자동화 캐비닛 및 패널에 프로그래밍 가능한 논리 컨트롤러(PLC) 설치 및 연결
프로그래밍 가능 논리 컨트롤러(PLC)는 기술 프로세스 및 개체를 자동화하는 데 사용되는 특수한 유형의 컴퓨터입니다.
PLC(영어 약어 — (PLC) 프로그래머블 로직 컨트롤러)라는 용어는 1971년 미국 Allen-Bradley의 엔지니어인 Odo Joseph Struger에 의해 도입되었습니다. 그는 또한 PLC 프로그래밍 언어를 통합하는 데 중요한 역할을 했습니다.
제어 시스템에 알고리즘을 적용할 때 일반적으로 논리 연산과 센서, 액추에이터 및 HMI(Human-Machine Interface)와의 특수한 통신 조직이 필요합니다.
PLC의 중요한 기능은 실시간 작동입니다. 이것은 특정 시간 간격 내에서 요청에 대한 시스템의 응답을 보장하는 특수 마이크로 프로세서를 사용하여 보장됩니다.
PLC는 일반적으로 열악한 외부 조건(온도, 습도, 먼지, 전자파 방사, 방사능)에서 작동합니다. 따라서 일반 가정용 컴퓨터는 컨트롤로 사용되지 않았습니다.
2007년부터 러시아에서.프로그래밍 가능한 특수 컨트롤러 GOST R IEC 61131-1-2016이 시행 중입니다.
PLC는 다음을 기반으로 합니다. 마이크로컨트롤러 — 단일 칩 아키텍처의 특수 마이크로프로세서. 마이크로컨트롤러는 운영 체제 없이 칩셋과 마더보드 없이 작동할 수 있습니다. 그러나이 모드는 주로 간단한 로컬 자동화 시스템에서 사용됩니다. 복잡한 시스템에서는 특수 운영 체제의 제어하에 충분히 강력한 프로세서가 사용됩니다.
목적, 장치 및 PLC 유형에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 프로그래머블 로직 컨트롤러란?
PLC의 다양성은 매우 큽니다. 자동화 및 전자 분야에서 자체 PLC를 제조하지 않는 회사는 하나도 없습니다. 그럼에도 불구하고 모든 PLC는 공통 아키텍처와 외부 장치 연결을 위한 인터페이스 표준화로 통합됩니다.
오늘날 세계 최대의 PLC 제조업체는 Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron, Micubichi, Lovato입니다. PLC는 러시아 회사 Kontar LLC, Oven, Kontel LLC, Segnetiks, Fastwel Group, Tecon 등을 비롯한 많은 다른 제조업체에서 생산합니다.
SIMATIC S7 시리즈의 Siemens 프로그래머블 컨트롤러
표준 모노 블록에서 PLC 모양의 예가 그림에 나와 있습니다. 이들은 OWEN(러시아)의 PLC와 9 Siemens(독일)의 PLC입니다. 전원, 센서 및 액추에이터를 연결하기 위한 커넥터는 상자의 양쪽에 있습니다.
OWEN(러시아)의 프로그래머블 로직 컨트롤러 PLC 63 및 Siemens(독일)의 PLC
이산, 아날로그, 범용, 전용 및 인터페이스와 같은 입력-출력 유형이 있습니다.
일반적으로 개별 입력은 "활성 - 수동" 또는 "켜짐 - 꺼짐"의 두 가지 상태일 수 있는 센서를 연결하는 데 사용됩니다. 개별 입력을 사용하여 버튼, 스위치, 제한 스위치, 온도 조절 장치 및 기타 장비를 연결할 수 있습니다.
컨트롤러 TAn의 개별 입력은 일반적으로 +24V DC 수준의 표준 신호를 수용하도록 계산됩니다. 단일 디지털 입력(+24V 입력 전압에서)의 일반적인 전류 값은 약 10mA입니다.
PLC 이산 출력은 전기 매개변수를 이산 입력으로 사용하여 출력 신호를 생성하는 데 사용됩니다. 일반적으로 드라이브의 켜기 또는 끄기를 제어하는 데 사용됩니다.
GOST IEC 61131-2-2012(도입 날짜 2014-07-01)에 따르면 아날로그 입력은 프로그래밍 가능한 컨트롤러 시스템에서 작동하기 위해 연속 신호를 이산 이진수로 변환하는 장치입니다.
아날로그 입력의 경우 가장 일반적인 표준 DC 전압 범위는 –10… + 10 V 및 0… + 10 V입니다. 전류 입력의 경우 범위는 0–20 mA 및 4–20 mA입니다.
아날로그 입력을 통해 아날로그 센서를 PLC에 연결할 수 있습니다.
GOST 61131-2-2012(도입일 2014-07-01)에 따라 아날로그 출력은 이진수를 아날로그 신호로 변환하는 장치입니다.
PLC에는 기간 측정, 에지 고정, 펄스 카운팅 및 모터 제어를 가능하게 하는 특수 I/O가 장착될 수 있습니다.
이러한 입력-출력의 수는 PLC를 기반으로 자동화 시스템을 만들 때 PLC의 기능을 결정하는 주요 요소입니다.
PLC 출력 및 외부기기 연결
설계 및 장착 방법에 따라 PLC 하우징에는 네 가지 버전이 있습니다.
