PLC 래더 기초 0편: PLC란 무엇인가 (입력/출력/스캔)

PLC 를 처음 접하는 분을 위해, 본격적인 래더 회로(1편 자기유지/인터락)로 들어가기 전에 꼭 알아야 할 가장 기초를 먼저 정리합니다.
PLC 가 어떤 장치이고, 어떻게 프로그램을 실행하며, 입력(X)/출력(Y)/내부릴레이(M) 같은 디바이스 주소를 어떻게 읽는지까지, 생판 처음이어도 따라올 수 있게 정리합니다.

이 글만 읽어 두면 이후 1편부터의 래더 설명이 훨씬 쉽게 들어옵니다.

1. PLC란 무엇인가

PLC(Programmable Logic Controller, 프로그래머블 로직 컨트롤러) 는 공장 설비를 자동으로 제어하는 산업용 컴퓨터입니다.
쉽게 말해, 사람이 하던 "버튼/센서를 보고, 판단해서, 모터/실린더를 켜고 끄는" 일을 대신하는 장치입니다.

예를 들어 작업자가 이렇게 한다고 해봅시다.

 

• 시작 버튼이 눌렸는지 본다 (입력 확인)
• 안전 도어가 닫혀 있는지 본다 (입력 확인)
• 둘 다 맞으면 컨베이어를 돌린다 (출력 동작)

 

PLC 는 이 "보고, 판단하고, 동작하는" 과정을 사람 대신 쉬지 않고 반복합니다.
그 판단 규칙을 사람이 적어 주는 것이 바로 래더 프로그램입니다.

📝 NOTE

PLC 는 크게 세 부분으로 일합니다.
입력(Input) 은 버튼/센서 신호를 읽어들이고,
연산(CPU) 은 래더 프로그램대로 판단하고,
출력(Output) 은 그 결과로 모터/램프/실린더를 구동합니다.

2. PLC는 어떻게 동작하나: 스캔

PLC 가 사람과 결정적으로 다른 점이 있습니다.
프로그램을 위에서 아래로 한 줄씩 읽어 실행하고, 끝까지 가면 다시 맨 위로 돌아와 반복한다는 것입니다.
이 한 바퀴를 스캔(Scan) 이라 하고, 보통 한 바퀴에 수 ms(밀리초)밖에 걸리지 않습니다.

즉 PLC 는 1초에도 수백~수천 번씩 프로그램 전체를 다시 읽습니다.

이 "쉴 새 없이 반복" 이라는 성질이 앞으로 모든 동작의 기준이 됩니다.

 

• 버튼을 1초만 눌러도 그 사이 같은 명령이 수백 번 실행되고 (6편 펄스 명령에서 다룸)
• 출력은 "지금 이 스캔의 조건" 에 따라 매 스캔 새로 결정됩니다.

💡 TIP

"스캔" 개념만 잡아 두면 PLC 동작의 대부분이 설명됩니다.
래더는 한 번 실행되고 끝나는 게 아니라, 매 스캔마다 처음부터 다시 판단된다 고 기억해 두세요.

3. 입력/출력/내부릴레이: 디바이스와 주소

PLC 안에서 신호 하나하나를 저장하는 자리를 디바이스(device) 라고 부릅니다.
디바이스는 알파벳(종류) + 숫자(번호) 로 주소를 매깁니다.
예를 들어 X0, Y10, M5, D0 처럼 씁니다.

자주 쓰는 디바이스는 다음과 같습니다.

디바이스	이름	역할	물리 단자
X	입력	외부 버튼/센서 신호가 들어오는 자리	있음 (입력 단자)
Y	출력	모터/램프/솔레노이드로 내보내는 자리	있음 (출력 단자)
M	내부릴레이	PLC 내부에서만 쓰는 메모리 비트(ON/OFF)	없음 (가상)
D	데이터 레지스터	숫자(값)를 담는 16비트 그릇	없음 (가상)
T	타이머	시간을 세는 요소	없음 (가상)
C	카운터	횟수를 세는 요소	없음 (가상)

여기서 핵심은 X/Y 는 바깥 세상과 연결된 실제 단자이고, M/D/T/C 는 PLC 머릿속에만 있는 가상 자리라는 점입니다.
특히 내부릴레이 M 은 외부에 선이 연결되지 않은, 프로그램이 자기 판단을 기억해 두는 메모장 같은 비트입니다.

📝 NOTE

X0 의 0, Y10 의 10 은 그 종류 안에서 몇 번째 자리인지를 나타내는 번호입니다.
미쓰비시 PLC 의 입출력 번호는 보통 16진수로 매겨져 X0~X9, XA~XF, X10... 순으로 올라갑니다 (당장은 "번호" 정도로만 알아도 됩니다).

4. 래더 프로그램 읽는 법

 

래더(Ladder) 는 이름 그대로 사다리 모양의 그림 프로그램입니다.
왼쪽과 오른쪽에 세로 전원선이 있고, 그 사이를 가로줄(가로 단)이 잇습니다.

읽는 방법은 딱 하나입니다.
왼쪽에서 들어온 전기가 가운데 조건(접점)들을 통과해 오른쪽 출력(코일)까지 도달하면, 그 출력이 ON 된다.

 

• 조건이 되는 자리를 접점,
• 결과로 켜지는 자리를 코일 이라고 합니다.

 

접점과 코일의 종류(A접점/B접점), 그리고 이들을 엮어 동작을 "기억" 시키는 자기유지 회로부터가 본격적인 시작입니다.
바로 다음 1편에서 다룹니다.

마무리

PLC 는 입력을 읽고, 래더대로 판단하고, 출력을 내보내는 일을 스캔으로 쉼 없이 반복하는 장치입니다.
신호는 디바이스 주소(X/Y/M/D/T/C) 로 가리키며, 그중 X/Y 만 바깥과 연결된 실제 단자입니다.
이 토대 위에 이제 래더 회로를 하나씩 쌓아 보겠습니다.

💡 TIP

다음 편에서는 모든 PLC 시퀀스의 출발점인 PLC 래더 기초 1편: 자기유지·인터락 회로 만들기 를 다룹니다.
버튼을 잠깐 눌렀다 떼도 동작이 유지되는 "기억" 회로부터 시작합니다.