PLC 지식 요약: 전기 엔지니어를 위한 필수 자료!
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I. PLC의 정의 및 분류
PLC(Programmable Logic Controller)는 차세대 범용 산업용 제어 장치입니다. 마이크로프로세서를 기반으로 하며 컴퓨터 기술, 자동 제어 기술, 통신 기술이 통합되어 있습니다. 산업 환경을 위해 설계된 PLC는 제어 프로세스와 사용자를 지향하는 "자연어"를 사용하여 이해하기 쉬운 프로그래밍을 제공합니다. 단순성, 작동 용이성 및 높은 신뢰성이 특징입니다.
릴레이 순차 제어에서 발전한 PLC는 마이크로프로세서를 중심으로 하며 다양한 자동 제어 장치 역할을 합니다. 구체적인 내용을 살펴보겠습니다.
1. 정의
PLC는 산업용으로 설계된 디지털 전자 시스템입니다. 이는 프로그래밍 가능한 메모리를 활용하여 논리적 계산, 순차 제어, 타이밍, 계산 및 산술과 같은 작업에 대한 명령을 저장합니다. PLC는 디지털 및 아날로그 입력 및 출력과 인터페이스하여 다양한 기계 장비 및 생산 프로세스를 제어합니다. PLC와 주변 장치는 모두 산업용 제어 시스템과 원활하게 통합되고 기능 확장이 용이하도록 설계되었습니다.
2. 분류
PLC 제품은 사양과 성능이 다양하여 매우 다양합니다. 구조적 형태, 기능적 차이, I/O 포인트 수에 따라 크게 분류됩니다.
2.1 구조형태에 따른 분류
PLC는 구조 형태에 따라 일체형과 모듈형으로 분류됩니다.
(1) 일체형 PLC
일체형 PLC에는 단일 캐비닛 내에 전원 공급 장치, CPU 및 I/O 인터페이스와 같은 구성 요소가 포함되어 있습니다. 이 제품은 컴팩트한 구조, 작은 크기 및 경제성으로 유명합니다. 소형 PLC는 일반적으로 이러한 통합 구조를 채택합니다. 일체형 PLC는 다양한 I/O 지점을 갖춘 기본 장치(기본 장치라고도 함)와 확장 장치로 구성됩니다. 기본 유닛에는 CPU, I/O 인터페이스, I/O 확장 유닛에 연결하기 위한 확장 포트, 프로그래머나 EPROM 라이터에 연결하기 위한 인터페이스가 포함됩니다. 반면 확장 장치에는 CPU 없이 I/O 및 전원 공급 장치 구성 요소만 포함되어 있습니다. 기본 유닛과 확장 유닛은 일반적으로 플랫 케이블을 통해 연결됩니다. 일체형 PLC에는 아날로그 장치 및 위치 제어 장치와 같은 특수 기능 장치를 장착하여 기능을 확장할 수도 있습니다.
(2) 모듈형 PLC
모듈형 PLC에는 CPU 모듈, I/O 모듈, 전원 공급 장치 모듈(때때로 CPU 모듈 내에 통합됨) 및 다양한 기능 모듈과 같은 각 구성 요소에 대한 별도의 모듈이 있습니다. 이러한 모듈은 프레임워크 또는 백플레인에 장착됩니다. 모듈형 PLC의 장점은 유연한 구성에 있으며 필요에 따라 다양한 시스템 규모를 선택할 수 있다는 것입니다. 또한 조립, 확장 및 유지 관리가 쉽습니다. 중대형 PLC는 일반적으로 모듈형 구조를 채택하고 있습니다.
또한 일부 PLC는 일체형 및 모듈형 유형의 특성을 결합하여 적층형 PLC를 형성합니다. 적층형 PLC에서는 CPU, 전원 공급 장치, I/O 인터페이스 등의 구성 요소가 케이블로 연결된 독립적인 모듈이므로 레이어별로 적층할 수 있습니다. 이 디자인은 유연한 시스템 구성을 제공할 뿐만 아니라 컴팩트한 크기도 가능합니다.
