력기구,보조기구로 나누어지며 또 접점기구,구동기구,표시기구로 나누기도한다.
- 입력기구 : 수동 스위치 ,검출 스위치및 센서
- 출력기구 : 전자 개폐기(MC),전자 밸브(SV),솔래노이드(sol),표시 램프,경보기구 (Buzzer,bell)
- 보조기구 : 제어 회로를 구성하는 보조 릴레이, 논리소자,타이머 소자,입출력 소자, PLC 장치등
- 접점기구 : 회로를 개폐하여 시퀀스 회로의 상태를 결정하는 기구이다
- a 접점 : 원래는 열려있고 조작할때 닫히는 접점으로 메이크 접점(make-contact)이라고도함
- b 접점 : 원래는 닫혀있고 조작할때 열리는 접점으로 브레이크접점(break-contact) 이라고도 함
3. 스위치(SWITCH)
회로의 개폐, 또는 접속 변경 등의 작업 명령용 입력기구이다.
- 복귀형 수동 스위치 : 조작중에만 접점 상태가 변하고 조작을 중지하면 원래 상태로 복귀하는 스위치로서 push-button switch(PBS
- 유지형 수동 스위치 : 조작하면 접점의 개폐 상태가 그대로 유지되는 마이크로 스위치,텀블러 스위치, 셀렉터 스위치 등이있다.
- 검출 스위치 : 제어 대상의 상태, 또는 변화를 검출하는 리밋 스위치, 센서가 있고 위치 압력,힘,빛,온도,수위,속도,전압,전류 등의 물리량의 검출과 고장,제품 수리등의 검출에사용되며 limit sw,photo sw,proximity sw등이있다.
4. 전자 계전기
전자력에 의하여 접점을 개폐하는 기능을 갖는 제어 장치를 전자 계전기(relay)라 하며 제어용의 보조 릴레이,용량이 크고 출력용으로 전자 개폐기(MC)가 있다.
5. 논리 소자
- AND 회로 : 입력신호 A,B가 모두 있을때 출력 신호가 생기는 회로이며 스위치 직렬의 논리곱 회로이다.
- OR 회로 : 입력 A.B중 하나만 있어도 출력이 생기는 판단기능을 갖는 논리이며 스위치 병렬의 논리합 회로이다.
- NOT 회로 : 입력과 출력의 상태가 반대로 되는 상태 반전, 즉 부정의 판단기능을 갖는 회로이며 인버터(inverter)라고도 한다.
- NOR 회로 : OR회로와 NOT회로의 합으로서OR 회로를 부정하는 판단기능을 갖는 회로이다.
- NAND 회로 : AND+NOT 의 조합 회로이며 AND 회로를 부정하는 판단기능을 갖는 만 능 회로이다.
- EOR 회로: 두 입력 상태가 같을때 출력이 없고 ,두 입력 상태가 다를때 출력이 생기는 회로를 배타 논리합(exclusive OR) 회로라 한다.
6. 타이머 소자
입력신호의 변화시간보다 설정 시간 t 만큼 뒤져서 출력신호의 변화가 나타나는 회로 시한회로(time delay timer)라 하며 RC 회로의 시상수와 충방전에 의하여 시간이 조정된다.
- 동작사간이 늦은 시한 동작(순시복구) 회로(on delay timer)
- 복구시간이 늦은 시한 복구(순시동작) 회로(off delay timer)
- 일정시간만 동작되는 단안정(one shot) 회로
- 동작과 복구가 모두 늦은 뒤진 회로 ==> 1> + 2>
7. 유지회로
릴레이 자신의 접점,혹은 되먹임 회로에 의하여 회로를 유지하며 변환 신호를 상태신호로 변환한다.
8.인터록 회로
조작자의 안전과 기기의 보호를 목적으로 자기 접점이나 자기 회로로 관련 기기의 동작을 금지 시키는 회로를 인터록(inter lock) 회로라 한다.
