PLC

1 개요

Programmable Logic Controller. 프로그램이 가능한 논리 제어기.

주로 산업현장에서 많이 쓰이며, 각종 플랜트나 대형 선박, 무선 중계국, 엘리베이터, 각종 빌딩의 중앙시스템 등 저렴하고 비교적 간단한 동작의 제어가 필요한 정말 광범위한 곳에서 사용된다.

일반적으로는 PC에서 사용되는 Line형태의 프로그래밍 언어와는 다른 Ladder(래더 - 라다 라고 하는 사람도 있음)의 형태로 원하는 프로그램을 작성하게 된다. 각각의 입력과 출력이 그림으로 표현되어 동작에 대한 조건을 쉽게 확인할 수 있고, 직관적인 확인이 가능하다.

2 장점

PLC의 장점은 다음과 같다.

2.1 간편한 사용

A스위치와 B스위치를 누를 경우 전등C가 켜진다는 동작 조건을 구현할 때, 일반적인 랭귀지 프로그래밍은

If (a==1)

if (b==1)

c=1;

이런식으로 작성한다면 래더 프로그램은

[ A ] ------ [ B ] ------------ ( C )

의 형태로 작성된다!

만약 스위치(새 조건)를 10개 추가한다고 할때 랭귀지 프로그램에서는 if 분기문을 10개 추가해야 하지만 래더 프로그램에서는 10개의 접점기호만 B와 C 사이에 추가하면 적용이 가능하다! 또한 C의 동작 조건이 궁금할 경우에는 C의 앞부분의 A, B 조건을 직관적으로 확인할 수 있다.

약간 다른 의견이 있어 아래와 같이 기술한다. 위의 설명이 완전히 잘못된 것은 아니지만 사실 PLC의 장점이라고 내세우기에는 조금 잘못된 예로 생각한다. 먼저 위 설명은 C언어에 대해 잘 몰라서 하는 설명이다. 만약 C언어를 사용하는 사람이 단지 위의 로직이 필요했다면 아래와 같이 쓸 것이다.

c = a & b;

둘다 해본 입장에서 단순히 프로그래밍 부분만 따져보면 C언어가 더 편하다. 하지만 PLC에서는 C언어가 주지 않는 몇가지 다른 장점이 있다. 일단 래더라고 하는 매우 직관적인 편집화면이 그것이다. 여기에 대다수의 PLC 제조사에서 실시간 모니터링을 지원함으로써 매우 쉬운 디버깅이 가능해진다. 그리고 컴파일 및 장치에 write하는 것도 매우 쉽다. 이외에도 PLC의 장점은 매우 많지만 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

2.2 높은 신뢰성

PC를 사용한 제어의 경우, 프로그램 자체에서 리소스에 대한 부분을 신경써줘야 하며, 치명적인 버그 등이 발생하여, 중요한 부분이 오작동등으로 멈추는 경우가 발생할 수 있으나, PLC의 경우에는 산업용 컨트롤러 답게, 이러한 오류가 발생할 조건이 최소화 되어 있어 몇년이 지나더라도 처음과 같은 동작이 가능하다.

2.3 저렴한 가격

각종 크고 작은 산업용 설비 또는 공장을 가동하는데 있어서, PLC를 이용한 구성만큼 저렴한 것이 없다. 예를 들어, 물류 이송 컨베이어 라인을 구성하게 될 경우 5기 이내일 경우엔 간단한 릴레이 회로로 구성을 하는게 간편하고 저렴하지만, 그 컨베이어의 숫자가 50개 100개를 넘어가고 또 그 컨베이어가 유기적으로 연결되어 물류를 구분하여 이송을 해야한다면 릴레이 회로로 구성하기에는 돈과 시간 그리고 대략 정신이... 공돌이를 갈아 넣으면 된다. 이럴때에 PLC를 설치하여 각 컨베이어를 프로그램으로 만들어 구성한다면, 저렴한 가격으로 효과적인 시스템을 구성 할 수 있다.