2.2 기능별 분류
기능적 성능에 따라 PLC는 저가형, 중급형, 고급형의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
(1) 저가형 PLC
저가형 PLC는 논리 연산, 타이밍, 카운팅, 이동, 자가 진단, 모니터링 등의 기본 기능을 갖추고 있습니다. 또한 제한된 양의 아날로그 입력/출력, 산술 연산, 데이터 전송 및 비교, 통신 기능이 포함될 수 있습니다. 이 PLC는 주로 논리 제어, 순차 제어 또는 소량의 아날로그 제어와 관련된 단일 기계 제어 시스템에 사용됩니다.
(2) 중급 PLC
저가형 PLC의 기능 외에도 중급형 PLC는 아날로그 입력/출력, 산술 연산, 데이터 전송 및 비교, 숫자 체계 변환, 원격 I/O, 서브루틴 및 통신 네트워킹에서 더 강력한 기능을 제공합니다. 일부는 인터럽트 제어 및 PID 제어 기능도 갖추고 있어 복잡한 제어 시스템에 적합합니다.
(3) 하이엔드 PLC
고급 PLC에는 중급 PLC의 기능 외에도 부호 있는 산술 연산, 행렬 계산, 비트 논리 연산, 제곱근 계산 및 기타 특수 기능 연산과 같은 고급 기능이 포함되어 있습니다. 또한 테이블 생성 및 테이블 전송 기능도 제공합니다. 고급 PLC는 향상된 통신 및 네트워킹 기능을 갖추고 있어 대규모 프로세스 제어 또는 분산 네트워크 제어 시스템 구성을 가능하게 하여 공장 자동화를 달성합니다.
2.3 I/O 포인트에 따른 분류
PLC는 I/O 점수에 따라 소형, 중형, 대형으로 분류됩니다.
(1) 소형 PLC
소형 PLC에는 256개 미만의 I/O 포인트가 있고 단일 CPU가 있으며 8비트 또는 16비트 프로세서를 사용합니다. 사용자 메모리 용량은 일반적으로 4KB 미만입니다.
(2) 중형 PLC
중형 PLC는 256~2048개의 I/O 포인트를 갖고 있으며 듀얼 CPU를 사용하고 2KB~8KB 범위의 사용자 메모리 용량을 갖습니다.
(3) 대형 PLC
대형 PLC는 2048개 이상의 I/O 포인트를 자랑하고 다중 CPU를 활용하며 16비트 또는 32비트 프로세서를 갖추고 있습니다. 사용자 메모리 용량은 8KB에서 16KB까지입니다.
전 세계적으로 PLC 제품은 미국, 유럽, 일본의 세 가지 주요 지역 유형으로 분류할 수 있습니다. 미국과 유럽의 PLC 기술은 독립적으로 개발되었기 때문에 제품 간에는 뚜렷한 차이가 있습니다. 미국에서 도입된 일본의 PLC 기술은 미국 PLC의 특정 특성을 계승하면서도 소형 PLC에 중점을 두고 있습니다. 미국과 유럽 PLC는 중형 및 대형 제품으로 유명하지만 일본 PLC는 소형 제품으로 유명합니다.
II. PLC의 기능 및 응용분야
PLC는 릴레이-접촉기 제어의 장점과 컴퓨터의 유연성을 결합합니다. 이 독특한 디자인의 PLC는 다른 컨트롤러에 비해 비교할 수 없는 수많은 기능을 제공합니다.
