[PLC] 파워서플라이 과부하/과전류 보호

PLC 제어 회로를 구성하면서 주로 24V DC 파워 서플라이를 사용합니다. 제어용 직류 전압계통에 발생하는 과부하/과전류 상황에 파워서플라이는 어떻게 대처할까요?


(1)FOLDBACK CURRENT LIMITING

출력 전류를 설정된 만큼 줄이는 방법입니다.


(2)CONSTANT CURRENT LIMITING

출력 전류를 일정한 수준이나 허용범위내 유지시키는 방법으로 전압강하가 발생될 수 있습니다.


(3)OVER POWER LIMITING

출력 전력을 일정하게 유지합니다. 부하가 증가하면 전압강하가 발생됩니다.


(4)HICCUP CURRENT LIMITING

과부하/과전류 감지시 출력을 반복적으로 ON-OFF 하다가 과부하/과전류 상태가 해제된 것이 확인되면 자동으로 상태 복원합니다.


(5)SHUT OFF

출력이 차단됩니다.


보호 기능이 발현된 경우 상태 복원 방법은 아래 두 가지가 대표적입니다.

(1)Auto Recovery

과부하/과전류 상태가 해제된 것이 확인되면 자동으로 상태 복원합니다.


(2)Re-power on

과부하/과전류 상태가 해제된 것이 확인 후 수동으로 전원을 재공급합니다.


DC 전원 공급에 문제가 발생하면, PLC 제어 시스템을 멈추고 에러 상태로 전환하고자 하는 경우가 있습니다. 이런 경우에는 파워 서플라이가 제공하는 DC OK 단자를 활용하면 됩니다.



파워 서플라이가 정상 작동시 DC-OK 단자간 연결이 되므로 PLC에서 입력으로 받아 활용하면 됩니다.


대부분 메이커는 파워 서플라이 사양서에, 지원하는 보호기능과 방법, DC-OK 단자 제공 여부를 공개하고 있으니 참고하시면 됩니다.


끝.

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

[PLC] PLC 아날로그 입출력 기본

이미지
 PLC 아날로그 입출력 개념 및 결선  아날로그 신호가 PLC로 들어오면 우선 A/D 컨버터(Analog-Digital Converter)를 거치게 됩니다. A/D 컨버터는 아날로그 형태의 신호를 PLC에서 처리 가능하도록 디지털 형태로 변환시켜 줍니다.  PLC에서 다루는 아날로그 신호는 아래와 같은 형태가 있습니다. - 전압(Voltage) - 전류(Current) - 저항(Resistance) 신호의 형태에 따라 신호가 취급되는 값의 범위가 있습니다. 가장 흔히 사용되는 형태는 전류 형태이며 4-20mA 값을 주로 사용합니다. A/D 컨버터가 아날로그 값을 디지털로 변환할 때 사용되는 bit수를 분해능이라 합니다. 일반적으로는 16bit 길이가 사용됩니다. 다시말해 4-20mA 사이의 16mA를 16bit로 쪼개어 표현한다는 의미입니다. 따라서 분해능에 사용된 bit수가 많을수록 더 세밀한 단위를 취급할 수 있습니다. 아래 그림은 4-20mA 출력을 가지는 온도 트랜스미터(temperature transmitter)의 예입니다. 온도 트랜스미터와 온도센서가 연결되어 있습니다. 온도 정보는 트랜스미터에서 섭씨 0~100도로 계량화(calibrated) 됩니다. 즉, 섭씨 0도는 4mA, 섭씨 100도는 20mA가 되는 것입니다. 위 그림에서 온도 정보는 PLC로 바로 들어오지 않고 트랜스미터를 거쳤습니다. 온도 정보를 PLC가 바로 해석하기 보다는 트랜스미터에서 해석하여 전압이나 전류 형태로 변환하여 PLC의 전압/전류 아날로그 카드로 연결됩니다. 만약 트랜스미터가 없다면, 온도센서의 정보를 해석하기 위해 PLC에는 온도입력 모듈이 별도로 필요하게 됩니다. 전압/전류 아날로그 입력카드를 사용하면, 온도센서가 아니더라도 다양한 형태의 아날로그 데이터를 트랜스미터 전압/전류 형태로 취급할 수 있으므로, 좀 더 유현한 구조가 됩니다. 아날로그 입력 모듈의 결선법은 입력 신호가 전압인지, 전류인지에 따라 다릅니다. 전압/전류은 저항과 연...
Read more »

