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피엘씨(PLC)란?
1. PLC 의 기원
PLC란 무엇이냐? 라는 질문은 하는 사람은
물론 PLC(Programmable Logic Controller)가 무었을 하는 것이지 몰라서 묻는 것이
틀림없다. 그런데 PLC가 무슨 뜻이냐? 하고 물으면 Programmable Logic Controller
의 약어입니다라고 말하는 사람은 있으나 막상 그 기능에 대하여 물으면 전혀 예상외이다.
물론 공장 자동화 업계에 종사하는 사람들은 알고 있지만 PLC의 발전과 동향에
대하여는 정보가 어둡다는 것을 알 수 있다.
2. PLC 의 기능
PLC 가 개발되기 전에는 자동제어라야 주로 타이머[Timer]
와 릴레이[Relay] 및 카운터[Counter]가 전부이었다. 산업 설비가 대 단위화 되어
가면서 이들 타이머와 릴레이만으로 공정에 따른 장비의 가동을 감당하기에는 너무
벅차고 또한 제어 파넬 크기만 커지고 효율이 떨어지게 되었다. 마침 반도체
기술의 발전에 따라 마이크로프로세서의 개발로 이들 수백개의 타이머와 릴레이 기능을
손바닥만한 회로 기판에 프로그램을 할 수 있는 마이컴을 탑재한 PLC 가 탄생한 것이다.
3. PLC의 발전 과정
1970대 초기 포로토-타입 PLC 의 탄생은 자동차 생산라인의
반복작업을 기계화 하기 위한 목적으로 개발하였기 때문에 글자 그대로 타이머와
릴레이의 대치 기능 밖에 없었고 점차 그 크기(용량) 또한 대형화 하였으며 수십
년간 엄청난 발전을 하여왔다.
4. PLC의 변형 DCS 탄생
따라서 초기 PLC 는 모터나 밸브 등 전기 기기의
가동 순서와 조건 등을 배열시키고 이들 순서 및 배열을 필요에 따라 간단한 조작
키나 버튼으로 변경할 수 있도록 만든 일종의 산업용 컴퓨터이었다.
따라서 대형 산업설비 및 엔지니어링 회사들도 이들 PLC 를 활용하기 시작하였고
여기에 프로세스제어에 필요한 아나로그 제어 기능을 보강하여 DCS 라는 보다 향상된
PLC 를 개발하여 사용하기 시작하였다.
5. PLC의 변형 DDC의 탄생
1980년대 들어와서 대형 빌딩들이 건설되면서 PLC를
채택하기 시작하였고 이들 빌딩 자동화 전문업체들은 PLC 가 고가 인데다가
이미 대형화 되어있어 빌딩 특성상 층별로 구분되어 설치할 목적으로 소형화 하면서
일부 아나로그 제어기능을 추가하고 성능을 다소 낮추면서 저가형 PLC를 만들어 중앙
감시제어 프로그램과 접목시킨 전용 PLC로 DDC 라 부르기 시작하였다.
6. PLC 의 주 요 용도
그
용도는 다 기술할 수 없을 정도로 넓다. 빌딩 자동화에서 상업용, 산업용, 육 해
공 운송수단에서 항공 우주 인공위성 까지 광범위하게 채택된다.
-빌딩
자동화 ,전기 조명설비/승강기 설비
-기계자동화
공작기계, 조립라인
-각종
로보트 제어
-발전소/
댐/교량/터널 감시제어
-선박
항공기 고속전철
-상하수도/폐수
공급 광역 사업 설비
-환경/기상
관측 설비 자동화
7. PLC의 향 후 추세
DCS / DDC 등 일부 분야 전용 제어기기는 고기능 PLC로 대체되고 있으며 그 기능이
UDC (Universal Digital Controller)화 하고 있다. 일부에서는 SoftPLC 가
개발되어 특정 용도로 사용이 되고 있으며 이에 대응하는 I/O 모듈도 많이 선을 보이고
있으나 이들 SoftPLC 가 PLC의 앞날에 일부 영향을 줄지 아니면 SoftPLC도
역시 I/O 모듈이 필요한 것이므로 상호 보전적 관계를 갖게 될 것 같다.
2004년대의
PLC는 거의 만능 디지털 제어기 화 하고 있다.
- 세계
유명 메이커들을 포함 2~300여개사에서 제조한다.
- 하드웨어와
규격 소프트웨어가 일정 규격화 되어있다.
- CPU도
거의 통일되어 가고 있다.
- 처리
속도는 또한 표준 규격에 준한다.
- 아나로그
제어인 경우 분해도(Resolution)는 고급화 되어가고 있다.
- 각종
입력 신호에 대응하는 모듈이 다양하게 구비되어 있다.
- 시중에서
쉽게 구입할 수 있는가?
- 각
기능이 조합 또는 분리 방식이 모듈화되어 있다.
- 입출력(I/O카드)
인터페이스가 다양하다
- 서보
모터(AC/DC Servo)의 모든 기능 (Speed, Position, S-shape등) 제어가
동일
PLC에서 가능하다.
- 스테핑
모터 제어가 가능하다.
- 기본
통신 프로토콜이 개방되어 있어 상호 데이터 공유가 가능하다.
(RS232,
RS422,RS485, Profibus, Bacnet, Lonworks, EIB, M-Bus. Ethernet,
FieldBus..
)
- 프로그램
언어와 (FBD. SFC, IL,LADDER등) 툴 (or 에디터)이 개방되어 있다.
- 대량
생산으로 저가화 되고 있어 이미 대중화 되고 있다.
- 프로그램
언어와 라이브러리의 개발로 프로그램 시간이 현저하게 단축된다.
- 이미
WEB을 기반으로 한 PLC 가 현장에 설치 운용되고 있다.
8. 결론
향후
PLC가 고 기능화로 인하여 DCS, DDC등으로 구분하는 것이 무의미 해 질 것이다.
결국 이들 모든 제어기는
디지털 기술(Computer technology) 을 이용한 제어기 임은 틀림없다.
디지털 제어기하면 마이콤을 이용한 전용 제어기가 많이
있으나 사용자 요구에 맞는 자유 프로그램 방식을 채택한 것이 DDC, DCS의 특징인데
이들 전용 제어기기들은 이제 그들 특성을 PLC에 의하여 침범 당해 생산성이나 기술
개발 면에서 PLC들에 뒤쳐져 결국 생산이 중단되거나 PLC화하여 고기능 PLC로의
대체가 보편화 될 것으로 보인다.
이러한 대세에 위협을 느낀 일부 미국의 빌딩 자동화 전문회사들은
DDC에 고속CPU로 탑재하고 BacNet(빌딩 자동제어 통신 전용) 프로토콜 등 통신 규약을
만들고 WEB(인터넷) 기반 술을 도입하여 시도하고 있으나 이는 결국 이들 BAS/IBS
특성상 기술을 개방을 하지 않기 때문에 활성화가 이루어지지 않고 있다.
이는 이들을 채택한 모든 시스템이 결국 어떠한 방법으로든지
상호 인터페이스에 의하여 인터넷에 접속되어 상호 거미줄처럼 네트워크가 이루어지지
않으면 안 되는 상황이 올 것이기 때문이다.
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