전기 시퀀스 제어 개요 와 종류 #4

전기시퀀스

■ 전기 시퀀스 제어란 ? 

디지털 신호로 이루어지는 정성적 제어로서 미리 정해진 순서에 따라 제어의 각 단계를 순차적으로 행하는 제어로 개루프 제어(open loop control)라 한다.

 

▣ 시퀀스 제어의 목적

시퀀스 제어 방식을 사용하는 목적은 제품의 생산, 제조, 공정 등에서 설비의 시동과 정지 작업이나 가공, 조립, 운반, 포장 등과 같은 기계 작업을 자동적으로 처리하여 작업환경을 개선하는 것이 목적이다.

 

▣ 시퀀스 제어의 종류

1. 명령 처리에 따른 분류
   • 순서 제어 : 기억과 판단 기구에 의하여 순차적으로 제어한다.
   • 시한 제어 : 기억과 시한 기구에 의하여 일정시간에 따라 동작 상태를 제어한다.
   • 조건 제어 : 판단 기구에 의하여 일정한 조건에 따라 제어 명령을 결정하여 제어한다.
   • 프로그램 제어 : 기억과 판단 기구 및 시한 기구에 의하여 정해진 프로그램에 의해 제어한다.
2. 제어 장치에 따른 분류
   • 유접점 시퀀스 : 릴레이, 전자 개폐기 등 전자 계전기의 기계적 유접점을 이용한 전기 제어 장치이다.
   • 무접점 시퀀스 : 다이오드, IC 등 반도체의 무접점을 이용한 전자 제어 장치이다.
   • PLC(Program Logic Controller) : 컴퓨터를 이용하여 시퀀스 회로를 프로그래밍화한 로직 제어 장치이다.

 

표 2-1 유접점 방식과 무접점 방식의 비교

항       목	유접점 방식	무접점 방식
동작의 빈번도	적은 경우에 사용한다.	많은 경우에 사용한다.
수        명	수명이 짧다.	수명이 반 영구적이다.
작  동  속  도	ms 단위로 늦으며 한계가 있다.	㎲ 단위로 빠르다.
주  위  온  도	온도 특성이 양호하다.	열에 약하며 보호 대책이 필요하다.
환  경  조  건	진동이나 충격에 약하다.	진동이나 충격에 강하다.
서        지	전기적 노이즈에 안정하다.	노이즈에 약하며 안정 대책이 필요하다.
소  비  전  력	많다.	적다.
작동확인상태	용이하다.	테스터에 의해 가능하다.
장치의   외형	일반적으로 크다.	작으므로 가장 큰 장점이다.
입 ㆍ 출력 수	독립된 다수의 출력을 동시에 얻는다.	다수의 입력과 소수 출력이 용이하다.
전        원	직류 혹은 교류를 사용한다.	별도의 직류 전원이 필요하다.
가        격	소규모에서 염가이다.	대규모에서 염가이다.

 

▣ 전기 시퀀스 제어의 구성

1. 시퀀스 제어계의 기본 구성
   • 일반적으로 시퀀스 제어계는 그림 2-1과 같이 명령 처리부, 제어부, 제어 대상, 표시 경보부, 검출부 등으로 구성되며, 블록은 시퀀스 제어계의 각 구성 요소를 표시하고, 화살표는 제어계의 진행 방향을 나타낸다.

전기 시퀀스 제어

   

    2. 시퀀스 제어계 요소의 용어

 

• 시퀀스 제어계의 구성 요소에 대한 용어 설명은 다음과 같다.
  1. 작업 명령 : 제어계의 외부에서 주어지는 입력 신호를 말한다.
  2. 명령 처리부 : 작업 명령 또는 검출 신호를 미리 기억시켜 둔 신호에 의해서 제어 명령을 만드는 부분을 말한다.
  3. 제어 명령 : 제어 대상을 제어하는 입력 신호로 정성적 제어와 정량적 제어가 있다.
  4. 조작부 : 제어 명령 신호를 증폭하여 제어 대상을 직접 제어하는 부분을 말한다.
  5. 조작 신호 : 제어 대상을 조작하기 위한 제어 대상의 입력 신호로 디지털 신호와 아날로그 신호가 있다.
  6. 제어 대상 : 제어하고자 하는 목적의 장치 또는 기기를 말한다.
  7. 표시 경보부 : 제어 대상의 상태를 표시하거나 또는 경보 신호를 발생시키는 부분을 말한다.
  8. 제어량 : 제어 대상을 조작하기 위한 목적의 상태를 말한다.
  9. 기준량 : 검출의 기준을 나타내는 신호를 말한다.
  10. 검출부 : 제어량이 소정의 상태인지 표시하는 2진 신호를 발생하는 부분을 말한다.
  11. 검출 신호 : 제어량이 소정의 조건을 만족하고 있는가를 지시하는 신호를 말한다.
  12. 조작량 : 제어량을 조정하기 위하여 제어 대상이 주어지는 양으로 제어부의 출력이다.
  13. 제어부 : 검출부, 명령 처리부, 조작부, 표시 경보부를 총칭하여 제어부라 한다.
  14. 조절기 : 설정부와 조절부를 합친것을 조절기라 한다.

 

▣ 전기 시퀀스 종류 

º 유접점 제어

제어 시스템에서 사용되는 논리 소자로서 기계적 접점을 지닌 유접점 릴레이, 즉 전자 릴레이에 의해서 구성되는 시퀀스 제어회로를 말한다. 그림 2-2은 릴레이의 동작 원리, 구조와 접점 기호이다. 전자 릴레이의 기본동작을 살펴 보면, 전자 코일 X에 전류가 흘러 전자석이 되어 가동 철편을 끌어 당기고 이것에 연동하는 기구가 동작하여 접점을 개(ON) 폐(OFF)시킬 수 있다. 표 2-1는 유접점 시퀀스의 장단점을 설명한다.

장점	단점
▶개폐부하용량이 크다   ▶과부하에 견디는 힘이 크다  ▶전기적 노이즈에 대하여 안정하다  ▶온도특성이 양호하다  ▶입력과 출력이 분리될 수 있다  ▶독립된 다수의 출력회로를 동시에 얻을 수 있다.  ▶동작상태의 확인을 쉽게 할 수 있다	▶소비전력이 비교적 크다  ▶접점이 소모되므로 수명에 한계가 있다  ▶동작속도가 늦다  ▶기계적 진동, 충격 등에 비교적 약하다  ▶외형의 소형화에 한계가 있다

표 2-2 유접점 시퀀스의 장단점

 

전기 시퀀스

 

º 무접점 제어

전자 릴레이에 의해 구성되는 시퀀스 제어 회로에서 유접점인 전자 릴레이 대신에 다이오드(Diode), 트렌지스터(Transitor), 집적회로(IC) 등과 같은 무접점 릴레이로 구성하는 것을 무접점 시퀀스 또는 로직 시퀀스라고 한다. 즉, 반도체 소자를 사용하여 전압의 높음(5V)과 낮음(0V), 신호의 ‘유’, ‘무’로 상태 변화를 나타낼 수가 있다. 무접점 시퀀스의 장단점은 다음 표와 같다

장점	단점
▶ 동작 속도가 빠르다 ▶ 고빈도 사용에 견디며 수명이 길다 ▶ 고정 밀도로서 응동 시간, 감도에 분산이 적다 ▶ 장치의 소형화가 가능하다	▶ 전기적 노이즈, 서지에 약하다  ▶ 온도 변화에 약하다  ▶ 신뢰성이 떨어진다  ▶ 별도의 전원을 필요로 한다

표 2-3 무접점 시퀀스의 장단점

 

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