전력(kW) 계산하기 (직류, 교류 단상, 교류 삼상)

전력(kW) 계산하기 (직류, 교류 단상, 교류 삼상) 전류(A)와 전압(V)를 알고 있는 경우, 전압원이 종류에 따라 전력(kW)을 어떻게 계산하는지 보겠습니다. DC amps to kilowatts calculation (직류) 직류는 단순히 전류와 전압을 곱하고 1000으로 나누면 kW 단위의 전력을 구할 수 있습니다. P (kW) = I (A) × V (V) / 1000 AC single phase amps to kilowatts calculation (교류 단상) 교류 단상의 경우 역률(Power Factor)를 곱한 뒤, 전류와 RMS 전압을 곱하고, 1000으로 나누면 kW 단위의 전력을 구할 수 있습니다. P (kW) = PF × I (A) × V (V) / 1000 AC three phase amps to kilowatts calculation (교류 삼상) Calculation with line to line voltage (상간 전압 이용시) 교류 삼상의 상간 전압을 이용하여 전력을 구하는 경우, √3과 역률(Power Factor)을 곱하고, 위상 전류(phase current)와 두 활선 사이의 RMS 전압을 곱합니다. 그리고 1000으로 나누어 kW 단위의 전력을 구합니다. P (kW) = √3 × PF × I (A) × V L-L(V) / 1000 Calculation with line to neutral voltage (활선-중립선 이용시) 교류 삼상의 활선-중립선 전압을 이용하여 전력을 구하는 경우, 3과 역률(Power Factor)을 곱하고, 위상 전류(phase current)와  두 활선 사이의 RMS 전압을 곱합니다. 그리고 1000으로 나누어 kW 단위의 전력을 구합니다. P (kW) = 3 × PF × I (A) × V L-N(V) / 1000 끝.
Read more »

공압 속도 제어: 미터인 vs 미터아웃

이미지
Understanding Flow Controls: Meter-In vs Meter-Out 에어실린더에 작용하는 힘은 압력조절기(pressure regulator)에 의해 결정됩니다. 그리고 피스톤이 움직이는 속도는 속도제어(flow control) 밸브를 통해 이루어집니다. 실린더의 각 포트마다 속도제어 밸브가 설치되어 인출과 인입 속도를 제어하게 됩니다. 아래는 속도제어 밸브의 구조입니다. 위 그림에 대한 기호는 아래와 같이 표기됩니다. 미터아웃(Meter-Out) 방식의 실린더 속도제어 아래 그림은 미터아웃 방식에 대한 도식입니다. 미터인(Meter-In) 방식의 실린더 속도제어 아래 그림은 미터인 방식에 대한 도식입니다. 끝.
Read more »

3선 결선식 센서의 타입 PNP, NPN

이미지
원문:  https://www.schneider-electric.co.uk/en/faqs/FA142566/ 산업용 근접센서는 대부분 반도체 부품으로 만들어집니다. 근접센서에서, 트랜지스터와 같은 반도체 부품은 물체의 근접을 감지하게 되면 출력을 스위칭(출력을 내보내거나 차단) 하는데 사용됩니다. 3선 결선 방식의 센서는 회로와 트랜지스터 구성방식에 따라 PNP 타입과 NPN 타입으로 나눌 수 있습니다. 한가지 중요한 점은 PNP, NPN 타입의 구분은 센서가 NO(normally open) 타입인지, NC(normally closed) 타입인지와는 상관이 없다는 것입니다. PNP, NPN 타입 센서 모두 NO, NC 접점을 가질 수 있습니다. PNP, NPN 타입 중 무엇을 선택해야 하나? PNP, NPN 센서 타입 중 어떤 것을 사용할 지는 센서가 사용될 회로의 환경에 달려 있습니다. 릴레이를 사용하는 전통적인 회로 구성방식에서는 아래와 같이 PNP, NPN 센서를 사용할 수 있습니다. PNP 방식은 센서의 출력선을 릴레이 코일의 +단자에 결선합니다. NPN 방식의 센서는 출력선을 릴레이 코일의 -단자에 결선합니다. NPN 방식보다는 PNP 방식이 많이 사용되고 있습니다. PLC를 이용하는 환경에서 센서의 타입을 선택하는 경우에는 PLC 입력카드의 타입에 유의해야 합니다. PLC 입력카드에는 입력카드의 입력단자로 전류가 흐르는 sink타입과, 입력카드 입력단자에서 전류가 나가는 source타입 두가지가 있습니다. PNP 타입의 센서를 사용하는 경우 sink 타입의 입력카드를 사용하고, COM단자에 -전원을 인가합니다. 그리고 센서의 출력부를 입력카드의 입력단자에 연결합니다. NPN 타입의 센서를 사용하는 source 타입의 입력카드를 사용하고, COM단자에 +전원을 인가합니다. 그리고 센서의 출력부를 입력카드의 입력단자에 연결합니다. PNP 타입의 센서가 많이 사용되므로 덩달아 sin...
Read more »

