PLC(Programmable Logic Controller)란?

PLC란 무엇인가요?

PLC는 Programmable Logic Controller의 약자입니다. 각 단어의 의미는 다음과 같습니다.

• Programmable (프로그래머블): 사용자가 원하는 대로 프로그램을 작성하여 기계의 동작을 변경할 수 있다는 뜻입니다.
• Logic (로직): 논리(논리회로)를 이용해 입력 신호를 처리하고 출력 신호를 제어한다는 뜻입니다.
• Controller (컨트롤러): 특정 장치를 제어하는 장치라는 뜻입니다.

따라서 PLC는 '프로그램을 통해 논리적으로 기계를 제어하는 장치'라고 할 수 있습니다. 산업 현장의 자동화 시스템에서 기계나 설비를 제어하고 모니터링하는 데 사용되는 일종의 산업용 컴퓨터입니다.

과거에는 수많은 릴레이(계전기), 타이머, 카운터 등을 복잡하게 연결하여 기계를 제어했지만, PLC가 개발되면서 이러한 복잡한 하드웨어 배선을 프로그램으로 대체할 수 있게 되었습니다.

PLC의 작동 원리 (예시)

PLC의 작동 방식을 이해하기 쉽게 자동 세차 시스템을 예로 들어 설명해 드릴게요.

1. 입력(Input):

PLC는 다양한 센서로부터 현재 상태를 입력받습니다.

• 예시:
  • 차량 감지 센서: "차량이 세차 구역에 진입했습니다." (ON/OFF 신호)
  • 세차 시작 버튼: "고객이 세차 시작 버튼을 눌렀습니다." (ON/OFF 신호)
  • 위치 센서: "차량이 올바른 위치에 정차했습니다." (ON/OFF 신호)
  • 수압 센서: "현재 수압이 적절합니다." (아날로그 신호)

2. 프로그램(Logic):

PLC는 미리 작성된 프로그램(논리)에 따라 입력받은 정보를 처리합니다. 이 프로그램은 일반적으로 래더(Ladder) 다이어그램이라는 시각적인 언어로 작성됩니다.

• 예시:
  • 논리 1: "차량 감지 센서가 켜지고(ON) 세차 시작 버튼이 눌렸을 때" → 다음 단계로 진행한다.
  • 논리 2: "차량 감지 센서가 켜지고 위치 센서가 켜지면" → 브러시를 작동시킨다.
  • 논리 3: "브러시 작동 후 30초가 지나면" → 헹굼 물을 분사한다. (타이머 기능 활용)
  • 논리 4: "헹굼이 끝나고 10초가 지나면" → 건조팬을 작동시킨다.

3. 출력(Output):

프로그램의 논리적 처리가 완료되면, PLC는 연결된 외부 장치(액추에이터)에 제어 신호를 보냅니다.

• 예시:
  • 브러시 모터: "브러시 모터를 켜라."
  • 물 펌프: "물 펌프를 켜서 헹굼 물을 분사하라."
  • 건조팬: "건조팬을 켜라."
  • 경광등: "세차가 완료되었으니 출차하세요"라는 신호를 켜라.

이처럼 PLC는 센서(입력)의 상태를 실시간으로 파악하고, 내장된 프로그램(논리)에 따라 모터, 펌프 등(출력)을 제어하는 역할을 합니다. 이러한 순환적인 과정(스캔 주기)을 매우 빠르게 반복하여 시스템이 실시간으로 동작하도록 만듭니다.

PLC의 주요 특징 및 장점

• 높은 신뢰성: 산업 현장의 열악한 환경(먼지, 진동, 전기적 노이즈)에서도 안정적으로 작동하도록 설계되었습니다.
• 유연성: 프로그램만 수정하면 기계의 동작을 쉽게 변경할 수 있어 유지보수가 간편하고 생산 라인 변경에 유리합니다.
• 실시간성: 입력 신호에 대한 처리가 매우 빠르게 이루어지기 때문에 즉각적인 제어가 필요한 실시간 시스템에 필수적입니다.
• 확장성: 필요한 기능(입출력 모듈, 통신 모듈 등)을 추가하여 시스템을 확장하기 쉽습니다.

 

또 다른 예로 다시 설명해보면)

 

PLC란 무엇인가?

PLC는 Programmable Logic Controller의 약자입니다. 각 단어의 읽는 법과 뜻은 다음과 같습니다.

