자기유지회로 만들기 - jagiyujihoelo mandeulgi

▣ 자기유지 회로
릴레이의 기억기능을 이용한 것으로, 자기 자신의 a접점을 통하여 전원을 공급받는 회로이다.

▣ 동작 원리
누름버튼 스위치 PB1을 누르면 릴레이 R이 동작되고 접점 R이 닫힌다. 스위치 PB1에서 손을 떼어도 릴레이 접점 R과 누름버튼 스위치 PB2를 통하여 릴레이 R에 전류가 공급되어 동작유지가 가능하다. 누름버튼 스위치 PB2를 누르면 릴레이 R에 공급되던 전류가 차단되어 초기상태로 되돌아간다.

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안녕하세요, 공돌이 직딩입니다.

오늘은 지난번에 이어서 간단한 예제를 바탕으로 레더를 직접 짜보도록 하겠습니다.

자기유지회로를 래더로 만들기 위해 먼저 자기유지회로를 공부해 봅시다.

자기유지회로는 왜 쓸까요?

스위치를 눌러서 램프를 키고 싶다고 가정해봅시다. 

회로는 대략 위와 같겠죠.

하지만 여간 불편한게 아닙니다. 램프를 키려고 보니까 스위치를 계속 누르고 있어야 된다는 말이죠.

집에 있는 형광등을 보세요. 불을 키고싶은데 누르고 떼도 항상 켜져있지 않나요? 

그래서 우리는 위 회로와는 조금 다른방식의 회로구성이 필요하다고 생각할 수 있습니다.

아주 아주 오래전 누군가는 이고민 끝에 릴레이라는 전자기구를 응용하기 시작합니다.

릴레이라는 녀석은 전원을 투입시키면 전자기적인 힘에 의해서 스위치를 꾹 닫거나 여는 역할을 하죠.

릴레이의 구조를 한번 살펴볼까요 

릴레이는 반도체형으로 만들어진 것이 있고 유접점 회로로 만들어진 것이 있습니다.

보통 싼가격으로 간단한 회로를 구성할 목적이라면 그냥 유접점 회로를 사용하게되고

높은 신뢰성이 요구된다면 전자식 릴레이를 사용하게 될 겁니다.

무접점(전자식)이든 유접점이든 상관없습니다. 본 목적은 똑같아요.

사용자가 원할때 스위치를 열어주거나 닫아주는 것.

그럼 릴레이라는 놈은 어떻게 스위치를 열어주거나 닫아줄까요?

어떻게 이 부분을 이해시킬지 고민하다가

아래와 같이 릴레이에 대해서 쉽게 이해할 수 있는 회로가 있어서 첨부하였습니다. 

그림을 보면 Pole이 있고 NC, NO가 보입니다.

Pole이라고 써져있는 부분은 실제로 C접점 (Common), 공통선이라고 부릅니다.

NC는 Normal Close의 약어로 평상시에 닫혀있는 것(b접점)을 말합니다.

보통 코일에 전기가 흐르지 않고 있을때에는 스프링의 힘에 의해서 스위치가 NC쪽에 닿아있죠.

NO는 Normal Open의 약어로 평상시에 열려있는 것(a접점)을 말합니다.

코일에 통전이 되면 전자기적인 힘(아주 어려운 전자기학 시간에 배운 플레밍의 왼손법칙)

이 발생하여 스프링의 탄성력을 이겨내고 NC에서 NO로 스위치가

옮겨 붙게 되는 것이죠.

릴레이는 더도말고 덜도말고 딱 이정도만 알면 됩니다.

코일에 전기를 흐르면 전자기학적 힘이 발생하여 스위치를 땡겨준다.

우리는 사실을 응용하여 손을 한번만 데도 램프가 켜지는 마법을 부려볼겁니다.

어떻게 하냐고요?

아래와 같이 하면 됩니다.

위에 그림을 한번보세요.

아까와 다른점이 있죠. R-a 스위치가 PB라는 누름 스위치와 병렬로 연결되었습니다.

이말은 즉, PB를 사람이 손으로 누르면 Relay의 코일에 전기가 흘러서 열려있는 R-a 스위치를 닫아준다는 것 입니다.

