PLC 프로그래밍 언어의 종류와 기초 동작 원리를 이해했다면, 이제 실제 로직을 작성하기 위한 가장 기본이 되는 단위를 배울 차례입니다.
현장에서 사용되는 PLC 프로그램의 80% 이상은 가장 기본적인 스위치 접점과 출력을 조합하여 구성됩니다. 이번 글에서는 래더 디아그램(LD)에서 절대 빠질 수 없는 a접점, b접점, 코일(Coil)의 개념부터, 실무 시퀀스 제어의 핵심인 자기유지(Self-holding) 회로와 인터록(Interlock) 회로까지 알기 쉽게 정리해 보겠습니다.
1. PLC 래더(LD) 기본 3가지 요소: a접점, b접점, 코일
전기 회로의 스위치와 램프 관계처럼, PLC 내부 프로그램에서도 신호를 입력받고 결과를 출력하는 기본 요소가 존재합니다.
① a접점 (NO 접점: Normally Open)
- 개념: 평상시에는 회로가 열려 있어 전류(신호)가 흐르지 않다가, 버튼을 누르거나 센서가 작동하면 접점이 닫혀 신호를 통과시킵니다.
- 실무 팁: 장비를 ‘동작’시키거나 어떤 조건이 ‘성립’했음을 확인할 때 가장 기본적으로 사용하는 접점입니다.
② b접점 (NC 접점: Normally Closed)
- 개념: 평상시에는 회로가 닫혀 있어 신호가 계속 통과하다가, 신호가 입력되는 순간 접점이 열리며 신호를 차단합니다.
- 실무 팁: 장비를 ‘정지’시키거나, 특정 조건에서 동작을 ‘금지’해야 하는 안전 회로에 필수적으로 사용됩니다.
③ 코일 (Coil / 출력)
- 개념: 앞의 접점 조건들이 연결되어 전원 라인이 통과하면 동작하는 최종 출력 부하 역할을 합니다.
- 실무 팁: 물리적인 실제 출력 단자(P, Y 등) 외에도 PLC 내부 연산 결과를 임시로 저장하는 내부 비트 메모리(M, F 등)에도 동일한 코일 기호를 사용합니다.
2. 실무 필수 회로 1: 자기유지(Self-holding) 회로
PLC 시퀀스 제어를 배울 때 가장 먼저 접하게 되는 통곡의 벽이자 가장 중요한 기초 회로가 바로 자기유지 회로입니다.
자기유지 회로가 필요한 이유
우리가 현장에서 사용하는 푸시버튼 스위치(PBS)는 손을 떼면 원래 위치로 복귀하는 복귀형(Momentary) 스위치입니다. 손을 떼는 순간 신호가 끊기기 때문에, 버튼을 한 번 눌렀다 떼어도 모터나 장비가 계속 작동하게 만들려면 자신의 출력 신호로 스스로의 입력 접점을 눌러주는 회로가 필요한데, 이것이 바로 자기유지 회로입니다.
자기유지 회로의 구성을 말로 풀어보기
- 시작 버튼(a접점)을 누르면 전류가 통과하여 출력 코일이 ON 됩니다.
- 출력 코일이 ON 됨과 동시에, 출력 코일과 이름이 같은 자신의 a접점이 닫힙니다.
- 이제 시작 버튼에서 손을 떼어도, 자신의 a접점을 통해 신호가 계속 우회하여 통과하므로 출력 상태가 유지됩니다.
- 동작을 멈추고 싶을 때는 회로 앞단에 있는 정지 버튼(b접점)을 눌러 신호 흐름을 끊어줍니다.
💡 안전 실무 수칙: 정지 버튼(b접점)은 반드시 자기유지 병렬 회로보다 **앞쪽(전원 직렬부)**에 위치시켜야 버튼을 눌렀을 때 즉시 자기유지가 해제됩니다.
3. 실무 필수 회로 2: 인터록(Interlock) 회로
인터록 회로는 “두 개 이상의 동작이 동시에 일어나는 것을 물리적으로/소프트웨어적으로 방지하는 안전 회로”입니다.
왜 인터록이 필요한가?
예를 들어, 컨베이어 모터의 정회전(Forward)과 역회전(Reverse) 출력이 동시에 ON 되면 전원 단락(쇼트) 사고가 발생하거나 기계가 파손됩니다. 이를 방지하기 위해 정회전이 동작 중일 때는 역회전 버튼을 눌러도 동작하지 않도록 서로의 동작을 제한해야 합니다.
인터록 회로 구성 방법
- 상대방의 b접점을 내 회로 직렬부에 삽입합니다.
- A동작 회로:
[A 시작 a접점]+[B 동작 중 b접점]→[A 출력 코일] - B동작 회로:
[B 시작 a접점]+[A 동작 중 b접점]→[B 출력 코일]
A 출력이 나가는 순간 B 회로에 들어있는 A의 b접점이 열려버리므로, B 시작 버튼을 아무리 눌러도 신호가 전달되지 않아 완벽한 동시 동작 방지 체계가 구축됩니다.
4. 타이머(Timer)와 카운터(Counter) 기초
a/b접점과 자기유지에 익숙해졌다면, 시간 제어와 수량 제어를 담당하는 타이머와 카운터 명령어를 추가하여 복잡한 자동화 제어를 구현합니다.
- 타이머 (ON Delay Timer)
- 신호가 들어온 후 설정된 시간(예: 3초)이 지난 뒤에 타이머 접점이 ON 되는 명령어입니다.
- 활용 예시: 모터 작동 후 5초 뒤에 벨브 열기, 센서 신호 감지 후 2초간 딜레이 후 정지.
- 카운터 (Up Counter)
- 입력 신호가 켜졌다 꺼지는 횟수를 카운팅하여 설정치에 도달하면 접점이 ON 되는 명령어입니다.
- 활용 예시: 제품 생산 수량 10개가 감지되면 컨베이어 멈춤, 리셋(Reset) 신호 입력 시 카운트 0 초기화.
요약 및 정리
- a접점은 눌렀을 때 ON, b접점은 눌렀을 때 OFF, 코일은 최종 출력 연산 결과를 의미합니다.
- 자기유지 회로는 손을 떼어도 동작을 지속시키는 회로이며, 푸시버튼 제어의 필수 기본 구조입니다.
- 인터록 회로는 정/역회전 모터처럼 두 동작이 동시에 실행되어 발생할 수 있는 사고를 예방하는 안전 제어 기법입니다.
기본 접점의 특징과 자기유지·인터록 개념을 확실하게 이해해 두면, 실제 현장에서 아무리 길고 복잡해 보이는 래더 도면이라도 한 줄씩 분해하여 손쉽게 분석할 수 있습니다.