3-6. PLC 프로그램밍 순서

PLC 프로그래밍 순서

 

PLC의 제어동작은 시퀀스 프로그램이 격납되어 있는 메모리의 내용을 제어연산부가 차례로 읽어 내면서 실행함.
 

기호나 심볼을 이용하여 작성한 프로그램은 PLC에서 사용되는 마이크로 프로세서가 이해할 수 있는 머신코드로 변화되어 격납됨. 이 작업은 프로그램 입력장치와 PLC의 시스템 프로그램의 동작으로 이루어진다. 따라서 시퀀스 프로그램은 시스템 프로그램이 변역할 수 있는 약속에 따라 설계함과 동시에 메모리에의 격납도 규칙이나 제약사항을 반드시 지켜야 함.

 

 

1. 제 1단계 : 기계동작의 사양작성

 

 제 1단계로 제어대상의 기계나 장치의 동작 내용을 파악하여 다음 사항들을 결정함.

작업내용의 구체적 공정도를 작성함.
액추에이터의 종류와 수량을 결정함.
센서의 종류와 수량을 결정함.

 

2. 제 2단계 : PLC의 하드웨어 선정

 

제 2단계로는 적용할 PLC를 선정해야 되는데, PLC의 하드웨어부 선정에 관련한 사항들에 대해서는 앞서 설명한 대로임. 기본부의 검토항목으로는 프로그램 메모리의 용량, 처리속도, 명령의 종류와 연산기능, 데이터 메모리의 종류와 점수, 정전유지 기능의 필요성, 입출력 점수 등임.
 

입력부에 대해서는 PLC에 접속할 입력기기의 종류와 수를 조사하여 적절한 입력형식과 그 점수, 절연방식, 정격전압, 응답시간, 표시장치의 유무 등이 검토항목임.
 

출력부도 접속할 출력기기의 종류와 수를 조사하여 필요한 출력형식과 출력점수, 절연방식, 정격전압과 전류, 응답시간, 표시장치의 유무 등이 검토항목임.

3.  제 3단계 : 입출력 할당

 

입출력 할당이란 조작패널 상의 각종 명령스위치, 검출스위치, 제어대상의 조작기기, 표시등 등의 입출력기기를 PLC의 입력유닛과 출력유닛의 몇 번째 입력점과 출력점에 접속하여 사용할 것인가를 정하는 것임.

 

1) 입력 할당

PLC의 입력기기는 크게 조작반에 설치된 명령지령용의 각종 스위치와 액추에이터의 동작상태 등을 검출하는 검출기기나 장치를 보호하기 위한 보호용 기기 등으로 구별되며, 입력할당은 이들 기기들을 PLC의 입력유닛 종류에 따라 각각 몇 번에 입력할 것인가를 결정하는 것으로 몇 가지 사항을 지켜서 할당을 하고 그 결과를 표로 정리해 두는 것이 좋음. 이것은 다음 단계의 코딩 작업시에 반드시 필요하며 프로그램이 완료되어 기계가 정상운전 후에도 기계의 보수유지를 위해 꼭 필요한 것임.

 

동일 전압마다 정리하여 할당함.
동일 종류의 기기마다 정리하여 할당함.
제어 시스템의 작동 블록으로 정리하여 할당함.
무접점 입력기기의 경우는 접속형식을 확인함.
예비접점을 할당함.
입력점수 절약대책을 강구함.

 

2) 출력 할당

출력할당도 입력할당과 같이 몇 가지 원칙을 지켜가며 출력기기를 할당하고 이것을 표로 정리해 둔다.

동일 전압마다 정리하여 할당함.

• 동일 종류의 기기별로 정리하여 할당함.
• 관련 기기는 연번으로 할당함.
• 예비접점을 할당함.
• 출력점수의 절약대책을 강구함.

4. 제 4단계 : 제어배선도의 작성

 

제어배선도의 작성은 시퀀스도 작성시 사용하는 표시기호를 사용하여 입출력 할당에서 결정한 입출력 번호에 해당기기의 접속과 전원의 구분, 콤먼라인과의 접속관계 등을 한 눈에 파악할 수 있도록 정리하여 작성함.

 

제어배선도를 작성하는 것은 PLC 프로그래밍을 위해 반드시 필요한 작업은 아니고, 입출력기기와 PLC와의 접속을 명확히 하여 입출력 할당을 검토하여 배선작업시 실수를 방지할 수 있고, 보수유지에 있어서도 배선점검에 유용하기 때문에 작성해 두는 것이 좋음.

 

 

작성방법은 PLC의 외관형태가 단독형인 경우는 그림 3-4와 같이 좌측에 입력기기를 우측에 출력기기의 배선관계를 나타내면 좋음. 그러나 입출력 점수가 많은 빌딩블록 방식의 경우는 이와 같이 표현하는 것은 곤란하므로 그림 3-5와 같이 입력유닛과 출력유닛을 구분하여 작성하는 것이 좋음.

 

 

5. 제 5단계 : 시퀀스 프로그램의 작성

 

프로그래밍 작업중 어느 제어방식에 있어서도 시퀀스 프로그램을 작성하는 것이 제일 중요하며, 또한 제일 어려운 작업임.