제너 다이오드에 저항을 연결하는 이유

이미지
Why do we connect a resistor before a Zener diode? 아래 회로를 통해 저항의 크기를 변화시키면 어떠한 패턴이 발생하는지 살펴보겠습니다. 아래 그림에서 3개의 병렬회로에는 각각 12V가 인가됩니다. 그리고 동일한 제너 다이오드가 연결되어 있고 각각의 제너 다이오드 앞단에 60R, 6R, 0.6R 저항이 연결되어 있습니다. 그림에서 알수 있듯이 저항의 값을 줄이면 제너 다이오드에 걸리는 전류값이 증가합니다. 제너 다이오드에 흐르는 전류가 증가하면 덩달아 제너 다이오드에서 소비전력이 높아질 것이고, 과열로 인하여 다이오드가 손상될 것입니다. 따라서 제너 다이오드 앞단에 연결된 저항은 다이오드에 과전류가 흐르는 것을 막기 위해 사용합니다. 아래 데이터시트를 통해 좀더 구체적인 예를 들어 보겠습니다. 첫번째 항목인 P D 는 손실전력을 의미합니다. 위 시트상 P D =500mW입니다. 제너 전압 V Z 가 결정되어 있다면 아래 조건을 만족하도록 저항을 선택해야 합니다. 예를 들어 제너 전압이 V Z =5.1V 인 경우, 아래와 같이 최대 전류를 구할 수 있습니다. 이제 98mA를 초과하지 않도록 적절한 저항을 선택하여 제너 다이오드 앞단에 연결해 주면 됩니다. 끝.
Read more »

[PLC] 릴레이 자기유지 (Realy Latch or Sealing)

이미지
때때로 릴레이는 래치(latch) 상태가 필요합니다. 흔히 자기 유지 또는 실링(sealing)이라 불리는 래치(latch) 상태는 릴레이를 ON 시키는 조건이 사라져도 계속 ON 상태를 유지하는 기능입니다. 특정 이벤트의 발생을 기억하기 위해 릴레이 래치를 사용합니다. 예를 들어, 푸시 버튼이 눌려진 이벤트를 기억하고 싶은 경우 릴레이를 래치시켜 이벤트 해제 상태가 될 때까지 이벤트 발생 내역을 기억하는 것입니다. 모터를 예를 들어 START 버튼을 누르면 모터를 계속 구동시키고, STOP 버튼이 눌려지면 모터를 정지하는 것입니다. 래치 기능이 없으면 START 버튼이 눌린 동안만 모터가 구동될 것입니다. (래치 기능이 포함된 버튼을 사용하는 것도 한 가지 방법입니다.) PLC가 사용되기 전 릴레이 제어에서는 릴레이의 접점을 활용한 배선으로 릴레이 래치를 구현했습니다.  초기 상태에서는 릴레이 CR1의 코일이 OFF 상태이며, START 버튼의 N.O 접점은 OFF, STOP 버튼의 N.C 접점은 ON 상태입니다. CR1 릴레이의 N.O 접점은 OFF 상태입니다. START 버튼을 누르면 아래와 같이 전류가 두 개의 경로로 전류가 흐르게 됩니다. 이 상태에서 START 버튼에서 손을 떼면 아래와 같이 전류가 흐릅니다. 즉, START 버튼에서 손을 떼어도 릴레이 CR1은 계속 ON 상태로 머물러 있을 수 있습니다. 이 상태에서 STOP 버튼을 누르면 전류가 흐를 수 있는 경로가 차단되면서 CR1이 OFF 상태가 됩니다. 래치 기능이 포함된 푸시 버튼을 사용하면 위와 같은 래치 회로가 필요 없지만, 장비 구동시 래치 상태가 해제되어 있지 않은 상태에서 전원이 인가되면 바로 장비가 구동될 수도 있어 안전성 면에서 추천되지 않습니다. 끝.
Read more »