PLC 관련이론
1. PLC의 개요
생산성 향상, 작업의 안정성, 품질 향상, 원가 절감 및 인원관리의 어려움들을 극복하기 위하여 요즘, 많은 기업들이 공장 자동화를 위한 투자가 증대되고 있다. 1980년대 전반기의 자동화에서는 대부분 단위 기계의 자동화 였으나 90년 이후 자동화란 주문에서 생산, 검사, 출하에 이르는 전반적인 제어 및 관리를 행하는 것을 뜻한다. 자동화의 단계는 그림 1과 같이 나타낸다. 오늘날 치열한 국제경쟁사회에서 유리한 위치를 점유하기 위하여 공장의 자동화는 이제 기업에서 선택이 아니라 필수이다. 자동화의 정도에 따라 기업의 운명이 좌우 되기도 한다. 단위 기계의 자동화에서 시작하여 총합화 생산 시스템을 이루어, 무인 생산시스템에 의하여 제품이 생산되는 공장이 등장하기에 이르렀다.
2. PLC의 분류
PLC는 기계장치를 운전, 제어하기 위하여 사용함으로 열악한 생산현장에서도 견딜수 있도록 온도, 습도나 전기적 노이즈에 강하고 취급이 용이한 구조로 되어 있다. PLC의 구성은 업무용 PC의 구성과 거의 같다. PLC의 기본 구성은 그림 3 에서와 같이 사람의 두뇌에 해당하는 CPU(중앙 처리장치), SENSOR나 스위치로 부터 신호를 입력 받는 입력부, 제어대상에 제어신호를 출력하는 출력부, 시퀀스 프로그램을 저장하는 기억부, PLC의 각부분에 전원을 공급하는 전원부로 되어 있다. 기본장치와 더불어 프로그램의 작성을 위하여 핸디 로더라는 프로그램 콘솔이나 컴퓨터에서 직접 그래픽으로 프로그램을 작성할수 있는 SOFTWARE와 PC, 작성한 프로그램을 EPORM에 보관 하기 위한 EPROM WRITER, 프로그램을 인쇄 하기 위한 프린터 등의 주변장치가 필요하다.
1) PLC의 분류
PLC는 크기와 형태에 의하여 블록타입과 모듈타입으로 분류하며 대부분 블록타입은 소형 PLC, 모듈타입은 대형PLC이다.
- 1) 블럭타입 PLC
- 비교적 소형의 자동화기기에 사용되는 PLC이다. 블럭모듈타입의 PLC는 그림 1-2의 PLC구성도에 있는 모든 기능들이 하나의 케이스안에 설치되어 있어 소형이다. 즉 전원장치, CPU, 메모리, 입력 및 출력의 모든 기능이 집적되어 있어 취급이 간단하고 저가 이다. 그러나 입출력 점수가 제한되고 확장 유닛을 장착하여 입출력 점수를 늘릴수 있으나 한계가 있다. 또한 PLC간의 통신과 ANALOG신호의 처리, 위치결정과 같은 고도의 기능의 발휘가 어려우며, 로직의 STEP 의 양도 제한적이고, 상위 컴퓨터와의 작업정보의 전송이나 작업지시 정보의 교환등이 제한된다. 블럭모듈 타입의 PLC는 간단한 설비의 자동화나 제어 단독 설비의 자동화가 주목적이며 장래의 확장성이 요구되는 설비에서의 채택은 바람직하지 않다.
- 2) 모듈타입 PLC
- 모듈타입의 PLC는 베이스유닛에 전원 유닛과 CPU유닛을 기본으로 설치하고 자동화 대상의 기능에 따라 여러종류의 입출력 장치를 추가하여 사용한다. 입출력 점수의 변경이 요구될시는 필요한 기능의 입출력장치를 추가시킬수 있다. 또한 CPU의 기능이 향상되고 고속처리 및 대용량 데이터의 처리가 가능하며 PLC간의 통신이나 상위 컴퓨터와의 다양하고 고속의 통신이 지원된다. 이와 같은 기능을 이용하여 CNC, ROBOT, 상위 컴퓨터와 연결하여 대단위의 자동화가 가능하며 컴퓨터 통신을 이용하여 수주에서 생산 판매에 이러는 전과정을 자동화하는 총합화 생산시스템을 구성할수 있다. 또한 모든 생산활동이 기계에 의해 움직이는 무인 공장의 등장이 가능 하도록하였다. 유닛은 입력, 출력, 입/출력 혼용, 통신, 고속 카운터, PID제어, 아날로그 입력, 아날로그 출력 위치 결정 유니트 등이 있다.