[PLC] 릴레이

릴레이 (Relay)

릴레이의 구조 및 동작에 대해 알아보겠습니다.

릴레이 구조

릴레이 기반 제어 시스템에서 가장 핵심인 릴레이에 대해서 알아보겠습니다. 가장 기본적인 전기기계적(Electromechanical Relay) 범용(General-Purpose) 릴레이를 기반으로 설명하겠습니다. 아래 그림은 릴레이 구조적 개념도이며 코일에 전원이 인가되지 않은 상태를 나타내고 있습니다.


코일에 전원이 인가되지 않으면 스프링 장력에 의해 위 그림의 화살표 방향으로 힘이 작용합니다. 결과적으로 COMMON 접점과 N.C.(Normally Closed) 접점이 연결되게 됩니다. 아래 그림은 코일에 전원이 인가된 경우입니다.


전원이 인가된 코일은 전자석이 되어 금속을 끌어 당기게 되고 위 그림에서 화살표 방향으로 힘이 작용하게 됩니다. 따라서 COMMON 접점과 N.O.(Normally Opened) 접점이 연결이 됩니다.

릴레이를 IEC 기호로 나타내면 아래와 같습니다.


A1, A2는 코일의 전원 인가용 점접을 의미합니다. 11은 COMMON 접점, 12는 N.C. 접점, 14는 N.O. 접점을 의미합니다.

제어 릴레이 (Control Relay)

제어 릴레이는 제어용 회로 구성이 주 목적인 릴레이입니다. 저전압 코일을 사용하며 다수의 접점을 내장하는 것이 특징입니다. 접점들은 단일 코일의 동작에 동기화되어 움직이게 됩니다. 즉, 코일에 전원이 비인가 상태인 경우 모든 N.C. 접점이 각 COMMON 접점과 연결되고, 코일에 전원이 인가되면 되면 모든 N.O. 접점이 각 COMMON 접점과 연결되는 형태입니다. 보편적으로 사용되는 제어 릴레이의 정격 전류는 5~10 A, 정격 전압은 220 VAC 또는 24 VDC입니다.

전자 접촉기 (Magnetic Contactor)

전자 접촉기는 좀 더 큰 범위의 전류나 전압을 다루기 위한 릴레이의 한 종류입니다. 현업에서는 통칭 MC라고 합니다.


전자 접촉기 외형은 아래와 같습니다.


위 그림에서 A1, A2는 코일 전원용 접점이며, 입력부-출력부가 N.O. 접점 3쌍으로 구성되어 있습니다. 코일 좌우에는 필요에 따라 보조접점을 추가할 수 있으며, N.O. 또는 N.C. 타입을 선택할 수 있습니다.

아래는 전자 접촉기 구조 개념도입니다. 코일과 주접점 한 쌍만 표기되어 있습니다.


위 그림에서 스프링의 힘에 의해 COMMON 접점과 N.O. 접점을 이어주는 브릿지용 도체가 위로 밀려나 있습니다. 결과적으로 COMMON 접점과 N.O. 접점은 미연결 상태입니다. 아래 그림은 코일에 전원이 인가된 상태의 전자 접촉기 개념도입니다.


코일에 전원이 인가되면 전자석이 되어 코일 상단의 도체 브릿지를 아래쪽으로 끌어 당기게 됩니다. 결과적으로 COMMON 접점과 N.O. 접점이 연결되는 형태가 됩니다.

전자 접촉기의 IEC 기호는 아래와 같습니다.


A1, A2는 코일의 전원 인가용 점접을 의미합니다. 1-2, 3-4, 5-6은 주접점을 의미하며, 11-12는 N.C. 형태의 보조 접점, 13-14는 N.O. 형태의 보조 접점을 의미합니다.

일반적으로, 전자 접촉기는 제어 릴레이와 연계하여 사용합니다. 즉, 전자 접촉기를 구동시키기 위해 제어 릴레이를 이용하는 형태입니다.


그림 상단 릴레이는 PLC에 의해 ON/OFF 되는 제어 릴레이를 나타냅니다. 그 밑에는 제어 릴레이에 의해 ON/OFF 되는 전자 접촉기를 나타냅니다. PLC 디지털 출력 모듈에 의해 제어 릴레이가 ON 되면 제어 릴레이의 COMMON 접점에서 N.O. 접점을 통해 전자 접촉기에 전원이 인가됩니다. 전원이 인가된 전자 접촉기에 의해 R-S-T 각 접점이 U-V-W 각 접점과 연결이 되고, 결과적으로 전자 접촉기와 연결된 전력기기를 구동하는 형태입니다.

위 그림에서 제어 릴레이를 구동시키기 위해 PLC를 이용하는 것으로 기술되어 있지만, 버튼 등으로 수동 구동하거나, 릴레이 기반 제어 등으로 구동시킬 수도 있습니다. 저전력 직류로 구동되는 전자 접촉기의 경우, 아래 그림과 같이 제어 릴레이 없이 PLC 디지털 출력 모듈에서 바로 구동이 가능하기도 합니다.


위 그림과 같이, PLC 출력모듈을 이용한 직접 구동 방식은 출력모듈의 하드웨어 사양에 따라 적용 가능 여부가 결정되므로 PLC 제조사가 제공하는 매뉴얼을 참조하셔야 합니다.

끝.

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