PLC SCAN

개요

10개의 태스크가 있는데 타임 퀀텀이 1 msec라면 10 msec의 실행 시간을 가지는 태스크는 10번의 타임 퀀텀을 필요로 합니다. 10번의 타임 퀀텀을 가지려면 10개의 태스크가 존재하므로 100 msec의 시간이 필요하게 됩니다. 따라서, 스캔 주기가 100 msec이상의 태스크만이 스케줄이 가능하다는 결론이 됩니다. 이 방식은 아직도 많은 PLC가 채택한 방식이지만, 실시간성이 긴급한 시스템에는 적합하지 않은 스케쥴링 방식입니다. PRMA(rate monotonic algorithm) 방식이란 것은 RMA방식은 스캔 주기가 짧은 태스크에게 높은 우선순위를 부여하는 방식이며, 이 방식을 쓰면 라운드 로빈(round robin)의 방식의 단점을 극복할 수 있습니다. 이때의 조건은 각 태스크 사이에는 연관 관계가 없으며 선점(preemption)이 가능하여야 합니다. RMA의 장점은 또한 긴급한 태스크와 긴급하지 않은 태스크를 구분하여 우선순위를 설정함으로써 실시간성을 더 효율적으로 구현할 수 있도록 한다는 점이다.

내용

일반적으로 태스크의 실행시간은 미리 알아내기 힘든 경우가 많습니다. 따라서, 여러 태스크가 실행 중인 실제 상황에서는 운영체제에 의해 태스크의 데드라인이 만족되는지 항시 점검하여 사용자에게 보고하는 방식입니다. 비트(bit) 디지털에서의 최소 정보 단위이며, 2진수로 0 또는 1입니다. PLC에서 비트, 접점, 포인트(point)는 모두 같은 의미의 용어로 사용되며. 바이트(byte) 대부분의 컴퓨터 시스템에서, 8 비트 길이를 가지는 정보의 기본 단위를 바이트라고 합니다. 영어와 숫자 그리고 특수문자(아스키 문자표에 있는) 등의 경우 한 글자를 표현하는데 1 바이트가 필요하지만, 한글이나 한자 등은 한 글자를 표현하는데 2 바이트가 소요된다. 바이트는 또한 활용 목적에 따라 좀 더 큰 단위로 사용될 필요가 있을 때 비트 스트링(string of bits)을 유지할 수 있다(예를 들면, 이미지를 표현하는 프로그램을 위한 시각적 이미지를 구성하고 있는 연속된 비트들이 필요할 때). 어떤 컴퓨터 시스템에서는 4 바이트를 1 워드로 구성함으로써, 프로세서가 보다 효율적으로 각 명령어를 읽고 처리할 수 있도록 설계되지만, 어떤 컴퓨터 프로세서들은 2 바이트 또는 1 바이트 명령어를 취급할 수 있습니다. 바이트는 표기할 때는 영문 대문자 B를 쓰고, 소문자 b는 대개 비트를 나타 냅니다. 8비트를 한 묶음의 정보처리 단위로 표현한 것입니다. 1byte=8bit입니다. 워드 word라는 것은 A/D 변환치는 1 word(16Bit) 부호가 있는 바이너리값(10진수)으로 READ 합니다. 16비트를 한 묶음의 정보처리 단위로 표현한 것이고 1 word=16bit입니다. 지능형 입출력 (intelligent I/O) 지능형 입출력 모듈 (intelligent I/O module)은 래더 로직의 제어를 위한 데이터 테이블을 거치지 않고 입력값을 온보드(on-board)로 처리하여 출력 값을 제어합니다. 따라서 지능형 입출력 모듈은 몇 개의 직접 입출력을 가질 수도 있지만, 모든 입출력을 데이터 테이블과 직접적으로 관련시키지 못할 수도 있습니다. 하나의 지능형 입출력 모듈은 디지털 입출력 회로나 아날로그 입출력 회로, 혹은 두 회로 모두를 장비하고 있습니다. PLC 릴레이 출력은 PLC 출력 접점 소자에 릴레이를 사용하는 방식입니다. AC, DC 공용이므로 일반적으로 사용되나 디지털 출력에 비하여 개폐 빈도 속도에 한계가 있습니다. PLC TR 출력은 PLC 출력 접점 소자에 스위칭 트랜지스터를 사용하는 방식이며 DC 전용으로 릴레이 접점과 같은 접점 방식이 아니라 수명이 반 긴 편입니다. SSR 출력 PLC 출력 접점 소자에 무접점 반도체 릴레이를 사용하는 방식입니다. AC 전용으로 수명이 긴 편입니다. 선형 위치 결정 모듈 (linear positioning module)이라는 것은 디지털 위치 값과 아날로그 속도 값을 feedback 받아 처리하여 아날로그와 펄스 속도 출력 값을 제어합니다.