 

통상 PLC의 시퀀스 프로그램은 릴레이 심볼식의 래더 다이어그램에 의해 작성하는 것이 대부분이며, 이상적인 프로그램 작성을 위해서는 사용하는 PLC의 명령어를 충분히 이해하고 있어야 하며, 전동기나 전자밸브를 제어하는 기본회로의 숙지도 반드시 필요함.

6. 제 6단계 : 데이터 메모리의 할당

 

시퀀스 프로그램에 기초해서 내부 릴레이(일시기억 메모리), 타이머, 카운터, 레지스터 등의 데이터 메모리를 할당함. 내부 릴레이는 신호의 상태 기억이나 중계, 펄스발생기능을 위해 사용되어진다. 내부 릴레이 할당에 있어서 중요한 점은 시스템의 특성에 따라 정전시 동작상태 유지가 필요한 기능에는 래치 릴레이를 할당하여야 함는 것에 주의하여야 함.

 

타이머나 카운터의 할당에 있어서는 기종에 따라 타이머와 카운터를 공용으로 사용하는 기종도 있는데 이 때는 타이머에 할당한 고유번호는 카운터로 사용할 수 없음는 점에 유의해야 함. 또한 타이머의 경우는 최소시간 설정단위와 설정범위를 반드시 확인하여야 하고, 카운터 할당에 있어서도 카운터의 기능과 설정치를 확인한 후 할당하여야 함.

 

내부 릴레이나 타이머, 카운터 등의 할당은 표를 작성하고, 프로그램 작성중에 사용한 보조릴레이나 타이머에 표를 해 놓거나 코멘트를 기입해 두면 나중에 알기 쉽고, 중복하여 사용할 우려도 없음.

 

7. 제 7단계 : 프로그램 메모리의 할당

 

PLC 1대로 기계 1대를 제어하는 경우는 메모리 할당이 의미가 없으나, 플렉시블한 기계에서 여러 가지 패턴제어를 실행하거나, 집중제어와 같이 PLC 1대로서 복수의 기계를 제어하는 경우 또는, 제어프로그램 이외에 여러 가지 부가 기능의 프로그램이 있는 경우는 전 메모리를 몇 개의 블록으로 분할해야 함.
  

• 동일 기계에서 복수의 가공이나 조립패턴이 있는 경우 
• 복수의 기계를 1대의 PLC로 제어하는 집중 시스템의 경우
• 2차 기능의 프로그램을 부가하는 경우

 

8. 제 8단계 : 코딩(coding)

 

시퀀스 프로그램을 PLC의 메모리에 격납하기 위해 시퀀스 프로램의 내용을 PLC 명령어로 변환하는 작업을 코딩이라 함. 이 코딩작업은 니모닉방식의 언어를 사용하는 기종에 한정되며 릴레이 심볼릭어를 사용하는 기종에서는 의미가 없음.
 

코딩을 하기 위해서는 사용하는 PLC의 명령어를 충분히 익히고 시퀀스 프로그램과 입출력 할당표, 데이터 메모리 할당표 등을 보면서 차례대로 실시함. 코딩의 결과는 코딩표를 작성하고, 다음 사항에 주의하여 실시함.
  

• a, b접점 상태에 유의함.
• 접점의 블록간 접속을 포함하여 직렬, 병렬 접속에 유의함.
• 접점, 코일, 입출력 할당번호 등을 확인하면서 실시함.
• 타이머나 카운터의 설정치에 유의함.
• 스텝(어드레스)수 절약방법 등을 강구하면서 실시함. 
• 이것은 스캔(scan)타임을 단축시킬 수 있기 때문에 가능한 한 실시하는 것이 좋음.

 

9. 제 9단계 : 로딩(loading)

 

9단계로 프로그램 입력장치를 이용하여 시퀀스 프로그램의 내용을 PLC의 메모리에 격납함. 이 작업을 로딩이라하며, 로딩을 하기 위해서는 기존의 PLC 메모리에 있는 내용을 소거시킨 후, 로직 심벌릭어를 사용하는 PLC에서는 코딩표를 보고, 릴레이 심볼릭어를 사용하는 PLC에서는 시퀀스 다이어그램을 보면서 메모리에 격납함.
 

프로그램 입력방법은 메이커마다 각각 다르므로 사전에 사용법을 충분히 숙지해야 되며, 특히 기존의 릴레이 회로를 그대로 사용할 경우는 주의해야 함.

 

10.  제 10단계 : 시뮬레이션(simulation)

 

간단한 제어 시스템인 경우 로딩이 완료되면 곧바로 시운전에 들어가도 사고를 일으킬 가능성이 적어 문제시되지 않지만, 비교적 제어 난이도가 높거나 대형의 제어 시스템의 경우, 처음부터 완벽하게 논리를 성립시키는 것이 곤란하고, 또한 논리가  불완전한 시스템을 곧바로 시운전에 들어갔을 경우 사고를 일으키거나 시스템에 치명적인 상처를 줄 수도 있음. 이러한 이유에서 시운전에 앞서 강제 입출력 명령을 이용하거나 모의 입력에 의한 방법 등으로 시뮬레이션을 함.
  

• 조작스위치 등을 이용한 모의 입력에 의한 시뮬레이션  
• 강제 입력기능을 사용한 시뮬레이션
• 강제 출력기능을 사용한 시뮬레이션