자동화 설비를 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)의 래더(Ladder) 프로그램을 열어보면 X, Y, M, D, T 등 알파벳과 숫자가 결합된 암호 같은 기호들이 가득합니다.
이 기호들을 디바이스(Device)라고 부르며, 각각의 알파벳은 기계의 입력, 출력, 기억, 시간 계산 등 고유한 역할을 담당합니다. 이 알파벳들의 의미만 정확히 파악해도 복잡한 도면과 프로그램의 절반 이상을 해석할 수 있습니다.
PLC 기본 교육 2탄에서는 미쓰비시 Q시리즈 PLC 프로그램에서 가장 빈번하게 사용되는 기초 디바이스의 종류와 기능, 그리고 현장 실무에서의 활용법을 알기 쉽게 정리합니다.
PLC 주요 디바이스 3줄 요약
1. 입출력 (X, Y): 외부 센서나 스위치의 신호를 받는 것이 입력(X), 솔레노이드나 모터 등을 동작시키는 것이 출력(Y)입니다.
2. 내부 보조 (M, L): 프로그램 내부에서만 쓰이는 릴레이(M)와, 전원이 꺼져도 상태를 기억하는 래치 릴레이(L)가 있습니다.
3. 데이터 (D, T): 숫자를 저장하는 데이터 레지스터(D)와, 설정된 시간을 계산하여 동작하는 타이머(T)를 활용합니다.
1. 기계와 소통하는 입출력 디바이스 (X, Y)
가장 직관적이고 기본이 되는 디바이스로, PLC가 외부 하드웨어와 직접적으로 신호를 주고받는 통로 역할을 합니다.
- 입력(X): 푸시 버튼, 리미트 스위치, 센서 등 외부 기기에서 들어오는 신호를 PLC(QCPU)로 전달합니다. 센서가 감지되면 X 디바이스가 ON 됩니다.
- 출력(Y): PLC 프로그램의 연산 결과를 외부의 솔레노이드 밸브, 팬(Fan), 히터(Heater) 등으로 내보냅니다. Y 디바이스가 ON 되면 실제 실린더가 전진하거나 모터가 돕니다. 프로그램 내부에서는 Y 접점을 a접점이나 b접점 형태로 가져와 조건문으로 재사용할 수도 있습니다.
2. 논리를 구성하는 내부 릴레이 (M, L, F)
프로그램 내부에서 연산을 돕고 신호를 임시로 저장하는 가상의 스위치들입니다. 실제 기계 외부로 출력되지는 않습니다.
- 내부 릴레이(M): 가장 흔하게 쓰이는 보조 릴레이입니다. 전원이 차단되거나 PLC가 리셋되면 기억하고 있던 ON/OFF 상태가 모두 초기화(Zero)됩니다.
- 래치 릴레이(L): M과 역할은 같지만 정전 유지(Latch) 기능이 있습니다. CPU 배터리를 이용해 전원이 꺼지더라도 연산 결과를 그대로 유지합니다. 설비가 재가동될 때 이전 상태를 이어서 작업해야 하는 구간에 주로 사용됩니다.
- 어넌시에이터(F): 설비의 이상이나 고장(Alarm)을 띄울 때 사용하는 특수 릴레이입니다. 최근에는 통신 맵 표준화로 인해 F 대신 래치 릴레이(L)로 알람 회로를 구성하는 현장이 많습니다.
3. 숫자와 시간을 다루는 디바이스 (D, T)
ON/OFF(0과 1) 스위치 역할이 아닌, 아날로그 수치나 시간을 저장하고 계산하는 디바이스들입니다.
- 타이머(T): 코일이 ON 되면 계측을 시작하고, 설정된 시간이 지나면 접점이 붙습니다. 통상 저속 타이머(100ms 기본 단위)를 사용하므로, 프로그램에 K300이라고 입력하면 300 x 0.1초 = 30초 동안 신호가 유지된 후 동작하게 됩니다.
- 데이터 레지스터(D): 수치 데이터(-32768 ~ 32767)를 저장하는 16비트 메모리 방입니다. 온도 센서의 현재 값, 위치결정 모듈의 이동 거리 등을 D 디바이스에 저장하여 연산합니다. 32비트 명령어를 사용할 때는 D12를 지정하면 D12와 D13이 묶여서 하나의 큰 방으로 처리됩니다.
현장 실무 팁(Tip): 현장에서 설비 도면을 볼 때, 'X10이 살아서 M20을 살려주고, T0가 3초를 센 뒤 Y10을 때린다'는 식으로 동작 시나리오를 읽어낼 수 있어야 합니다. 각 알파벳이 의미하는 역할을 머릿속에 확실히 정립해 두면, 아무리 방대한 래더 프로그램이라도 흐름을 쉽게 쫓아갈 수 있습니다.
오늘은 PLC 래더 프로그램의 뼈대를 이루는 필수 디바이스들의 종류와 고유 기능에 대해 알아보았습니다.
디바이스의 특징을 이해했다면, 이제 기계에 문제가 생겼을 때 어떤 접점이 에러를 발생시켰는지 찾아내어 임시로 조치할 수 있는 응용 능력이 필요합니다.
이어지는 [3탄]에서는 설비에 알람(Alarm)이 떴을 때 크로스 레퍼런스(Cross Reference)를 이용해 알람을 추적하고, SM401 특수 릴레이를 이용해 강제로 회로를 막아(Bypass) 설비를 살리는 실전 에러 대처법에 대해 상세히 다루어 보겠습니다.
본 포스팅은 신입 제어 엔지니어 교육을 위한 미쓰비시 PLC 작업 표준서를 바탕으로, 기계 제어의 기본이 되는 입출력(X/Y), 내부 보조(M/L), 데이터 및 타이머(D/T) 디바이스의 특징과 16비트/32비트 메모리 구조의 개념을 현장 초보자 눈높이에서 알기 쉽게 재구성했습니다.