[PLC] 릴레이

PLC 프로그래밍을 접하기 전에 릴레이(Relay)에 대한 이해가 필수적입니다. PLC는 릴레이로 구현된 물리적 제어시스템을 소프트웨어적으로 대체하기 위해 고안되었지만, 릴레이를 이용한 제어시스템 설계 회로에 사용되는 표기법이나 용어들을 래더 로직(PLC 프로그래밍 언어)에 반영했기 때문입니다. 더군다나, 제어계통에서 릴레이는 대체되었다고 해도, 전원계통 ON/OFF 제어에는 여전히 릴레이를 사용하여 전기회로가 구성되고 있습니다.

소위 Electromechanical Relays라 불리는 릴레이는 전자기 현상을 이용하여 기계적인 움직임을 유도하여 전류를 개폐하는 장치입니다. 릴레이의 개념도는 아래와 같습니다.

왼쪽 코일에 전류가 흐르면 전자석이 되어 가동부를 끌어당기게 됩니다. 끌어당겨진 가동부에 연결된 접점부에 의해서 출력부의 두 접점이 연결이 되어 통전이 되는 원리입니다. 코일이 활성화되었을 때 연결되는 출력접점을 N.O 접점(Normally Open Contact), 코일이 비활성화 되었을 때 연결되는 출력접점을 N.C 접점(Normally Close Contact)라 합니다.

참고로 반도체로 구현되어 릴레이의 기계적인 움직임이 없는 SSR(Solid-State Relay)도 있습니다.

SSR은 일반 릴레이가 가진 여러 단점을 보완하고 있으나, 상대적으로 비싸므로 용도와 상황에 따라 선택하게 됩니다.

아래는 릴레이 관련 주요 용어 몇가지입니다.

- MC (Magnetic Contactor) : 상대적으로 높은 전류의 스위칭을 위한 특수 릴레이

- 모터 스타터 (Motor Starter) : MC와 직렬로 연결되며, 과전류가 흐르는 경우 회로를 차단해 주는 장치가 부착되어 있음.

- 아크 억제 (Arc Suppression) : 릴레이의 출력접점이 열리거나 닫히는 중에는 아크(arc)가 출력접점 사이에 발생하게 됩니다. 릴레이 용량이 클수록 문제가 되는 요소입니다. 출력 접점을 통해 교류전압을 스위칭하는 경우 전압이 0V에 근접할 때 스위칭을 하는 방법으로 아크를 억제할 수 있으며, SSR에 이러한 기능이 내장되어 있는 경우가 있습니다.

- 정격전압 (Rated Voltage) : 코일을 구동시키기 위한 권장 전압입니다. 전압이 낮으면 작동이 안되고, 전압이 너무 높으면 수명을 단축시킵니다.

- 정격전류 (Rated Current) : 접점의 손상이 발생되지 않는 최대전류값을 의미합니다. 정격전류 이상의 전류가 접점을 통해 흐르는 경우 접점이 녹아 붙거나, 접점 소재가 소실될 수 있습니다.

끝.