개념 한 쪽
PLC는 공장 자동화에서 시퀀스 제어를 수행하는 컴퓨터 기반 장치이며, 입력-제어(CPU)-출력의 3대 구성으로 설명한다. CPU부는 연산부와 메모리 등을 포함하고 전원부는 별도의 공급 장치로 구분한다. 프로그래밍 언어와 내부 처리 방식은 서로 다른 개념으로 분류하여 학습해야 한다.
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출제기준 단원 「궤환회로」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| CPU 구성 요소 판별 | 1 | CPU부의 구성에 해당하지 않는 항목을 가리기 |
| 표현 방식과 처리 방식 구분 | 1 | 래더도 등 언어와 사이클릭/인터럽트의 구분하기 |
| PLC의 특성 판단 | 1 | PLC의 정의와 특성 중 틀린 설명을 찾기 |
PLC의 핵심 구성 요소는 입력장치, 제어장치(CPU), 출력장치의 세 부분으로 나뉜다. 입력부는 외부 신호를 받아들이고, 제어부는 입력을 처리하여 판단을 내리며, 출력부는 판단 결과로 외부 기기를 구동하는 역할을 한다. 주변용 장치들은 보조적 장비로 분류하여 핵심 구성과 구별한다.
CPU부는 연산부(ALU), 프로그램 메모리, 데이터 메모리 등 정보를 처리하고 저장하는 요소로 구성한다. 입출력 제어 회로와 통신 인터페이스도 CPU의 기능 수행을 돕는 구성으로 본다. 반면 전원부는 시스템 전체에 전력을 공급하는 별도 모듈로, CPU부의 내부 구성 요소와는 기능적으로 분리하여 이해해야 한다.
PLC의 프로그램 표현 방식과 실행 방식은 구별한다. 래더도(Ladder Diagram) 등은 프로그램을 작성하는 언어적 표현이며, 사이클릭, 인터럽트, 병행 처리는 PLC가 프로그램을 실행하는 내부 처리 방식에 해당한다. 문제 유형에서는 '언어'와 '처리 메커니즘'을 혼동하지 않고 범주를 구분하여 접근해야 한다.
디지털 제어와 관련된 신호 처리에서는 아날로그를 디지털로 변환하는 과정에서 비트 수에 따른 단계 수(2^n)를 이용하여 해상도나 양자화 관련 값을 판단한다. 문제에 따라 양자화 간격(M/2^n)과 최대 오차(관점에 따라 M/2^(n+1) 등)를 구분하여 해석해야 한다.
문제에서 'CPU부의 구성과 거리가 먼 것'을 묻는 경우, 전원부는 에너지 공급 기능이므로 CPU의 정보 처리 기능(연산·메모리)과 거리가 먼 요소로 선택한다. 프로그래밍 언어와 실행 방식을 구별하는 문제에서는 래더도는 언어, 사이클릭/인터럽트/병행은 실행 방식임을 근거로 답을 고른다. 양자화 관련 문제에서는 비트 수 n에 대해 2^n 단계를 먼저 계산하고, 문제 지문이 해상도(간격)인지 최대 오차인지 의도를 파악하여 M/2^n 또는 M/2^(n+1) 중 적절한 식을 선택한다.
PLC(Programmable Logic Controller)의 CPU부의 구성과 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 문항은 PLC의 CPU부를 구성하는 요소가 무엇인지 물어본다. CPU부는 연산 기능과 프로그램·데이터 메모리 등 논리 처리에 필요한 모듈들로 구성되며 연산부·프로그램 메모리부·데이터 메모리부가 여기에 해당한다.
PLC의 CPU부는 연산, 메모리, 인터페이스 등으로 구성되며 전원부는 별도의 전원 공급 장치에 속한다.
PLC가 시퀀스동작을 소프트웨어적으로 수행하는 방법이 아닌 것은?
정답 ① · PLC(프로그래밍 가능 논리 제어기)는 래더도(Ladder diagram)라는 전통적인 릴레이 회로 기호 기반의 소프트웨어 프로그래밍 언어로 시퀀스 동작을 수행합니다. 사이클릭 처리방식이나 인터럽트 우선 처리방식 등은 내부 동작 및 처리 방법이지 프로그래밍 표현 방식이 아닙니다.
래더도는 프로그래밍 언어(표현 방식)이고, 사이클릭/인터럽트/병행은 PLC의 내부 처리 방식이다.
PLC(Programmable Logic Controller)에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 문항은 PLC의 특징 중 틀린 것을 찾는 문제로서 PLC의 기능과 용도를 확인하는 것이다. PLC는 무접점(반도체 스위치) 방식으로 계전기·타이머·카운터 기능을 소프트웨어적으로 제공하며 산술 및 비교 연산도 처리할 수 있는 시퀀스 제어용 산업용 컴퓨터이다.
PLC는 시퀀스 제어의 핵심 장치로, 기존 계전기 회로를 소프트웨어로 대체하여 유연한 제어가 가능합니다.
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