시퀜스 제어의 응용(3)

SEQUENCE 제어의 응용

1. 시퀀스 제어계의 기본회로

*. 기본 논리 회로 소자 : AND(논리곱),   OR(논리합),   NOT(논리부정)
*. 부정 소자 : NAND(AND 부정),   NOR(OR부정)
*. 배타적 논리 소자 : XOR(exclusive OR),   XNOR(exclusive NOR)

(1) 비반전 회로

*. 비반전 회로

입력신호를 받아서 논리적 판단을 하여 출력으로 그대로 보내는 회로로서 AND, OR 등의 논리적 기능을 하는 회로, 반전회로보다 스위칭속도가 느리나, 설계가 용이하다.

1) 직렬접속 AND 회로( 논리곱, 논리적 )

모든 입력이 HI(1) 일 때만 출력이 HI(1)인 게이트(GATE)

① AND 회로의 논리기호

② 논리식(불대수식) : Y = A B = AB

③ 스위치 표시 :

④ 계전기 표시

⑤진리표(참값표 : truth table : T.T) 및 타이밍 도표

입 력

출 력

A

B

Y

0

1

0

1

0

1

0

1

2) 병렬접속 OR 회로( 논리합 )

입력 중 어느 하나만 HI(1) 이어도 출력이 HI(1)인 게이트(GATE)

① OR 회로의 논리기호

② 논리식(불 대수식) : Y = A + B

③ 스위치 표시 :

④ 계전기 표시

⑤ 진리표(참값표 : truth table : T.T) 및 타이밍 도표

입 력 출 력

A B Y

0 0 0

1 0 1

0 1 1

1 1 1

(2) 반전 회로

입력된 신호를 논리조합하여, 출력할 때 반전시켜서 출력하는 회로로서 NOT, NAND, NOR 등의 회로, 비반전 논리보다 논리적 수행 능력이 빠르다.

1) NOT 회로( 논리부정, 인버터 Inverter )

입력과 출력이 서로 반대 상태인 게이트, 즉 입력이 HI(1) 이면 출력이 LO(0), 입력이 LO(0) 이면 출력이 HI(1)인 게이트(GATE)

① NOT 회로의 논리기호

② 논리식 : Y =

③ 스위치 표시

④ 계전기 표시

⑤ 진리표(참값표 : truth table : T.T) 및 타이밍 도표

입 력 출 력

A Y

0 1

1 0

2) NOR 회로( 논리합 부정, OR NOT )
입력중 어느 하나만 HI(1) 이어도 출력이 LO(0)인 게이트(GATE)로 OR 회로와 NOT 회로를 조합한 회로

① NOR 회로의 논리기호

② 논리식 : Y =

③ 계전기 표시

④ 진리표 및 다이오드와 트랜지스터를 결합한 NOR 회로

입 력 출 력

A B Y

0 0 1

1 0 0

0 1 0

1 1 0

3) NAND 회로(논리곱 부정, AND NOT)
모든 입력이 HI(1) 일 때만 출력이 LO(0)인 게이트(GATE)로 AND 회로와 NOT회로를 조합한 회로로 현재 디지털 IC 회로의 대부분은 이 NAND IC 소자로구성한다.

① NAND 회로의 논리기호

② 논리식(불대수식) : Y =

③ 계전기 표시

④ 진리표(참값표 : truth table : T.T)

입 력

출 력

A

B

Y

0

1

0

1

0

1

0

(3) 기타 회로

1) XOR(EOR) 회로 (Exclusive OR Gate)
두 입력이 서로 상반될 때만 출력이 HI(1)인 게이트(GATE)로 가산기나 비교기에 사용

① XOR 회로의 기호

② 논리식(불대수식) :

③ 진리표(참값표 : truth table : T.T)

입 력

출 력

A

B

Y

0

1

0

1

0

1

0

1

0

2) ENOR(XNOR) 회로

두 입력이 서로 같을 때만 출력이 HI(1)인 게이트(GATE)

① XNOR 회로의 기호

② 논리식(불대수식) :

③ 진리표(참값표 : truth table : T.T)

입 력

출 력

A

B

Y

0

1

0

1

0

1

0

1

(4) 타이머 회로

① 유접점 한시 타이머

구 분	명 칭	약자표시	기 호	설 명
	한시 동작 a접점	N.O.T.C.		계전기가 여자 될 때 N.O.접점의 접속이 잠시 지연, 계전기가 비여자 되면 즉시 접점을 개방.
	한시 동작 b접점	N.C.T.O.		계전기가 여자될 때 N.C.접점의 개방이 잠시 지연, 계전기가 비여자 되면 즉시 접점을 접속.
	한시 복귀 a접점	N.O.T.O.		계전기가 여자될 때 N.O.접점은 즉시 접속, 계전기가 비여자되면 접점이 개방될 때 잠시 지연.
	한시 복귀 b접점	N.C.T.C.		계전기가 여자되면 N.C.접점은 즉시 개방, 계전기가 비여자되면 접점이 접속될 때 잠시 지연.

