PLC 제어시스템 구축가이드(3)

4. 시퀀스 제어의 네트워크화

PLC를 이용한 시퀀스 제어로 대규모 시스템을 컨트롤할 때에는 PLC의 분산화와 네트워크화가 열쇠가 됩니다. 앞에서도 복수의 PLC를 배치했을 때 데이터를 공유하기 위해 PLC 네트워크를 사용하는 예를 소개했습니다. 여기서는 조금 더 구체적으로 네트워크의 종류와 그 응용에 대해 살펴보겠습니다.

 

PLC에서 이용할 수 있는 네트워크에는 시리얼 통신, 이더넷통신, PLC간 데이터링 등이 있습니다. 복수의 PLC 사이에서 온오프 신호를 주고받거나 대용량의 데이터를 PLC 사이에서 주고 받으려면 PLC간 데이터링 기능을 이용하는 경우가 많습니다.

 

PLC간 데이터링은 복수의 PLC에서 동일한 데이터를 공유하기 위해 고속으로 사이클릭에서 PLC 사이의 통신을 행하고, 공유하는 데이터를 리얼타임으로 다시 씁니다. PLC간 네트워크의 접속에는 광파이버, 동축 케이블 등이 이용되고 있습니다.
PLC간 데이터링을 구성하려면 전용 네트워크 카드를 PLC에 장착하는 것이 일반적입니다. 네트워크 카드를 장착하면 국번과 통신속도의 설정이 필요합니다. 국번이란 동일 네트워크 상에서 다른 네트워크 카드와 구별하기 위해 사용되는 자국의 번호로 노드 어드레스라고 부르는 경우도 있습니다. 국번은 가령 호스트국의 번호를 01로 하고 PLC ①을 국번 02, PLC ②를 국번 03으로 하는 것처럼 중복되지 않는 변호를 설정합니다. 네트워크에 첨가할 수 있는 국 수에는 상한이 있어 네트워크의 종류에 따라 다르지만, 8국에서 64국 정도가 일반적입니다. 통신속도는 동일 네트워크 내의 모든 네트워크 카드를 동일 통신속도로 설정해야 합니다.

 

호스트국은 네트워크 전체를 관리하므로 관리국이라 부릅니다. 호스트국은 네트워크의 구성이나 각 국에 할당된 에어리어(영역)를 관리하는 기능을 갖고 있습니다. 이와 같이 관리 데이터의 설정 방법은 PLC에 따라 다르지만, 보통 PC를 사용한 프로그래밍 소프트웨어로 설정하거나 PLC의 데이터 메모리가 결정된 에어리어에 수치 데이터를 기입함으로써 설정하는 것이 일반적입니다.

 

그림 6에 PLC간 데이터링을 사용한 네트워크 구성 예를 나타냈습니다. 

 

그림 6. PLC간 데이터링 예

 

이 예에서는 시스템 ①에서 ④까지 각각 전용 PLC를 한 대씩 배치하고 있으며, PLC간 신호의 교환은 링크 릴레이를 사
용하고 있습니다. 링크 릴레이는 PLC간 데이터링 네트워크에 접속되어 있는 모든 PLC에서 공유되는 릴레이 에어리어로, 이 예에서는 번호 B00에서 B399까지의 링크 릴레이가 공유되도록 되어 있습니다. 공유되어 있다는 말의 의미는 그들 링크 릴레이의 접점을 각 PLC에서 자유롭게 사용할 수 있다는 것을 말합니다.

 

한편, 분산된 PLC에 의해 링크 릴레이의 코일의 온오프를 할 수 있는 에어리어는 전체 에어리어가 아니라 그림 속에서 바꿔쓰기 가능이라고 써 있는 부분에만 한정됩니다. 즉 PLC ①은 B00∼B99까지의 링크 릴레이의 출력을 온오프할 수 있지만 그 외 링크 릴레이의 출력 데이터를 변경할 수는 없습니다. 또한, 다른 PLC에 의해 링크 릴레이 B00에서 B99가 바꿔써지는 경우는 없습니다. 이 쓰기 제한에 의해 B00∼B99까지의 릴레이의 변화는 반드시 PLC ①에 할당된 에어리어임을 표현하는 방법입니다.

 

링크 릴레이의 릴레이 번호 할당은 PC를 사용한 PLC 전용 소프트웨어로 하거나 네트워크를 관리하고 있는 각 PLC의 메모리 에어리어에 데이터를 기입함으로써 설정합니다. 각 네트워크 카드에는 카드의 국번을 설정하고, 호스트 PLC를 사용해 각각의 국번에 할당한 링크 릴레이의 범위를 설정합니다.
이 그림에는 기술되어 있지 않지만 링크 릴레이 외에 링크 데이터 메모리라고 하는 것도 있습니다. 링크 릴레이는 1비트의 ON/OFF 신호이지만 링크 데이터 메모리는 보통 1워드(16비트)의 데이터 길이를 가지는 데이터로서 PLC 사이에서 공유됩니다. 당연히 링크 릴레이와 마찬가지로 링크 데이터 메모리도 쓰기 가능한 에어리어를 각 국번에 할당해 이용합니다.

 

그림 7. PLC간 데이터링을 사용한 프로그램 예

 

그림 7에는 그림 6에서 할당된 링크 릴레이를 사용한 신호의 교환 예를 나타냈습니다.

PLC ①에는 입력 접점번호 X0가 ON하면 링크 릴레이 B01을 ON하도록 프로그램이 써 있습니다. 2자릿수 째에는 PLC ①의 X1이 ON하면 B02를 ON하는 프로그램이 되어있습니다.
PLC ②는 PLC ①의 입력점 X01을 사용할 수 없지만, 링크 릴레이 B01이나 B02의 접점은 자유롭게 사용할 수 있으므로 이것을 사용해 PLC ②의 출력 릴레이 Y15를 PLC ①의 X0을 조작해 자기유지하도록 하는 프로그램이 써 있습니다.
PLC ③은 B01이 ON 되면 PLC ③의 출력 Y15를 ON하는데, PLC ④의 링크 릴레이 B301이 ON하고 있을 때에는 U15는 ON 할 수 없습니다. Y15가 ON 되면 PLC ③에 할당되어 있는 링크 릴레이 B210이 ON 됩니다. 이 출력 릴레이 Y15의 출력 릴레이란 별개의 것입니다. 

PLC ④는 B100의 접점에서 PLC ④의 출력 릴레이 Y10을 ON하고 있습니다. 또한, PLC ④의 입력 X5에서 링크 릴레이
B301을 ON하고 있습니다.

 

이와 같이 PLC간 데이터링을 이용하면 링크 릴레이를 사용해 각 PLC의 신호를 네트워크상의 다른 PLC에 보낼 수 있습니다. 이와같은 네트워크는 1개로 한정되지 않고 복수의 네트워크나 계단 구조에 대응하고 있는 네트워크 유닛도 있습니다.
PLC에 따라서는 링크 릴레이나 링크 데이터 메모리라고 하는 네트워크 전용 에어리어가 준비되어 있지 않고 일반적인 릴레이와 데이터 메모리의 에어리어를 사용해 PLC 사이에서 공유하는 것도 있습니다. 이 경우는 PLC간의 기종이 같아야 하는 등의 제한이 있으므로 주의해야 합니다.