- DIN 레일에 장착하기 위한 하우징;
- 벽 장착용 하우징;
- 패널 버전;
- 임베디드 모듈러 시스템을 위한 개방형 프레임 디자인.
DIN 레일 장착 하우징은 제어 캐비닛 패널에 PLC를 장착하도록 설계되었으며 표준 DIN 레일에 고정하기 위한 특수 스프링 잠금 장치가 있습니다.
벽걸이형 케이스는 일반적으로 먼지 및 습기 보호 표준에 따라 제조되며 전원 및 신호용 외부 전선 연결을 위한 밀봉 밀봉이 내장되어 있습니다.
PLC의 패널 버전은 PLC가 자동화 캐비닛의 입구 도어에 설치될 때 사용됩니다. 패널 PLC에는 일반적으로 자동화된 프로세스 라인 또는 로컬 자동화 시스템의 니모닉 다이어그램을 표시하고 작업자가 제어 매개변수를 입력하는 데 사용되는 터치 스크린 디스플레이가 있습니다.
개방형 프레임 PLC는 임베디드(온보드) 자동화 시스템을 만드는 데 사용됩니다. 이 경우 PLC는 외부 장치를 연결하기 위한 커넥터 세트와 다른 보드에 연결하기 위한 패스너가 있는 인쇄 회로 기판입니다.
커넥터는 나사 클램프 또는 분리 가능한 PLC에 연결된 와이어로 만들 수 있습니다. 후자는 예를 들어 PLC를 교체할 때 유지 관리에 분명한 이점이 있습니다. 이 경우 전선 연결을 혼동하는 것은 불가능합니다. 그러나 이중 커넥터를 사용하면 PLC의 비용이 증가하므로 제조업체는 분리형 커넥터보다 PLC에서 전선의 나사 연결을 더 자주 사용합니다.
Monoblock PLC에는 일반적으로 제어 캐비닛의 전면 패널에 내장형 또는 원격 디스플레이가 설치되어 있습니다. 그래픽, 합성 또는 감각적일 수 있습니다.
아래 그림은 LCD 디스플레이가 내장된 PLC와 제어 알고리즘의 매개변수를 로컬에서 설정하는 데 사용되는 키보드를 보여줍니다.
PLC 커넥터의 접점은 PLC 사용자에게 다양한 유형의 센서(아날로그, 개별, 액추에이터 및 I/O 장치)를 연결할 수 있는 기능을 제공합니다.
또한 PLC에는 다양한 유형의 통신 채널(유선, 라디오, 인터넷)을 사용하여 분산 자동화 시스템을 구현하기 위한 도구용 표준 인터페이스 세트가 있습니다.
프로그래머블 로직 컨트롤러는 다양한 목적을 위한 자동화 캐비닛(또는 패널) 생산의 기초입니다.
캐비닛 패널에 자동화 요소를 설치하는 것은 각 시스템에 대해 별도로 사양에 따라 개발된 전기 회로 설계에 따라 수행됩니다.
자동화 캐비닛 설치 기술은 배전함에서 전원 및 신호선의 별도 라우팅을 제공합니다(예: 장착 패널에 상대적인 오른쪽 상자의 전원 전선과 왼쪽 상자의 신호선). 프로젝트에 연결하고 특수 단자로 전선 끝을 압착합니다.
자동화 캐비닛에는 내부 온도 제어를 제공하는 내장형 에어컨 또는 히터가 있을 수 있습니다.
PLC 기반 자동화 캐비닛
거의 모든 최신 PLC에는 110~265볼트의 AC 전압 범위(AD-DC 전압 변환기) 또는 DC 전원 공급 장치(DC-DC 전압 변환기)의 외부 소스에서 전원을 공급하는 스위칭 전원 공급 장치가 내장되어 있습니다.
스위칭 전원 공급 장치에는 단락, 과열 및 과부하와 같은 여러 가지 자동 보호 기능이 내장되어 있습니다.
일반적인 PLC 전원 연결에는 사전에 서지 억제 필터가 필요합니다. 펄스 전원 공급 장치의 선택은 필요한 에너지 소비 값과 공칭 전력의 필요한 출력 값에 따라 이루어집니다.
사고나 오작동으로 인해 입력 전압의 주 소스가 꺼진 경우 무정전 전원 공급 장치를 통해 장치 또는 시스템의 작동 또는 적절한 종료를 보장할 수 있습니다.
PLC의 보호 등급은 IP 마크(Ingress Protection Rating)로 암호화됩니다. IP는 말 그대로 침투 보호 등급으로 번역됩니다. 현재 이것은 외부 환경의 영향으로부터 장비를 보호하기 위한 가장 일반적인 지정 시스템입니다. 먼지와 물을 포함한 기하학적 치수로 다양한 물리적 입자가 장비에 침투하는 것을 방지하는 데 사용됩니다.
PLC 엔클로저와 이들이 설치된 캐비닛 또는 패널에는 어느 정도의 보호 기능이 있을 수 있습니다.
자동화 캐비닛 및 패널의 특정 프로그램 가능 로직 컨트롤러(PLC)의 설치 및 연결은 제조업체의 지침에 따라 수행되어야 합니다.
프로그래머블 로직 컨트롤러가 있는 자동화 패널 사진:
