SEQUENCE 이해

▣ 자동제어의분류

자동제어를 분류하는 방식에는 되먹임 제어(feedback control)와 시퀀스제어(sequence control)가 있다. 이 중 시퀀스제어란 미리 정해진 순서에 따라 제어의 각 단계를 점차로 진행해 나가는 제어라 정의하고 있으며, 불연속적인 작업을 행하는 공정제어 등에 널리 이용된다.

이는 일종의 스위치나 버튼을 사용하여 전기회로의 부하를 운전하기도 하고, 부하의 운전상태나 고장상태를 알리기도 하는 일련의 제어를 말하는 것으로 근래에 사용되는 전기회로는 모두 이러한 시퀀스회로로 만들어져 있으며, 예로 빌딩이나 공장 등에서 엘리베이터를 움직이고 고장을 알리기도 하고, 세탁기, 냉장고, 자동판매기 등도 시퀀스로 움직이고 있다.

되먹임 제어(피드백제어)는 피드백에 의해 제어량을 목표 값과 비교하여 일치시키도록 정정 동작을 하는 제어이다. 무 접점 소자를 이용한 제어회로에는 PLC 등의 전자회로를 사용한 것이 있고, 유 접점 소자는 버튼스위치나 각종 계전기(Relay)를 사용한 것이다.

 ▣ 유접점릴레이소자의장단점

유 접점 릴레이 시퀀스는 계전기 접점 들의 개폐에 의하여 제어 가 이루어 지므로 과부하 내 량 과 개폐부하의 용량이 크고 온도 특성이 좋으며, 전기적 잡음이 적어 입 출력이 분리 되고 접점의 수에 따 라 많은 출력 회로를 얻을 수 있어서 많이 사용되어 왔다. 그러나 소비전력이 비교적 크고, 제어반의 외형과 설치 면적이 크며,접점의 동작이 느릴 뿐 더러 진동이나 충격 등에 약하여 수명이 짧은 것이 단점이다.

 3-1. 시퀀스 제어계 표현방법

 ▣ 전개접속도

가장 많이 사용하는 방법으로 시퀀스도라고도 하며, 시퀀스제어를 사용한 전기장치 및 기기 기구의 동작을 기능 중심으로 전개하여 표시한 도면이다. 시퀀스 제어기호를 사용하여 작성한다. 여기에는 주회로와 제어회로, 표시회로로 구성된다.

주회로는 전원을 부하에 공급하기 위한 회로이며, 제어회로는 주회로의 개폐 및 표시회로의 동작 등의 모든 제어동작이 이루어지는 제어의 핵심 회로이다. 표시회로는 제어의 동작을 알아 볼 수 있도록 표현하는 부분이다. 실제의 현장에서는 주회로와 표시회로가 작업장에 있고, 제어회로와 표시회로는 제어실에 있는 경우가 많다.

▣ 타이밍도표

제어계의 각 접점 및 제어장치의 시간적인 동작 상태를 그림으로 표현한 것으로, 제어요소간의 동작 상황을 비교할 수 있다.

▣ 논리회로도

논리 기호를 사용하여 신호처리회로를 그림으로 나타낸 것이다.

▣ 표면접속도

제어반의 제작 및 점검 등에 사용하기 위하여 기구나 부품의 실제 배치를 그려놓은 도면이다.

▣ 블록선도

제어계의 신호 전달방식 등을 블록과 화살표로 그려놓은 도면으로 플로차트(흐름도)도 일종의 블록선도라 할 수 있고 시퀀스도 는 이 플로 차트를 기초로 이루어진다.

 

3-2 SEQUENCE 기초

(1) 접점의 종류

▣ a접점 (Arbeit contact)

조작력이 가해지지 않은 상태 즉, 초기상태에서 고정 접점과 가동접점이 떨어져 있는 접점을 말하며, 조작력이 가해지면 고정접점과 가동 접점이 접촉되어 전류가 흐른다.

          

▣ b접점 (Break contact)

조작력이 가해지지 않은 상태 즉, 초기상태에서 고정 접점과 가동접점이 닫혀 있는 접점을 말하며, 조작력이 가해지면 고정접점과 가동접점이 떨어져 전류가 흐르지 않는다.

         

▣ c접점 (Change over contact)

    a접점과 b접점이 모두 가동접점을 공유한 형식의 전환접점을 말한다.

(2) 접점의 분류

▣ 자동복귀 접점

    누름버튼 스위치의 접점과 같이 누르고 있는 동안에는 ON 또는 OFF상태로 되지만, 버튼에서 손을 떼면 내장된 스프링에 의해 초기상태로 즉시 복귀하는 접점이다.

▣ 수동복귀 접점과 잔류접점

  한번 변환시킨 후 원상태로 복귀시키려면 외력을 가해야만 변환되는 접점이며 대표적인 예로 가정의 점등 스위치를 들 수 있다.

▣ 수동복귀 접점과 자동조작 접점

 접점을 ON 또는 OFF시키는 것을 조작이라 하고, 누름 버튼 스위치와 같이 손으로 눌러 조작하는 방식을 수동조작 접점이라 한다. 그리고 전자 릴레이나 전자 접촉기의 접점과 같이 전기신호에 의해 자유로이 개폐되는 접점을 자동조작 접점이라고 한다.

▣ 기계적 접점

이 접점은 수동조작 접점이나 자동조작 접점과는 달리 기계적 운동부분과 접촉하여 조작되는 접점을 말하며, 대표적인 예로서는 리미트 스위치나 마이크로 스위치의 접점이 있다

3-3. 조작용 기기

▣ 푸시버튼 스위치(복귀형 수동 스위치)

 

 ▣ 유지형 수동 스위치

 

          

       

     

 

 3-4. 검출 스위치

검출 스위치는 자동화 시스템에서 없어서는 안될 만큼 제어 대상의 상태나 변화 등을 검출하기 위한 것으로 위치, 액면, 온도, 전압, 그 밖의 여러 제어량을 검출하는 데에 사용되고 있다. 사람이 가해주는 힘 이외에는 복귀형 스위치와 같은 동작을 한다.

▣ 마이크로 스위치 및 한계 스위치(limit switch)

 

▣ 근접 스위치(proximity switch)

 근접스위치는 물리적인 접촉으로 대상물의 유무 상태를 검출하는 무접촉형 스위치이다. 1차, 2차의 코일을 그림과 같이 배치하고, 1차 코일에 고주파 전류를 가하면 평상시는 평형을 유지하므로 2차측 코일에 전압이 발생하지 않는다. 그러나 검출헤드에 금속체를 접근시키면 맴돌이전류가 발생되어 평형상태가 무너지며 2차 코일에 전압이 발생한다. 이 전압을 증폭하여 출력릴레이를 구동한다.

 

▣ 광전 스위치(photo electric switch)

빛을 발생하는 광원과 빛을 받아들이는 포토 다이오드나 포토트랜지스터를 1개조로 하여 물체가 광로(光路)를 지나갈 때 광로의 변화나 광량의 변화를 이용하여 접점을 개폐하여 물체를 검출하는 접점으로, 물체의 접촉에 의한 것이 아니고 움직이는 물품의 계수나 기계적 동작의 제한 등에 사용한다. 빛의 전달속도가 빠르므로 무접점 회로의 경우 분당 수만 회의 검출도 가능하다. 이에는 투과형, 반사형, 복사형이 있다.

투과형은 빛을 내는 투광기와 빛을 받아들이는 수광기 사이에 물체가 지나가는 것을 감지하는 것이고, 반사형은 투광기에서 발사된 빛이 물체에 반사되어 수광기에 들어오는 방식이며, 복사형은 투광기 없이 물체의 자연 복사광에 의해 수광기에서 받아 물체를 검출하는 것이다.

 ▣ 플로트 스위치(float switch)

레벨 스위치라고도 하며, 액면의 높이를 검출하기 위한 것으로 액면이 올라가면 액면에 떠있는 플로트가 리밋스위치를 밀어 접점을 개폐하기 위한 것이다. 액면이 내려가면 플로트도 내려가 리밋스위치는 스프링의 힘에 의해 원상 복귀된다.

▣ 온도스위치

                                

 

온도스위치란 온도가 예정치에 달했을 때 동작하는 검출스위치를 말하며 온도의 변화에 대해서 전기적 특성이 변화하는 소자 즉 열전대 등을 측온체에 이용하여 그 변화에 의해서 미리 설정된 온도를 검출하여 동작하는 스위치이다.