1. PLC의 기능
PLC는 마이크로 프로세서를 중심으로 컴퓨터 기술, 자동 제어 기술, 통신 기술이 통합된 범용 산업용 자동 제어 장치로서 다양한 장점을 제공합니다. 여기에는 높은 신뢰성, 컴팩트한 크기, 강력한 기능성, 간단하고 유연한 프로그램 설계, 다양성 및 손쉬운 유지 관리가 포함됩니다. 결과적으로 PLC는 야금, 에너지, 화학, 운송 및 발전과 같은 분야에서 광범위한 응용 분야를 찾아내며(로봇 및 CAD/CAM과 함께) 현대 산업 제어의 세 가지 기둥 중 하나로 부상하고 있습니다. PLC의 특성에 따라 기능적 형태를 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
(1) 스위칭 로직 제어
PLC는 강력한 논리적 계산 기능을 보유하여 다양한 단순 및 복잡한 논리적 제어를 달성할 수 있습니다. 이는 기존의 릴레이-접촉기 제어를 대체하는 PLC의 가장 기본적이고 널리 적용되는 도메인입니다.
(2) 아날로그 제어
PLCs에는 A/D 및 D/A 변환 모듈이 장착되어 있습니다. A/D 모듈은 온도, 압력, 유량, 속도 등 현장의 아날로그 양을 디지털 양으로 변환합니다. 그런 다음 이러한 디지털 수량은 PLC 내의 마이크로프로세서에 의해 처리되고(마이크로프로세서는 디지털 수량만 처리할 수 있으므로) 이후 제어에 사용됩니다. 또는 D/A 모듈은 디지털 양을 다시 아날로그 양으로 변환하여 제어 대상을 제어함으로써 PLC가 아날로그 양을 제어할 수 있도록 합니다.
(3) 공정관리
최신 중대형 PLC에는 일반적으로 PID 제어 모듈이 있어 폐쇄 루프 프로세스 제어가 가능합니다. 제어 프로세스 중에 변수가 벗어나면 PLC는 PID 알고리즘을 사용하여 올바른 출력을 계산하여 생산 프로세스를 조정하고 변수를 설정값으로 유지합니다. 현재 많은 소형 PLC에도 PID 제어 기능이 통합되어 있습니다.
(4) 타이밍 및 카운팅 제어
PLC는 수십, 수백, 수천 개의 타이머와 카운터를 제공할 수 있는 강력한 타이밍 및 계산 기능을 자랑합니다. 타이밍 지속 시간과 카운팅 값은 사용자 프로그램 작성 시 사용자가 임의로 설정할 수도 있고, 프로그래머를 통해 현장 작업자가 임의로 설정할 수도 있습니다. 이를 통해 타이밍 및 카운팅 제어가 가능해집니다. 사용자가 고주파 신호를 계산해야 하는 경우 고속 계산 모듈을 선택할 수 있습니다.
(5) 순차제어
산업 제어에서는 PLC 단계 명령이나 시프트 레지스터 프로그래밍을 통해 순차 제어를 달성할 수 있습니다.
(6) 데이터 처리
최신 PLC는 산술 연산, 데이터 전송, 정렬 및 테이블 조회를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 데이터 비교, 데이터 변환, 데이터 통신, 데이터 표시 및 인쇄도 수행할 수 있습니다. 그들은 강력한 데이터 처리 능력을 가지고 있습니다.
(7) 통신 및 네트워킹
대부분의 최신 PLC에는 원격 I/O 제어를 위한 RS-232 또는 RS-485 인터페이스를 갖춘 통신 및 네트워크 기술이 통합되어 있습니다. 여러 PLC를 네트워크로 연결하여 서로 통신할 수 있습니다. 외부 장치의 신호 처리 장치는 하나 이상의 프로그래밍 가능한 컨트롤러와 프로그램 및 데이터를 교환할 수 있습니다. 프로그램 전송, 데이터 파일 전송, 모니터링 및 진단은 프로그램 및 데이터 전송을 용이하게 하기 위해 표준 하드웨어 인터페이스 또는 독점 통신 프로토콜을 활용하는 통신 인터페이스 또는 통신 프로세서를 통해 달성될 수 있습니다.
