[농사] PLC 기반 소형 육묘장 자동화 설계 가이드

 

🌿 PLC 기반 소형 육묘장 자동화 설계 가이드

– 온도, 습도, 급수, 광원까지 완전 자동 제어하기

소형 육묘장은 단순한 공간이 아닙니다.
발아, 유묘 생육의 성공은 결국 “환경 제어의 정밀성”에 달려 있습니다.

본 글에서는 산업용 PLC를 활용해 온실 내부의 온도, 습도, 급수, 조명 등을 자동으로 제어하는 방식을 소개합니다.
안정적이고 실전 적용 가능한 시스템을 고민하신다면, PLC 기반 설계는 최적의 선택이 될 수 있습니다.

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✅ PLC 제어의 장점

항목	설명
내구성	24시간 구동해도 고장 없는 산업용 신뢰성
확장성	팬, 램프, 밸브, 센서 등 쉽게 연동 가능
정밀 제어	PID 제어, 히스테리시스, HMI 연동 등 고급 기능 사용 가능
무중단 운영	전력 공급만 되면 장기 무인 운영 가능

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🔧 전체 구성도

┌────────────────────────────┐
│        PLC (예: FX5U)                                  │
├────────────┬───────────────┤
│ 온도 센서              └──[AI]                      │ ← PT100, RTD 등
│ 습도 센서              ───[AI]                      │ ← 전압/전류 출력
│ 수분 센서              ───[AI]                      │ ← 토양용 센서
├────────────┬───────────────┤
│ 램프(난방)             ───[DO] → SSR → IR 램프    |
│ 팬                     ───[DO] → 릴레이            |
│ 가습기                 ───[DO] → 릴레이            |
│ 급수 밸브              ───[DO] → 솔레노이드        |
└────────────┴───────────────┘

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🌡️ 온도 제어 – 적외선 램프 + PID

• 센서: PT100 또는 아날로그 서미스터

• 히터 제어: SSR(고속 릴레이)을 통한 적외선 램프 ON/OFF

• 제어 방식: PLC 내장 PID 블록 또는 히스테리시스 제어
  예시 조건:

  • 목표온도: 25°C

  • 램프 ON: 24.5°C 이하

  • 램프 OFF: 25.5°C 이상

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💦 습도 제어 – 미스트 분사식 가습기

• 센서: 전압출력식 습도 센서 (0~10V 또는 4~20mA)

• 가습기 제어: 릴레이 모듈 사용

• 제어 조건 예시:

  • 습도 < 50% → 가습기 ON

  • 습도 > 65% → 가습기 OFF

※ PLC에서 상/하한 히스테리시스 블록 사용

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💧 수분 공급 – 토양 수분 센서 + 솔레노이드 밸브

• 센서: 정전용량식 토양 수분 센서 (아날로그 출력)

• 밸브 제어: 24V 솔레노이드 밸브 + 릴레이

• 급수 조건 예시:

  • 토양 수분 < 기준값 → 밸브 ON 10초

  • 이후 10분간 급수 금지 (타이머 포함)

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🌬️ 공기 순환 – 팬 ON/OFF 제어

• DC 팬 or AC 팬을 DO로 제어

• 상시 운전 또는 온도 27°C 이상일 때 가동 등 선택 가능

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🔆 조명 제어 – 식물용 LED

• 식물 전용 LED 바/패널을 PLC에서 타이머로 제어

• 예시: 오전 06:00 ~ 오후 20:00 자동 점등

• PLC 내부 RTC 사용 또는 외부 타이머 연동

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📲 HMI 연동 (선택 사항)

• Keyence, Mitsubishi, Delta 등 터치 패널 연동 시

  • 온도/습도/수분 상태 실시간 확인

  • 목표값 설정 변경 가능 (Setpoint 조정)

  • 수동 조작 (가습기 수동 ON, 밸브 수동 급수 등)

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🧱 사용 추천 PLC 구성 예

항목	모델
PLC 본체	Mitsubishi FX5U-32MR/ES 또는 Keyence KV-8000
아날로그 입력	FX5-4AD-PT (PT100용), FX5-4AD (전압/전류)
디지털 출력	기본 DO or SSR 모듈
HMI (선택)	GOT2000, Weintek, Keyence 패널 등
전원	24V DC 또는 220V AC

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📎 제어 논리 요약 예시 (래더 or ST 코드 기반)

• TEMP < 24.5 → RAMP ON

• TEMP > 25.5 → RAMP OFF

• HUM < 50 → HUMIDIFIER ON

• HUM > 65 → HUMIDIFIER OFF

• SOIL < 기준 → VALVE ON (10초) → 타이머 종료 시 OFF

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🏁 결론

조건	PLC 추천 이유
정밀 제어	PID 기능, 센서 필터링, 조건별 제어 용이
신뢰성	산업용 설계로 장시간 가동 가능
확장성	HMI, 모터, 인버터 연동 가능
무인화	자동 급수, 온도·습도 조절 → 실질적 무인 재배 가능

PLC는 단순한 자동화 도구가 아닙니다.
육묘장에서 수작업을 줄이고, 고품질 모종을 안정적으로 생산할 수 있는 시스템의 중심입니다.