 ▣ Encoder

3-5. 제어용 기기

▣ 보조 계전기(제어 릴레이, auxiliary relay)

계전기는 푸시버튼과는 달리 사람의 손으로 동작되는 것이 아니라 계전기 내의 전자석에 의해 동작되며, 전자석 코일에 전류가 흐르는 동안에만 접점이 동작하는 스위치의 일종으로 코일부와 접점부로 나누어지고 기호로 나타낼 경우에도 코일부와 접점부로 나누어 표시한다.

접점은 a접점과 b접점이 공유하고 있는 접점을 주로 사용하며 이를 c접점이라 한다. c접점은 a접점, b접점을 동시에 사용할 수도 있고 별도로 한 접점만 사용할 수도 있다. 특히 c접점에서 a접점, b접점을 동시에 사용할 경우에 c접점(공통접점)으로 인하여 회로가 단락되는 경우가 있으니 반드시 공통접점부가 회로에서 공통으로 사용되고 있는지 확인하고 사용하여야 한다.

제어용 릴레이의 사용 시는 조작 전원의 정격, 필요한 접점의 수, 제어 전원의 용량 등을 고려하여 특성에 맞게 선택하여야 한다.

 

▣ 한시계전기(TIMER)

한시계전기는 입력신호를 받아 설정된 시간이 경과한 후 동작이 되는 일종의 계전기이다. 시간을 계산할 때에는 소형의 전동기를 사용하는 방법과 전자회로를 사용하는 방법이 있는데 주파수의 영향을 받는 경우가 있으므로 이를 고려해야 한다. 우리 나라의 경우에는 교류전압의 상용주파수가 60[Hz]이므로 50/60[Hz]의 기구에서는 60[Hz]로 조정하여 사용한다. 접점 등은 계전기와 같지만 접점의 동작을 시간을 두고 동작시킬 수 있다는 것이 가장 큰 차이점이다.

접점의 동작은 한시동작접점과 한시복귀접점이 있다. 한시동작접점은 동작하는데 시간이 걸리는 접점으로, 타이머 기동 후 설정된 시간이 지나서 접점이 동작한다. 한시복귀접점은 복귀하는데 시간이 걸리는 접점으로, 타이머 기동과 동시에 접점이 동작하고 설정된 시간이 지난 후에 원래의 위치로 복귀되는 접점이다. 대부분 한시 a접점과 한시 b접점은 한 쪽을 공통(c접점)으로 하여 사용되게 만들어져 있다.

 ▣ 전자접촉기(MC)

 

 

전자접촉기는 전자석의 동작에 의해 접점을 개폐하는 기구로서, 전동기 등의 동력부하에는 필수적으로 사용되고 있다. 동작은 계전기와 같고, 접점은 주접점과 보조접점으로 나뉘어 있어 주접점은 부하의 전원을 개폐하며 보조접점은 계전기와 동일하게 제어회로에 사용된다.

                                                                                            

▣ 과부하계전기(THR, thermal relay)

과부하계전기는 열동계전기 또는 서멀릴레이라고도 하며 주로 과부하 보호에 사용된다. 정격 전류 이상의 전류(과부하 전류)가 흐르면 내부에서 발생된 열에 의해 바이메탈이 동작하여 접점이 차단되고 전자접촉기의 회로를 차단하여 부하와 전선의 과열을 방지하는데 사용한다.

 

▣ 배선용차단기(MCCB) ,누전차단기(ELCB)

 

 

 

 

3-6. 지시계

 

3-7. 제어용 표시등

 

 

3-8. 전자(무접점) 스위치 : 무접점 계전기

 트랜지스터, 다이오드, IC(집적회로)등과 같이 접점을 가지지 않는 소자로 회로를 구성해서 전자계전기와 같이 ON-OFF 제어를 할 수 있는 회로.

1) 기본지식

① 트랜지스터의 구조 및 기호

n : 전자(Electron), p : 정공(Hole)

E : 에미터(emitter), B : 베이스(base), C : 콜렉터(collector)

② 에미터 영역과 콜렉터 영역은 베이스 영역보다 불순물 농도가 대단히 높고 베이스는 상대적으로 폭이 매우 얇다.