2. PLC의 응용 분야
현재 PLC는 철강, 석유, 화학, 전력, 건축자재, 기계 제조, 자동차, 경직물, 운송, 환경 보호, 문화 엔터테인먼트 등 다양한 산업 분야에서 국내외적으로 널리 사용되고 있습니다. 이들의 응용 분야는 다음과 같이 크게 분류될 수 있습니다.
(1) 스위칭 로직 제어
이는 PLC의 가장 기본적이고 광범위하게 적용되는 도메인으로, 기존 릴레이 회로를 대체하여 논리적이고 순차적인 제어를 달성합니다. PLC는 단일 기계 제어는 물론 다중 기계 그룹 제어 및 사출 성형 기계, 인쇄 기계, 스테이플링 기계, 복합 공작 기계, 연삭 기계, 포장 생산 라인 및 전기 도금 조립 라인과 같은 자동화 생산 라인에 사용할 수 있습니다.
(2) 아날로그 제어
산업 생산 공정에서 온도, 압력, 흐름, 액체 수위, 속도 등 지속적으로 변하는 수많은 양은 아날로그 양입니다. PLC가 아날로그 수량을 처리할 수 있도록 하려면 아날로그 수량과 디지털 수량 간의 A/D 및 D/A 변환이 실현되어야 합니다. PLC 제조업체는 PLC용 아날로그 제어 애플리케이션을 용이하게 하기 위해 함께 제공되는 A/D 및 D/A 변환 모듈을 생산합니다.
(3) 모션 제어
PLC회전식 또는 선형 모션 제어에 사용할 수 있습니다. 제어 시스템 구성 측면에서 초기 애플리케이션에서는 위치 센서와 액추에이터를 직접 연결하여 I/O 모듈을 전환했습니다. 요즘에는 특수 모션 제어 모듈이 일반적으로 사용됩니다. 이 모듈은 스테퍼 모터 또는 서보 모터에 대한 단일 축 또는 다축 위치 제어를 구동할 수 있습니다. 전 세계 거의 모든 주요 PLC 제조업체 제품에는 다양한 기계, 공작 기계, 로봇, 엘리베이터 및 기타 응용 분야에 널리 사용되는 모션 제어 기능이 있습니다.
(4) 공정관리
공정 제어는 온도, 압력, 유량과 같은 아날로그 양의 폐쇄 루프 제어를 의미합니다. 이는 야금, 화학 공학, 열처리 및 보일러 제어와 같은 분야에 광범위하게 적용됩니다. 산업용 제어 컴퓨터로서 PLC는 폐쇄 루프 제어를 달성하기 위해 다양한 제어 알고리즘으로 프로그래밍될 수 있습니다. PID 제어는 폐쇄 루프 제어 시스템에서 일반적으로 사용되는 조절 방법입니다. 중대형 PLC에는 모두 PID 모듈이 장착되어 있으며, 현재 많은 소형 PLC에도 이 기능 모듈이 탑재되어 있습니다. PID 처리에는 일반적으로 전용 PID 서브루틴 실행이 포함됩니다.
(5) 데이터 처리
최신 PLC에는 수학 연산(행렬 계산, 함수 계산, 논리 연산 포함), 데이터 전송, 데이터 변환, 정렬, 테이블 조회 및 비트 조작 기능이 탑재되어 있습니다. 데이터 수집, 분석 및 처리를 수행할 수 있습니다. 이러한 데이터는 메모리에 저장된 기준 값과 비교되어 특정 제어 작업을 수행하거나 통신 기능을 통해 다른 지능형 장치로 전송될 수 있습니다. 또한 인쇄하고 표로 작성할 수도 있습니다. 데이터 처리는 일반적으로 무인 유연한 제조 시스템과 같은 대규모 제어 시스템과 제지, 야금, 식품 산업과 같은 프로세스 제어 시스템에서 사용됩니다.
