전기회로 및 PLC 공압실린더 기초 정리

전기회로 및 PLC 공압실린더 기초 정리

자동화 장치의 제어에 관심을 갖고 PLC를 공부해보려고 하는데 전공 분야가 아니기에 기본적인 전기회로와 시퀀스 정도는 정리를 하고 시작해야 할 것 같다.

1. 전기 스위치의 종류

분류방식에 따라 그 종류가 천차만별이겠지만 물리적인 힘으로 작동하는 스위치와 전기에 의해서 작동하는 스위치에 대해서 정리를 한다.

 

- 물리적인 스위치는 우리가 일상생활에서 흔히 접하는 사람의 손에 의해서 작동하는 스위치이다. 이 스위치 종류로는 푸시버튼, 토글버튼, 셀럭터 스위치 등이 있다.

- 전기 스위치는 다시 전류의 자기작용에 의해 작동하는 '전기 릴레이'와 전류와 전자의 흐름에 의해서 작동하는 '트랜지스터'로 구분이 된다.

plc에서는 수동으로 작동하는 스위치에 의해서 전기 신호를 받아 들이고 프로그램을 실행한 후 전기 스위치 (릴레이, 트랜지스터)를 이용하여 출력(램프켜기, 모터 회전 등)을 한다.

 

 

2. 접점의 종류

접정의 종류에는 a, b, c 접점 세가지가 있는데 a(arbeit contact)는 스위치를 눌렀을 때 ON 되는 스위치고, b(break contact)는 항상 켜져 있다가 스위치를 누르면 OFF가 되는 접점을 말한다. 마지막 C는 a와 b 접점을 선택적으로 이용할 수 있는 접점을 의미한다.

3. 싱크회로와 소스회로

전기회로는 교류와 직류 전기를 이용할 수 있는데 +와 - 구분이 확실한 DC 전기를 이용할 때는 극성에 따라서 연결방법을 싱크와 소스 중 선택해서 결선을 해야한다.

-싱크회로 : +에서 출발한 전류가 부하를 거치고 스위치를 거쳐서 -로 들어가는 회로. (+ > 부하 > 스위치 > -)

-소스회로 : +에서 출발한 전류가 스위치를 먼저 거쳐서 부하로 공급되는 회로. (+ > 스위치 > 부하 > -)

4. 전기릴레이와 트랜지스터

전기릴레이는 다양한 전압에서 사용할 수 있도록 구분되어 제작되기 때문에 구입이 용이하며 주위의 온도에 거의 영향을 받지 않는다. 접점의 거리가 물리적으로 떨어져 있기 때문에 높은 전압에서도 이용이 가능한 장점이 있는 반면 트랜지스터에 비해서 많은 공간을 차지하며 접점 부분이 마모되거나 산화가 돼서 오작동을 일으킬 소지가 있고 소음을 발생하는 단점도 있다.

트랜지스터(transistor)는 transfer 와 resister의 합성어이며 전기를 증폭시키거나 스위치의 기능을 하는데 전기회로에서는 스위칭 기능을 주로 이용한다.

트랜지스터는 그 구조에 따라서 NPN과 PNP 로 구분이 되는데 전기를 한 쪽 방향으로만 흐르게 하는 다이오드에 의해 구분이 된다.

이 녀석은 극성의 구분이 필요한 DC 전원을 이용할 때 수동 스위치를 대신하기 위해서 사용되기 때문에 싱크, 소스 회로에서 스위치의 위치에 이것들을 위치시키면 된다.

+에서 출발한 전류가 부하를 거쳐서 트랜지스터로 들어온다면 NPN 방식을 사용해야 하고 반대로 +에서 출발한 전류가 트랜지스터로 먼저 들어올 때는 PNP 형식을 사용해야 한다.

5. 공압실린더

PLC로 공압실린더를 제어하기 위해서는 실린더의 위치를 감지할 수 있는 센서를 부착해야 하는데 이 센서를 오토스위치라고 한다.

오토스위치는 고정방법에 따라 밴드, 레일, 타이로드, 직접 고정형으로 나눌 수 있으며 출력 접점에 따라 홀 센서를 이용한 무접점, 리드 스위치를 이용한 유접점 방식으로 분류 할 수 있다.

유접점 방식은 실린더 로드에 있는 자석를 감지해서 그 위치를 파악하기 때문에 다른 자석들의 영향을 받지 않는 장소에서 사용되어야 한다. 여러개의 실린더가 붙어 있는 상황이라면 가까이에 있는 서로에게 자석의 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

또한 유접점 방식은 상대적으로 가격이 저렴하고 배선이 쉬우며 고장의 빈도가 낮기 때문에 현장에서는 대부분 이 방식을 사용한다.

반대로 무접점 방식은 센서를 이용하기 때문에 다른 자석의 영향을 많이 받는 곳에서도 사용이 가능하다.

6. 편솔과 양솔의 제어

공압실린더를 전기적으로 제어하기 위해서는 솔레노이드 밸브를 사용하는데 이 밸브의 종류는 편솔레노이드와 양솔레노이드로 나뉜다.

편솔의 전진상태를 유지하기 위해서는 PLC프로그램에서 자기유지 회로를 구성해야 하며 양솔은 전진이나 후진 상태를 유지하기 때문에 단순 출력으로 제어가 가능하다.