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프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)의 데이터 수집 및 분석

프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)는 신호 레벨 정보를 제공하는 데만 사용되지 않습니다. 컨트롤러의 용도에 따라 데이터를 캡처하고 분석할 수도 있습니다. PLC의 가장 기본적인 용도인 신호 캡처는 사용자가 분석과 테스트를 위해 일련의 값들을 캡처하고 기록할 수 있게 합니다.

PLC가 캡처한 값들은 차트에 입력되어 표시될 수 있으며, 실제 값 세트의 빈도와 변동이 이상적인 값 세트와 비교하여 어떻게 나타나는지 볼 수 있습니다. 일부 값 세트는 이를 보정하기 위해 PID 제어 방식이 필요할 수 있습니다. 이는 차트에서 오버슈트(overshoot)나 저조한 성능(under-performance) 같은 오류를 나타내는 스파이크(spike)로 표시됩니다.

래더 로직 코드를 사용하면, 오류로 인해 발생하는 것과 유사한 샘플 스파이크나 펄스(pulse)를 테스트용으로 생성할 수 있습니다. 래더 로직 코드를 사용해 이러한 샘플 펄스를 생성하는 네 가지 방법이 있습니다. 각 코드는 비교, 타이밍, 수학 코드를 포함한 로직 코드를 반영합니다.

방법 1 – FIFO 로드 명령어

첫 번째 방법은 선입선출(FIFO) 명령어를 사용해 샘플 펄스를 생성하는 것입니다. FIFO 로드 명령어는 대부분의 고가 프로세서에서 사용 가능하며, 단순히 배열 크기를 늘려 더 많은 값을 캡처할 수 있게 합니다. 이를 통해 분석을 위해 더 큰 데이터 샘플을 취할 수 있습니다.

방법 2 – 요소 평균화

이 방법은 주로 고급 PLC에서 흔히 볼 수 있으며, 배열의 모든 요소 평균을 구합니다. 연속 캡처 간의 변화율을 계산해야 한다면, 신호 캡처를 비교하는 코드를 사용해 차이를 결정합니다. 그런 다음 배열이 결과를 읽어 분석하고 관찰된 스파이크 값을 캡처할 수 있습니다.

방법 3 – FIFO 명령어 없는 PLC 플랫폼

세 번째 방법은 FIFO 명령어의 필요성을 없애지만, 배열과 파일 이동 기능은 여전히 필요합니다. 첫 번째 명령어로 아홉 개 요소가 이동하며, 현재 신호 값을 가장 최근 요소에 복사합니다. 각 이동 명령어는 Vxxx 엔트리로 대체되며, 각 엔트리에 센서 값과 저장 위치의 원하는 데이터 위치 하나를 나타내는 값이 들어갑니다.

방법 4 – 프리 러닝 타이머(Free-Running Timer)

마지막 방법은 고급 제품뿐만 아니라 거의 모든 PLC 플랫폼에서 작동합니다. 타이머를 사용해 스캔을 기록하고 해당 시간 동안 주어진 값들을 캡처하는 방식입니다. 결과 펄스는 위 방법들만큼 스캔에서 정밀하지 않을 수 있지만, 순환 루틴(routine)이나 인터럽트(interrupt)로 이 문제를 해결할 수 있습니다.

신호가 분석될 때, 높은 주파수로 신호를 캡처하는 것이 좋습니다. 카드가 레지스터에 값을 게시하는 속도에는 한계가 있습니다. 그러나 업데이트 속도를 결정하는 유일한 방법은 배열에 많은 수의 값을 캡처해 저장하는 것입니다. 예를 들어, 6~7개의 연속된 동일한 값 캡처율이 5ms라면, 카드는 30~35ms마다 업데이트될 것입니다. 값이 더 빠르게 게시될수록 스파이크나 오류 발생 확률이 높아집니다.

래더 로직 302

래더 로직이 PLC 데이터 수집과 분석의 중추를 형성한다는 것은 어렵지 않게 알 수 있습니다. 이 수집과 분석은 오늘날 전 세계 산업 제어에 사용되는 귀중한 정보를 제공합니다. 래더 로직을 사용하는 다양한 신호 캡처 방법을 이해하는 것은 PLC를 사용해 데이터를 분석하는 데 있어 필수적입니다.