• P : Programmable (프로그래머블)
  • 뜻: '프로그램할 수 있는', 즉 사용자가 원하는 대로 동작을 설정하거나 변경할 수 있다는 의미입니다.
• L : Logic (로직)
  • 뜻: '논리', 즉 AND, OR, NOT 같은 논리적인 규칙에 따라 신호를 처리하고 제어한다는 의미입니다. 예를 들어, '버튼을 누르고 문이 닫히면(AND) 모터를 돌려라' 같은 논리적인 판단을 합니다.
• C : Controller (컨트롤러)
  • 뜻: '제어기', 즉 기계나 시스템의 동작을 조절하고 관리하는 장치라는 의미입니다.

따라서 PLC는 **'프로그램 가능한 논리 제어기'**라고 할 수 있습니다.

PLC는 왜 사용하나요? (예시를 통해 쉽게 설명)

PLC는 주로 공장 자동화나 산업 현장에서 기계나 설비를 자동으로 제어하는 데 사용되는 컴퓨터의 한 종류라고 생각하시면 됩니다. 일반 컴퓨터와 달리, PLC는 먼지, 진동, 온도 변화 등 열악한 산업 환경에서도 안정적으로 작동하도록 설계되었습니다.

예시: 음료수 생산 라인

음료수 생산 공장을 생각해 봅시다. 여기에는 여러 단계의 자동화가 필요합니다.

1. 빈 병 공급: 컨베이어 벨트에 빈 병이 자동으로 올라와야 합니다.
2. 음료수 채우기: 빈 병이 특정 위치에 오면 정확한 양의 음료수가 채워져야 합니다.
3. 뚜껑 닫기: 음료수가 채워진 병에 자동으로 뚜껑이 닫혀야 합니다.
4. 라벨 부착: 뚜껑이 닫힌 병에 제품 라벨이 부착되어야 합니다.
5. 박스 포장: 완성된 음료수 병이 박스에 담겨야 합니다.

이 모든 과정을 사람의 손으로 일일이 제어하는 것은 매우 어렵고 비효율적이며, 실수가 발생하기 쉽습니다. 이때 PLC가 등장합니다.

PLC의 역할:

PLC는 다음과 같은 방식으로 이 생산 라인을 제어합니다.

• 센서와 연결: 각 단계에 설치된 센서(예: 병이 도착했는지 감지하는 센서, 액체 수위를 감지하는 센서)로부터 정보를 받습니다.
• 프로그램된 논리 수행: PLC 안에 미리 프로그램된 논리(예: "센서 A에서 병이 감지되면 모터 B를 돌려서 음료수를 채워라", "음료수가 다 채워지면 밸브를 닫고 다음 단계로 병을 이동시켜라")에 따라 작동합니다.
• 액추에이터 제어: 모터, 밸브, 로봇 팔 등 실제 기계를 움직이는 장치(액추에이터)에 신호를 보내 동작하게 합니다.

PLC가 없었다면?

과거에는 릴레이(Relay)라는 전기 스위치를 복잡하게 연결해서 이런 제어를 했습니다. 하지만 릴레이는 배선이 복잡하고, 고장이 잦으며, 한 번 만들면 수정하기가 매우 어려웠습니다.

PLC의 장점:

• 유연성: 소프트웨어(프로그램)만 변경하면 생산 라인의 동작을 쉽게 바꿀 수 있습니다. 예를 들어, 새로운 종류의 음료수를 만들거나 생산 방식을 변경할 때 릴레이처럼 배선을 다시 할 필요 없이 프로그램만 수정하면 됩니다.
• 안정성: 산업 현장의 열악한 환경에서도 안정적으로 작동하도록 설계되어 고장이 적습니다.
• 정확성: 정밀한 타이밍과 논리 제어로 오차를 줄이고 생산성을 높입니다.
• 진단 용이성: 문제가 발생했을 때 프로그램 상에서 어디가 잘못되었는지 쉽게 찾아낼 수 있습니다.

요약하자면, PLC는 산업 현장에서 기계와 설비를 자동으로 똑똑하게 제어하여 생산 효율을 높이고 안정적인 작업을 가능하게 하는 핵심 장치입니다. 마치 공장의 '뇌'와 같은 역할을 한다고 생각하시면 됩니다.

 

이 이미지는 산업 환경에서 입출력 모듈과 연결 배선이 있는 PLC를 보여줍니다.