기타

PLC에서 PID 모듈은 아날로그 공정변수(process variable) 입력을 처리하여 아날로그 제어변수 (Control Variable) 출력 값을 제어합니다. 아날로그 신호의 종류 전압 신호로는 0-5 Vdc, 1-5 Vdc,5 Vdc, 5 Vdc, 10 Vdc 등의 전압 신호와 전류 신호로 4-20mA, 0-20mA,20mA 등입니다. 저항체 온도신호로는 RTD 타입으로 측온저항체 resistance temperature device 입력으로 100Ω백금 재질과 120Ω 니켈 및 10Ω 구리재질등의 온도 신호등 그리고 mV/열전대 타입으로 TC, thermocouple 입력 100mV 또는 B, R, S, E, J, K, T-타입 열전대 등이 있습니다. 전용 카드로 대응하는 카드입니다. 래더 언어의 동작 이란 것은 CPU가 래더 언어를 읽어서 수행하는 것을 스캔 (scan)이라 부르고 있습니다. 래더언어는 릴레이 로직을 나타내는 회로도이므로, 실제 릴레이 로직과 같이 병렬적으로 수행되어야 하나, 실제로는 임의의 순서를 정하여 순서적으로 수행할 수밖에 없습니다. 래더 언어를 수행하는 순서는 크게 둘로 나눌 수 있는데, 하나는 열 단위로 해석하는 방법이며 AEG Modicon 등의 경우 다른 하나는 행 단위로 수행하는 알렌브레들리 등의 경우에 방법입니다. 래더 언어가 서로 입력과 출력을 교차하여 참조하는 경우에는 실제 릴레이 로직, 행 단위 수행, 열 단위 수행의 결과가 일시적으로 달라질 수 있습니다, 사용자는 이러한 점을 염두에 두고 프로그램하여야 합니다. 또 실제 릴레이 로직과 다른 점은 항상 왼쪽에서 오른쪽으로만 전류가 흐르는 것과 같은 동작을 한다는 것과, 수직 연결과 중첩 연결 등이 허용되지 않는다는 것입니다. 데이터 처리 명령 군은 상자 모양의 기호를 사용하여 표현하며, 출력 코일과 같이 왼편에 연결된 릴레이 로직에 의하여 동작 여부가 결정됩니다. ROM.Read only Memery 이란 것은 PLC에서 읽기 전용으로, 메모리 내용을 변경할 수 없습니다. 따라서, 고정된 정보를 써넣습니다.

PLC SINK SOURCE

이 영역의 정보는 전원이 끊어져도 기억시킨 정보 내용을 상실하는 휘발성 메모리입니다. 최근에는 프래쉬메모리 채용으로 변경이 가능합니다. PLC에서 RAM.Random Access Memory라는 것은 메모리에 정보를 수시로 읽고 쓰기가 가능하여 정보를 일시 저장하는 용도를 사용되나 전원이 끊어지면 기억시킨 정보 내용을 상실하는 휘발성 메모리입니다. 따라서 배터리 백업(back up)에 의하여 부 휘발성 영역으로 사용할 수 습니다. 사용자 프로그램 메모리 제어하고자 하는 시스템 사양에 따라 사용자가 작성한 프로그램이 저장되는 영역으로, 제어 내용이 프로그램 완성 전이나 완성 후에도 바뀔 수 있으므로 RAM이 사용됩니다. 프로그램이 완성되어 고정이 되면 ROM에 써넣어 ROM운전을 할 수 있습니다. PLC 데이터 메모리에서는 입. 출력 릴레이, 보조 릴레이, 타이머와 카운터의 접점 상태 및 설정값, 현재값 등의 정보가 저장되는 영역으로 정보가 수시로 바뀌므로 RAM영역이 사용됩니다. PLC통신 기능에서는 R-NET P-NET. 디바이스넷 및 이더넷통신등 PLC 연산 보드는 다른 연산보드, 사용자, 외부 호스트와의 인터페이스를 지원하여야 합니다. 이러한 기능을 담당하는 태스크는 PLC내의 연산 태스크의 수행시간을 방해하지 않는 방식으로 이루어져야 합니다. 즉 PLC의 외부와의 통신에 대한 이벤트는 태스크의 통신방식인 메일 박스(mail box), 메시지 큐(message queue)등의 원시 기능을 사용하여 구현합니다. 운영체제는 이러한 원시 기능을 지원하여야 합니다. 최근의 PLC의 운영체제는 이러한 원시기능을 지원하는 추세입니다. PLC관련 용어 몇 가지 내용입니다.