(6) 통신 및 네트워킹
PLC 통신은 PLC 간 통신, PLC와 기타 지능형 장치 간 통신을 포함합니다. 컴퓨터 제어의 발달로 공장 자동화 네트워크가 급속도로 발전했습니다. 모든 PLC 제조업체는 PLC의 통신 기능에 중점을 두고 각자의 네트워크 시스템을 도입했습니다. 최근 생산되는 PLC에는 통신 인터페이스가 탑재되어 있어 통신이 매우 편리합니다.
III. PLC의 기본 구조 및 작동 원리
산업용 제어 컴퓨터인 PLC는 일반 컴퓨터와 구조가 유사합니다. 그러나 다양한 사용 시나리오와 목적으로 인해 차이가 발생합니다.
1. PLC의 하드웨어 구성 요소
PLC 호스트의 기본 구조 다이어그램은 아래 그림과 같습니다. [그림]
다이어그램에서 PLC 호스트는 CPU, 메모리(EPROM, RAM), 입/출력 장치, 주변 I/O 인터페이스, 통신 인터페이스 및 전원 공급 장치로 구성됩니다. 통합 PLC의 경우 이러한 모든 구성 요소가 동일한 캐비닛 내에 보관됩니다. 모듈형 PLC에서는 각 구성 요소가 독립적으로 모듈로 패키지되어 있으며 모듈은 랙과 케이블을 통해 연결됩니다. 호스트 내의 모든 부분은 전원 버스, 제어 버스, 주소 버스 및 데이터 버스를 통해 상호 연결됩니다. 실제 제어 개체의 요구 사항에 따라 다양한 외부 장치가 구성되어 서로 다른 PLC 제어 시스템을 구성합니다.
일반적인 외부 장치에는 프로그래머, 프린터 및 EPROM 기록기가 포함됩니다. PLC에는 상위 기계 및 다른 PLC와 통신하기 위한 통신 모듈이 장착되어 PLC용 분산 제어 시스템을 구성할 수도 있습니다.
다음은 PLC의 제어 원리와 작동 프로세스를 사용자가 더 잘 이해할 수 있도록 PLC의 각 구성 요소와 역할을 소개합니다.
(1) CPU
CPU는 PLC의 제어 센터입니다. CPU의 제어 하에 PLC는 다양한 현장 장비를 제어하기 위해 질서 있게 조정하고 작동합니다. 마이크로프로세서와 컨트롤러로 구성된 CPU는 논리적, 수학적 연산을 수행하고 제어 시스템의 다양한 내부 구성 요소의 작업을 조정할 수 있습니다. 컨트롤러는 마이크로프로세서의 모든 부분의 정상적인 작동을 관리합니다. 주요 기능은 메모리에서 명령을 읽고 실행하는 것입니다.
(2) 기억
PLC에는 시스템 메모리와 사용자 메모리라는 두 가지 유형의 메모리가 장착되어 있습니다. 시스템 메모리에는 사용자가 접근하거나 수정할 수 없는 시스템 관리 프로그램이 저장됩니다. 사용자 메모리는 컴파일된 응용 프로그램과 작업 데이터 상태를 저장합니다. 작업 데이터 상태를 저장하는 사용자 메모리 부분을 데이터 저장 영역이라고도 합니다. 여기에는 입력/출력 데이터 이미지 영역, 타이머/카운터용 사전 설정 및 현재 값 데이터 영역, 중간 결과를 저장하기 위한 버퍼 영역이 포함됩니다.
PLC 메모리에는 주로 다음 유형이 포함됩니다.
읽기 전용 메모리(ROM)
프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리(PROM)
지울 수 있는 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리(EPROM)
전기적으로 지울 수 있는 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리(EEPROM)
랜덤 액세스 메모리(RAM)
(3) 입출력(I/O) 모듈
① 스위칭 입력 모듈
스위칭 입력 장치에는 다양한 스위치, 버튼, 센서 등이 포함됩니다. PLC 입력 유형은 DC, AC 또는 둘 다일 수 있습니다. 입력 회로의 전원 공급은 외부에서 제공할 수 있으며 경우에 따라 PLC 내부에서 공급할 수도 있습니다.