닫아주면 오른쪽 회로와 같이 되겠죠. 그럼 PB는 떨어졌는데도 여전히 코일에 닫힌 R-a 스위치를 통해서 전류가 흐르고

있음을 파악할 수 있습니다.

이제 본격적으로 XG-5000을 통한 래더 코딩에 들어가봅시다.

우리는 위에서 배운회로를 XG-5000으로 구현할거에요

아래 완성된 회로를 보세요

앞서 본 시퀀스 회로와 래더를 대칭시켜볼게요

위와 같이 시퀀스 회로도가 래더 회로도와 대칭이 됩니다.

자 그럼 래더 회로도의 P0000, M0000 등을 어떻게 넣느냐를 알아야겠죠.

이를 위해서는 단축키를 어느정도 숙달해야 합니다.

자주쓰는 단축키 위주로 정리해보죠

의미

그럼 마지막으로 앞서 배운 내용을 바탕으로 정리를 해봅시다.

사실 아래 그림과 같이 메뉴에 사용자가 클릭하여 쓸 수 있도록 버튼이 마련되어있긴 합니다.

하지만 엔지니어로써 효율적인 업무처리를 위하여 단축키 숙달은 필수입니다.

단축키도 알았으니 차근차근 래더를 만들어 봅시다.

흰색 창 좌측 최상단을 클릭한 후 F3을 눌러봅시다. 아래와 같은 창이 뜰꺼에요

여기서 F3은 A접점이라고 이미 설명드렸죠.

A접점을 Push Button으로 대체시켰습니다. 변수/디바이스에 p0을 써줍시다.

그리고 확인을 눌러볼까요.

p0에 대한 A접점이 하나 생성 되었네요.

다음으로 선을 한번 가로로 연장해봅시다. 위 상태 그대로 F5를 한번 눌러보세요. 가로선이 아래와 같이 연장되는 것을

확인할 수 있죠.

세로선도 한번 그어볼까요.

대충 선을 어떻게 잇는지 감을 잡으셨으리라 봅니다. 이어서 각종 요소를 첨가해볼게요

우선 마우스 커서를 다음 위치에 넣어봅시다.

그리고 이상태로 F9를 눌러보세요.

창이 하나뜬 것을 확인할 수 있죠. 앞서 보았던 A접점 추가창과 비슷하네요. 차이점이 있다면

여기서는 변수의 명칭이 P가 아니라 M으로 시작을 하네요.

이것을 이해하려 하기보다는 XG-5000의 일종의 룰로 기억하시는게 더 편하실 겁니다. 

코일 관련된 변수는 M으로 시작 한다는 사실을 잊지마세요! 

커서를 다시 아래 그림과 같이 넣고 접점을 하나 더 추가해보죠

이번에는 A접점의 명칭이 P가 아니라 M으로 바뀌었습니다.

무슨의미 일까요?? 

지금 막헷갈리시기 시작할겁니다.

어떤거는 P를 쓰고 어떤거는 M을 쓰네??

말씀드려보죠.

우리가 만드는 저회로가 실제로 하드웨어로 구성되면 어떻게 생겨먹었을까요??? 우리는 하드웨어를 이해하고 래더를

이해해야 합니다. 왜냐구요?? 래더는 실제 회로 구성을 소프트웨어로 옴겨 놓은것에 지나지 않거든요!

시나리오를 하나 던지겠습니다.

엘리베이터에 사람이 서있습니다. 이사람이 사람을 감지하는 적외선 센서에 감지되면 사람이 센서 범위를 벗어나도

무한하게 램프가 점등됩니다.

(실제로는 타이머 기능을 넣어 사람이 빠지면 램프가 꺼지지만 설명이므로 설정을 오바해서 잡았습니다.)

아래 회로는 자기유지회로 실사판이에요.

실제로 회로의 접점이나 코일이 이렇게 구성될 수 있다는 것을 알고 계시면 좋겠습니다.

회로적으로보면 어떤일이 일어날까요?

