블로그 약 Plcs 파워 스마트 제조 발전

기계가 정밀하고 효율적으로 작동하고, 소박하지만 강력한 장치인 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)에 의해 조정되는 공장 현장을 상상해 보십시오. 이 경이로운 기술은 현대 산업 자동화의 초석이 되었으며 전 세계적으로 제조 공정을 변화시켰습니다.

PLC(프로그래밍 가능 논리 컨트롤러)는 열악한 환경에서도 신뢰성, 실시간 성능 및 탄력성을 제공하도록 설계된 특수 산업용 컴퓨터입니다. 기존 컴퓨터와 달리 PLC는 센서 및 장비의 입력 신호를 지속적으로 모니터링하고 프로그래밍된 논리를 실행하며 액추에이터를 제어하여 산업 프로세스를 자동화합니다.

PLC를 산업 자동화의 중추 신경계로 개념화합니다. 이는 감각 입력(센서)으로부터 정보를 수신하고, 프로그래밍된 논리("뇌")를 통해 이 데이터를 처리하며, 물리적 동작(액추에이터)에 명령을 내려 자동화된 작업 흐름을 실행합니다.

PLC 작동은 일관된 3단계 주기를 따릅니다.

1. 입력 획득:PLC는 현장 장치의 입력 모듈을 통해 실시간 데이터를 수집합니다. 이러한 신호는 디지털(개별적인 켜짐/꺼짐 상태) 또는 아날로그(온도 또는 압력과 같은 연속 측정)일 수 있습니다.
2. 프로그램 실행:PLC는 간단한 스위칭 작업부터 복잡한 제어 알고리즘까지 프로그래밍된 논리에 따라 입력 데이터를 처리합니다.
3. 출력 제어:프로그램 결과에 따라 출력 모듈은 모터, 밸브, 히터 및 기타 산업용 장비를 조절하도록 액추에이터에 명령을 내립니다.

밸브 제어 시스템을 생각해 보십시오. 위치 센서는 현재 위치와 목표 위치를 비교하는 PLC에 데이터를 공급합니다. 그런 다음 PLC는 액추에이터에 대한 출력 신호를 통해 그에 따라 밸브를 조정합니다.

PLC는 두 가지 기본 신호 유형을 처리합니다.

• 디지털 I/O:장비 위치를 나타내는 제한 스위치와 같이 켜짐/꺼짐 상태(1 또는 0)를 나타내는 이진 신호입니다.
• 아날로그 I/O:온도 판독값과 같은 연속 가변 신호는 전압 또는 전류 값으로 변환됩니다.

• 장비 데이터:스위치 상태, 아날로그 측정, 장치 상태 표시기를 포함한 센서 판독값입니다.
• 운영자 입력:버튼, 터치스크린 또는 기타 제어 장치를 통해 HMI(인간-기계 인터페이스) 또는 SCADA 시스템의 명령.

• 밸브, 모터 및 히터에 대한 액추에이터 명령
• 표시등 및 경보를 통한 시각적/청각적 경고

PLC는 반복 루프에서 프로그램을 실행합니다.

1. 입력 스캔:모든 입력 상태를 메모리로 읽어옵니다.
2. 프로그램 실행:제어 로직에 따라 입력 데이터를 처리합니다.
3. 출력 업데이트:출력 장치에 명령을 보냅니다.
4. 시스템 진단:자체 점검을 수행하고 내부 상태를 업데이트합니다.

제한된 확장 기능을 갖춘 소형 통합 장치로 포장 기계나 기본 컨베이어 시스템과 같은 소규모 응용 분야에 이상적입니다. 비용 효율적이지만 시스템 업그레이드에 대한 유연성이 떨어집니다.

복잡한 자동화 요구 사항에 맞게 확장 가능한 교체 가능한 구성 요소(CPU, I/O 모듈, 전원 공급 장치)로 구성 가능한 시스템입니다. 비용은 더 비싸지만 전체 시스템 점검보다는 모듈 교체를 통해 유지 관리를 단순화합니다.

PLC는 릴레이 기반 제어 시스템의 후속 제품으로 등장하여 다음을 제공합니다.

• 재배선 없이 프로그래밍 가능한 유연성
• 솔리드 스테이트 전자 장치를 통해 향상된 신뢰성
• 고급 진단 및 유지 관리 기능
• 효율성 향상을 위한 정교한 제어 알고리즘

IEC 61131-3 표준은 5가지 PLC 프로그래밍 언어를 정의합니다.

1. 래더 로직(LD):릴레이 회로에서 영감을 받은 그래픽 프로그래밍
2. 기능 블록 다이어그램(FBD):모듈식 제어 논리 표현
3. 순차 함수 차트(SFC):단계 기반 프로세스 제어
4. 구조화된 텍스트(ST):고급 알고리즘 프로그래밍
5. 지침 목록(IL):어셈블리와 유사한 하위 수준 코드

PLC는 포괄적인 자동화 아키텍처 내에서 제어 계층을 형성합니다.

• SCADA 시스템:여러 PLC에 걸쳐 감시 모니터링 및 데이터 분석 제공
• HMI:터치스크린 인터페이스를 통해 운영자 상호 작용 활성화

산업용 네트워크는 다음과 같은 표준을 통해 PLC를 다른 시스템과 연결합니다.

• Modbus(직렬 통신)
• Profibus(고속 필드버스)
• 이더넷/IP(산업용 이더넷)
• OPC(플랫폼 간 상호 운용성)

PLC 기술은 산업용 IoT(IIoT) 발전과 함께 계속 발전하고 있습니다.

• 예측 유지 관리를 위한 기계 학습 통합
• 원격 모니터링을 위한 클라우드 연결
• MQTT 통신용 Sparkplug B와 같은 표준화된 데이터 형식

PLC가 산업 자동화를 지배하는 동안 신흥 기술은 다음과 같습니다.

• PLC 신뢰성과 PC 기능을 결합한 프로그래밍 가능 자동화 컨트롤러(PAC)
• 특수 애플리케이션을 위한 산업용 임베디드 컴퓨터

PLC는 입증된 신뢰성, 비용 효율성 및 사용 용이성으로 인해 대부분의 산업용 제어 애플리케이션에서 선호되는 솔루션으로 남아 있습니다. 제조업이 디지털 변혁을 계속함에 따라 이러한 산업의 일꾼들은 의심할 여지 없이 미래 공장에서 중심적인 역할을 할 것입니다.