② 스위칭 출력 모듈
출력 모듈은 사용자 프로그램 실행 시 CPU에서 출력되는 TTL 수준의 제어 신호를 생산 현장에서 특정 장비를 구동하는 데 필요한 신호로 변환하여 실행 메커니즘을 작동시킵니다.
(4) 프로그래머
프로그래머는 PLC에 필수적인 외부 장치입니다. 이를 통해 사용자는 PLC의 사용자 프로그램 메모리에 프로그램을 입력하고, 프로그램을 디버그하고, 프로그램 실행을 모니터링할 수 있습니다. 프로그래밍 방식으로 프로그래머는 세 가지 유형으로 분류될 수 있습니다.
휴대용 프로그래머
그래픽 프로그래머
일반 컴퓨터 프로그래머
(5) 전원 공급 장치
전원 공급 장치는 외부 전원(예: 220V AC)을 내부 작동 전압으로 변환합니다. 외부에 연결된 전원 공급 장치는 PLC 내의 전용 스위치 모드 전압 조정기를 통해 PLC 내부 회로에 필요한 작동 전압(예: DC 5V, ±12V, 24V)으로 변환됩니다. 또한 외부 입력 장치(예: 근접 스위치)를 위한 24V DC 전원 공급 장치도 제공합니다(입력 지점에만 해당). PLC 부하 구동을 위한 전원 공급 장치는 다음과 같이 제공됩니다.
(6) 주변 인터페이스
주변 장치 인터페이스 회로는 휴대용 프로그래머나 기타 그래픽 프로그래머, 텍스트 디스플레이를 연결하고 주변 장치 인터페이스를 통해 PLC 제어 네트워크를 형성할 수 있습니다. PLC는 RS-485 인터페이스를 통해 PC/PPI 케이블 또는 MPI 카드를 사용하여 컴퓨터에 연결할 수 있으므로 프로그래밍, 모니터링, 네트워킹 및 기타 기능이 가능합니다.
2. PLC의 소프트웨어 구성 요소
PLC 소프트웨어는 시스템 프로그램과 사용자 프로그램으로 구성됩니다. 시스템 프로그램은 PLC 제조업체가 설계하고 작성하며 PLC의 시스템 메모리에 저장됩니다. 사용자는 이를 직접 읽거나 쓰거나 수정할 수 없습니다. 시스템 프로그램에는 일반적으로 시스템 진단 프로그램, 입력 처리 프로그램, 컴파일 프로그램, 정보 전송 프로그램, 모니터링 프로그램 등이 포함됩니다.
유Ser 프로그램은 제어 요구 사항에 따라 PLC 프로그래밍 언어를 사용하여 사용자가 컴파일합니다. PLC 애플리케이션에서 가장 중요한 측면은 PLC 프로그래밍 언어를 사용하여 제어 목표를 달성하기 위한 사용자 프로그램을 작성하는 것입니다. PLC는 산업 제어용으로 특별히 개발되었기 때문에 주요 사용자는 전기 기술자입니다. 전통적인 습관과 학습 능력을 충족시키기 위해 PLC는 주로 컴퓨터 언어에 비해 더 간단하고 이해하기 쉽고 직관적인 전용 언어를 사용합니다.
그래픽 명령어 구조
명시적 변수 및 상수
단순화된 프로그램 구조
단순화된 애플리케이션 소프트웨어 생성 프로세스
향상된 디버깅 도구
3. PLC의 기본 작동 원리
PLC 스캐닝 프로세스는 주로 입력 샘플링, 사용자 프로그램 실행 및 출력 새로 고침의 세 단계로 나뉩니다. 그림과 같이: [그림]
입력 샘플링 단계
입력 샘플링 단계에서 PLC는 모든 입력 상태와 데이터를 스캔 방식으로 순차적으로 읽어 I/O 이미지 영역의 해당 단위에 저장합니다. 입력 샘플링이 완료된 후 프로세스는 사용자 프로그램 실행 및 출력 새로 고침 단계로 이동합니다. 이 두 단계에서는 입력 상태와 데이터가 변경되더라도 I/O 이미지 영역의 해당 단위의 상태와 데이터는 변경되지 않습니다. 따라서 입력이 펄스 신호인 경우 어떠한 상황에서도 입력을 읽을 수 있으려면 펄스 폭이 하나의 스캐닝 주기보다 커야 합니다.