그리고 요즘 각 산업용 컨트롤러를 생산하는 메이저 기업들은 DCS(분산제어시스템)이라 하여, PLC와 HMI/SCADA, Database 시스템을 통합한 시스템을 주력 상품으로 선보이고 있는데, 그 가격이 상상을 초월한다. 대규모의 플랜트에선 개발/유지보수/확장성이 용이해 고려해볼만 하지만, 중소규모 산업 현장이라면 수지가 맞질 않는다. 이럴때에 PLC로 구성된 시스템이 적격이다.

2.4 용이한 유지/보수

PLC로 시스템을 만들게 되면, 설비의 유지 보수나 증설이 용이해 진다. 가령, 어떤 공장 설비를 PCB기판 컨트롤 또는 릴레이 회로로 구성하였다면, 그 시스템이 흐름(프로세스)이 변하게 될때에 그것을 변경하기가 굉장히 까다로워 진다. PCB기판으로 프로세스를 박아 놓았다면, 변경된 새로운 프로세스를 다시 넣은 기판을 새로이 설치해야 하며, 릴레이 회로로 구성하였다면... 다 포기하고 PLC를 이용한 새로운 컨트롤 시스템을 놓는것이 시간과 예산을 절약하는 길이다.

All in One 타입이라고 할 수 있는 블럭타입의 PLC가 있고 조립 PC와 비슷한 형태의 모듈타입 PLC가 있다. 블럭타입 PLC는 저가 / 소형의 장비에 사용하고 (주로 많이 쓰이는) 모듈타입 PLC는 현재 상황에 맞도록 PLC를 조립할 수 있도록 되어 있으며 따라서 PLC에 고장이 발생하더라도 고장난 부분의 모듈만 교체해 주면 이전과 같이 사용이 가능하다.

2.5 좋은 확장성 및 호환성

PLC는 각종 산업용 기기와 연결 호환성이 좋다. PC에서는 죽은것이나 다름이 없는, Serial 통신 시스템이 산업 현장에서는 높은 신뢰성으로 아직도 사용되고 있으며 PLC는 아직도 지원을 하고 있으며 동축 케이블을 이용한 통신, 인터넷을 이용한 통신도 물론 이용이 가능하고 통신 프로토콜 또한 Fieldbus, Modbus, TCP/IP 등등... 마음먹은대로 각종 산업용 기기와 통신하고 데이터를 주고 받을 수 있다.

3 단점

PLC의 단점은 다음과 같다.

3.1 수치계산의 애로사항

PLC는 논리적인 조건 / 입출력 프로그램에는 상당한 강점을 지니고 있으나, 수치 계산 관련 프로그램이 상당히 번거롭다. 기본적인 사칙연산을 진행하는데에도 다수의 행이 필요하며, 실수나 부동소수점을 사용하고자 하면... 시간과 예산만 주어진다면 게임을 만드는 용자들도 있다 흠좀무

하지만, 시간이 지날 수록 PLC도 발전하여, Rockwell사의 제품을 사용한다면 수치 계산은 더 이상 문제가 되지 않는다. 허용하는 메모리 안에서 자유롭게 실수와 부동소숫점을 사용하고 사칙연산 또한 1개의 펑션안에서 자유롭고 편리하게 사용이 가능하다. 앞으로 타 제조사도 제품이 발전한다면, 보다 더 쉽게 사용이 가능할 듯 싶다.

4 기타

현재 한국내에서 가장 보편적으로 사용되는 PLC는 다음과 같다.

1. 한국

LS산전 - Master K, Glofa, XGT

cimon - cimon-plc

2. 미국

Rockwell Automation - Control Logix, Compact Logix

General Electric - Fanuc

Texas Instrument - TI Series

Control Technology Inc - CTI Series

3. 독일

SIEMENS - S5 Series, S7 Series

Schneider - Modicon

4. 일본

미쓰비시 - MELSEC

파나소닉 - FP Series

옴론 - CJ

그리고 LS산전에서 다운로드창에 보면 PLC시뮬 무료 소프트웨어를 준다.