[python] 파이썬 pyplot 2차원 그래프 샘플 코드

이미지
예제 코드를 실행하기 위한 환경입니다. 라이브러리: matplotlib, numpy IDE : Spyder 데이터를 포함하는 2개의 배열로부터 2차원 그래프를 생성하겠습니다. 아래는 샘플 데이터입니다. 파이썬 코드는 아래와 같습니다. import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np m = np.array([1.0, 2.0, 4.0, 6.0, 9.0, 11.0]) V = np.array([0.13, 0.26, 0.50, 0.77, 1.15, 1.36]) plt.plot(m, V, 'o') plt.xlabel('m (kg)') plt.ylabel('V (l)') plt.show() 실행하게 되면 아래와 같은 그래프를 출력할 수 있습니다. 만약 아래와 같이 함수를 포함하는 데이터를 이용하여 그래프를 생성하는 경우를 다루어 보겠습니다. 함수의 입력값에 대한 수열과 각 입력값에 대한 출력값 수열을 생성하고 그래프를 생성하면 됩니다. 아래는 샘플 코드입니다. import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np x0 = 0.0 x1 = 10.0 dx = 0.1 n = 100 # x축 데이터용 n x 1 행렬을 만들고 0으로 초기화 x = np.zeros((n, 1), float) # y축 데이터용 n x 1 행렬을 만들고 0으로 초기화 y = np.zeros((n, 1), float) for i in range(n): x[i] = x0 + i*dx y[i] = np.sin(x[i]) plt.plot(x, y) plt.show() 아래는 실행 결과입니다. 위 코드는 linspace 함수를 사용하면 보다 간결하게 작성할 수 있습니다. import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np x = np.linspace(0, 10, 100) y = np.sin(x) plt...
Read more »

[공압밸브] 5포트 2웨이 & 4포트 2웨이, 단동 VS 복동 차이점

이미지
5/2 & 4/2-Way Pneumatic Valve 5-port 2-way 공압밸브는 5개의 포트와 2개의 상태를 가지고 있습니다. 아래는 5-port 2-way 공압밸브의 기호입니다.  아래는 다른 표기방법입니다. (P,1) 포트를 통해 압축공기가 공급됩니다. (A,2), (B,4) 포트는 실린더와 같은 제어용 액츄에이터가 연결됩니다. (EA,3), (EB, 5) 포트를 통해 압축공기가 배출됩니다. 공압밸브의 두가지 상태는 아래와 같습니다. * (P,1) 포트로 공급된 압축공기가 (A,2) 포트로 나가는 동시에 (B,4)에 있던 압축공기가 (EB,5) 포트로 배출되는 상태 * (P,1) 포트로 공급된 압축공기가 (B,4) 포트로 나가는 동시에 (A,2)에 있던 압축공기가 (EA,3)포트로 배출되는 상태 4-port 2-way 공압밸브는 4개의 연결포트와 2개의 상태를 가집니다. 5-port 2-way 공압밸브와 다르게 배출용 포트가 한개입니다. 즉, (A,2), (B,4) 포트를 통해 액츄에이터로 공급된 압축공기가, 배출시에는 (R,3) 포트를 통해 배출된다는 의미입니다. 공압밸브는 mono-stable(단동)과 bi-stable(복동) 타입이 있습니다. 단동밸브는 동작상태를 유지하기 위해서는 코일을 계속 구동해야 하며, 코일 구동을 중지하면 스프링에 의해 비동작 상태로 돌아갑니다. 반면에, 복동밸브는 코일을 구동시켜 동작상태로 변경된 후에는 코일 구동을 중지해도 동작상태를 그대로 유지하게 됩니다. 따라서 복동밸브는 비동작 상태용 코일을 구동시켜 비동작 상태로 복귀시켜 줘야 합니다. 아래는 5-port 2-way 공압밸브에 실린더를 연결한 예입니다. 끝.
Read more »