사용자 프로그램 실행 단계
사용자 프로그램 실행 단계에서 PLC는 항상 하향식 순서로 사용자 프로그램(래더 다이어그램)을 스캔합니다. 각 래더 다이어그램을 스캔할 때 먼저 래더 다이어그램 왼쪽의 접점으로 구성된 제어 회로를 스캔합니다. 제어 회로에서는 왼쪽에서 오른쪽, 위에서 아래 순서로 논리 연산이 수행됩니다. 그런 다음 논리 연산의 결과에 따라 논리 코일에 대한 시스템 RAM 저장 영역의 해당 비트 상태가 새로 고쳐지거나 출력 코일에 대한 I/O 이미지 영역의 해당 비트 상태가 새로 고쳐지거나 래더 다이어그램에 지정된 특수 기능 명령을 실행할지 여부가 결정됩니다.
즉, 사용자 프로그램이 실행되는 동안 I/O 이미지 영역에 있는 입력 지점의 상태와 데이터만 변경되지 않고, I/O 이미지 영역이나 시스템 RAM 저장 영역에 있는 다른 출력 지점과 소프트 디바이스의 상태와 데이터가 변경될 수 있습니다. 더 높은 곳에 위치한 래더 다이어그램은 이러한 코일이나 데이터를 참조하는 낮은 래더 다이어그램의 실행 결과에 영향을 미칩니다. 반대로, 하위 래더 다이어그램의 논리 코일의 새로 고침된 상태 또는 데이터는 다음 스캐닝 주기의 상위 래더 다이어그램에만 영향을 미칩니다.
출력 새로 고침 단계
사용자 프로그램 스캔이 완료되면 PLC는 출력 새로 고치기 단계로 들어갑니다. 이 단계에서 CPU는 I/O 이미지 영역의 상태 및 데이터에 따라 모든 출력 래치 회로를 업데이트하고 출력 회로를 통해 해당 주변 장치를 구동합니다. 이는 PLC의 실제 출력을 표시합니다.
입출력 지연 현상
PLC 작업 프로세스에서 다음과 같은 결론을 도출할 수 있습니다.
프로그램은 스캐닝 방식으로 실행되므로 입력 신호와 출력 신호 간의 논리적 관계에 고유한 지연이 발생합니다. 스캔 주기가 길수록 지연이 더 심해집니다.
세 가지 주요 작업 단계(입력 샘플링, 사용자 프로그램 실행, 출력 새로 고침)에 소요되는 시간 외에도 검색 주기에는 시스템 관리 작업에 소요되는 시간도 포함됩니다. 프로그램 실행에 소요되는 시간은 프로그램 길이 및 명령 작업의 복잡성과 관련이 있지만 다른 요소는 상대적으로 일정하게 유지됩니다. 스캐닝 주기는 일반적으로 밀리초 또는 마이크로초 정도입니다.
n번째 스캔 실행 중에 의존하는 입력 데이터는 해당 스캐닝 주기의 샘플링 단계에서 얻은 샘플링 값 X입니다. 출력 데이터 Y(n)은 이전 스캔의 출력 값 Y(n-1)과 현재 출력 값 Yn을 기반으로 합니다. 출력 단자로 전송된 신호는 이 사이클 동안 모든 계산이 실행된 후의 최종 결과 Yn을 나타냅니다.
입/출력 응답 지연은 스캔 방법뿐만 아니라 프로그램 디자인의 배열과도 관련이 있습니다.