사람을 감지하는 센서는 사람이 감지되면 스위치를 닫아주는 역할을 할 겁니다. 즉, 

어떠한 복잡한 센서도 결국 스위치에 지나지 않는다는 것이죠. 무언가를 감지하느냐 못하느냐에 따라서

스위치 상태를 어떻게 할거냐가 결정되는겁니다.

따라서 사람감지센서는 P0즉 A접점 스위치로 매칭됩니다.

사람이 적외선 센서에 한번 감지되면 사람이 그 범위를 벗어나도 계속 램프가 켜진다고 했죠. 즉, 자기유지회로가 필요한

겁니다.

자기유지를 위해서는 릴레이가 필요하다고 했죠. 위에서 언급했듯. 릴레이의 원리는 코일에 전류를 흘리면

스위치가 닫힙니다.

완성된 위의 회로를 보세요.

릴레이가 통전(실제의 릴레이 내부 코일-M0)되면 릴레이내부 A접점(실제의 릴레이 내부 A접점 스위치-M0)이 닫혀서 자기유지회로를 생성하게 됩니다.

또한 릴레이내부 A접점(실제의 릴레이 내부 A접점 스위치-M0)이 닫혀서 램프(P20)를 점등하게 되죠.

두서 없이 적어내린글에 이해가 안가실수도 있겠습니다.

처음부터 차근차근 다시 읽어보면서 회로가 실제로 어떻게 구현되는지

기호들이 각각 어떻게 매칭되는지를 중점적으로 보신다면 이해가 가실것 같아요

이렇게 회로의 기호와 실사판에 대한 매칭이 되었으면 PLC에 대해서 공부할 준비가 된 겁니다.

회로의 가장 마지막단에는 F10을 눌러 반드시 END를 적어주어야 합니다.

END명령은 XG5000 컴파일러에게 회로의 끝단을 알려주는 것으로서 래더 코딩이후 반드시 END 명령을 적어야 한다는

사실!. 잊지 마세요.

이제 회로를 만들었으니 동작이 잘되는지 시뮬레이터를 돌려봅시다.

시뮬레이팅을 하기 위해서는 사전 세팅이 필요합니다.

프로젝트 창의 I/O 파라미터에 들어가보시면 아래창과 같은 화면이 뜨게 되는데요.

보시면 슬롯 0(메인)의 모듈명이 비어있을 겁니다.

우리는 가상의 PLC를 바탕으로 회로를 돌려볼 건데 어떤 PLC타입을 이용하겠느냐는 물음에 대답하려고 합니다.

모듈 셀을 한번 클릭해보세요 

아래 창처럼 4가지 입출력 모듈이 있습니다. 이중 하나를 선택해주세요 . 

제경우는 XBC-DR64H를 선택했습니다.

그리고 메뉴창에서 붉은 체크가 표시되어있는 다음 아이콘을 찾아 클릭해주세요

그럼 다음창이 뜹니다. -> 확인눌러주세요

디버깅에 에러가 없다면 다음과 같은 화면이 나타나게 되죠

확인 눌러주시고 이제 아래와 같이 메뉴바에 모니터에서 시스템 모니터를 찾아 클릭해줍시다.

그럼 가상의 PLC가 뜰겁니다. 아래처럼요

PLC의 회색 네모난 단추 모양들은 실제 PLC의 입력 단자라고 보시면 됩니다.

반면 동그란 모양들은 PLC 출력이라고 생각하시면 되구요.

저는 XBC-DR64H를 선택했기 때문에 입력 32점에 출력 32점이 될거에요.

한번 클릭하시면 입력값이 1(On)이고

두번 클릭하시면 입력값이 0(Off)이에요.

우리는 자기유지가 잘되는지 확인하기 위해서 P0을 두번눌러 P0이 OFF상태임에도 램프가 켜지는지 확인할 겁니다.

일단 P0을 눌러주면 화면이 아래와 같이 변하네요

붉은 램프가 점등되었고 단추는 눌린상태(파란색)입니다.

파란색 단추를 한번 더눌러보면

누른 단추를 풀렀음에도 램프(출력-P20)  계속 불(붉은색)이들어오고 있죠.

자기유지가 되고있는 것이죠.

오늘의 포스팅은 여기까지입니다.

오늘도 즐거운 하루보내세요!

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