공압회로 기호

이미지
공압제어에서 방향제어밸브는 핵심요소입니다. 공압회로에서 방향제어밸브를 의미하는 기호에는 밸브의 상세한 내용이 표현됩니다. 기호는 엑츄에이터의 종류, 위치(position)의 개수, 공기가 흐르는 경로(flow path) 그리고 포트(ports)들에 대한 정보를 포함합니다. 공압회로에서 방향제어밸브 기호를 읽는 방법에 대해서 간략히 정리합니다. 밸브(Valve) 기호 대다수의 밸브 기호는 아래 그림과 같이 기본적으로 3가지 항목은 포함하고 있습니다. 엑츄에이터는 밸브의 한 위치에서 다른 위치로 이동시키는 역할을 합니다. position & flow box들은 밸브가 어떻게 동작하는지 묘사합니다. 모든 밸브는 최소한 두개의 position을 가지고, 한 position당 최소 하나 이상의 flow path를 가집니다. Position & Flow Boxes position & flow box는 밸브의 이동가능한 위치를 나타냅니다. box안의 화살표는 flow path를 의미합니다. 위 그림은 두개의 box를 가지고 있으며, 왼쪽 엑츄에이터가 동작하지 않는 상태에서는 오른쪽 box의 flow path가 적용됩니다. 왼쪽 엑츄에이터가 동작하면 엑츄에이터 가장 가까이 있는 왼쪽 box의 flow path가 적용됩니다. 밸브는 한 시점에 하나의 position 상태에만 머물러 있씁니다. 위 그림은 솔레노이드와 리턴스프링이 양쪽에 있는 형태의 밸브입니다. 양쪽에 있는 리턴스프링은 두 솔레노이드 모두 활성화되지 않는 경우 밸브를 가운데 position으로 위치시키는 역할을 하게 됩니다. 위 그림에서는 엑츄에이터가 동작하지 않으면 air flow가 없게 됩니다. 이런 형태의 밸브는 실린더를 점진적으로 제어하는데 흔히 사용됩니다. 포트(Ports) box내 end point 개수가 곧 포트 개수입니다. Figure 2C에서 5개의 포트가 확인됩니다. 배출용 포트는 간혹 소음기나 flow control va...
Read more »

[PLC] 릴레이 잔류전압와 블리더 저항

이미지
위 그림과 같이 릴레이 코일과 전원부 사이의 전선이 매우 긴 경우, 릴레이 구동회로를 OFF해도 잔류전압에 의해 릴레이가 계속 동작하는 경우가 있습니다.  이러한 잔류전압은 케이블의 float capacitance나 누설전류에 의해 발생한다고 합니다. 이를 해결하기 위해 릴레이 코일에 블리더 저항을 병렬로 연결합니다. 예를 들어, 근접센서에 의해 누설전류가 발생하고 있고, 이로 인해 릴레이가 OFF되지 않는 상황을 가정해 봅시다. 우선 AC 코일 릴레이인 경우, Vs는 공급전압, I는 릴레이 정격전류면 블리더 저항의 전력(P)와 저항(R)값은 아래 수식을 이용하여 정합니다. OMRON사의 LY2N 시리즈를 기준으로, 공급전압 200VAC인 경우 계산하면 다음과 같습니다. At 200 VAC R = 20 KΩ max. P = 10 W (20 W) min. DC 코일 릴레이의 경우, iR은 근접센서 누설전류, iOFF는 릴레이의 OFF전류일 때, 블리더 저항의 전력(P)와 저항(R)값은 아래 수식을 이용하여 정합니다. OMRON사의 LY2N 시리즈를 기준으로, 공급전압 24VDC인 경우 계산하면 아래와 같습니다. At 24 VDC R = 30 KΩ max. P = 0.1 W min. 끝.
Read more »