*. 온 딜레이 타이머(ON delay timer) : 계전기가 여자되었을 때 시간 지연이 발생.

*. 오프 딜레이 타이머(OFF delay timer) : 계전기가 소자(비여자)되었을 때 시간 지연이 발생

② 유접점 한시 타이머 회로의 응용

유접점 한시 타이머 회로를 이용한 모타 기동회로

(5) 자기유지(self holding) 회로

▣ 자기유지 회로란 ?

릴레이의 기억기능을 이용한 것으로, 자기 자신의 a접점을 통하여 전원을 공급받는 회로이다.

▣ 동작 원리

누름버튼 스위치 PB1을 누르면 릴레이 R이 동작되고 접점 R이 닫힌다. 스위치 PB1에서 손을 떼어도 릴레이 접점 R과 누름버튼 스위치 PB2를 통하여 릴레이 R에 전류가 공급되어 동작유지가 가능하다. 누름버튼 스위치 PB2를 누르면 릴레이 R에 공급되던 전류가 차단되어 초기상태로 되돌아간다.

(6) 인터록(inter lock) 회로

▣ 인터록 회로란 ?

기기의 보호나 작업자의 안전을 위해 기기의 동작상태를 나타내는 접점을 사용하여 관련된 기기의 동작을 금지하는 회로이다.

▣ 동작 원리

입력 PB1이 ON으로 되어 릴레이 R1이 동작하고 있으면 입력 PB2가 ON으로 되더라도 릴레이 R2는 동작할 수 없다. 또한 입력 PB2가 먼저 ON되어 릴레이 R2가 동작하고 있으면 입력 PB1가 ON으로 되더라도 릴레이 R1은 동작할 수 없다.

(7) 체인(chain) 회로

▣ 체인 회로란 ?

정해진 순서에 따라 차례로 입력되었을 때에만 회로가 동작하고, 동작순서가 틀리면 동작하지 않는 회로이다.

▣ 동작 원리
동작순서는 릴레이 R1이 동작한 후 릴레이 R2가 동작하고, 릴레이 R2가 동작한 후 릴레이 R3이 작동되도록 구성되어 있다.

(8) 금지(inhibit) 회로

▣ 금지 회로란 ?

금지(Not) 입력이 있으면 출력이 나타나지 않는 회로이다. 시퀀스의 진행을 중단시킬 때 적용 한다.

▣ 동작 원리

입력 PB2가 금지 입력이다. 입력 PB1을 ON으로 하면 릴레이 R1에 의해 출력 램프 L이 점등되나, 이 상태에서 금지 입력 PB2가 ON되면 R2의 b접점에 의해 램프가 소등된다.

(9) 변환 회로

▣ 변환 회로한 ?

두 개의 출력 상태에서 변환시키는 기능의 회로이다.

▣ 동작 원리

입력 PB1이 ON된 상태에서 입력 PB2를 ON하면 릴레이 R1이 동작하고, PB3를 ON으로 하면 릴레이 R2가 동작한다.

2. 시퀀스 응용 회로들

(1) 자기유지회로

자기유지회로는 푸시버튼 등의 순간동작으로 만들어진 입력신호가 계전기에 가해지면 입력신호가 제거되어도 계전기의 동작을 계속적으로 지켜주는 회로이다.
이 회로는 제어계의 가장 기본이며 유지형 스위치를 사용하지 않고 자기유지회로를 이용하는 이유는 공급 전원이 무단으로 차단된 후 재 공급될 경우의 회로를 보호하기 위함이다.

(2) 지연회로

타이머에 의해 설정된 시간만큼 늦게 동작하는 회로이다. 동작이 늦고 복귀는 타이머 코일과 함께 되는 지연 동작 회로와, 동시에 동작하고 늦게 복귀되는 지연 복귀회로가 있다.

(3) 인터록회로(INTERLOCK)

2개 이상의 회로에서 한 개회로만 동작을 시키고 나머지 회로는 동작이 될 수 없도록 하여주는 회로이다. 이 회로의 사용 목적은 기기 및 작업자의 보호를 위하여 관련 기기의 동작을 금지하기 위한 것으로, 상대 동작 금지 회로 또는 선행 동작 우선 회로라고도 한다.

3상 유도전동기의 구동원리는 120º의 위상차를 갖는 3상 전원에 의해 회전 자장이 발생하여 회전자가 움직인다. 3상 전동기에 입력되는 3상중에서 두개의 상을 바꾸어 주면 회전력이 반대 방향으로 되므로 역회전의 운전을 할 수 있다. 이 경우에는 정회전과 역회전 동작이 동시에 일어나게 되면 주회로가 단락되어 위험한 상태가 되므로 정 역회전 동작이 동시에 발생하지 않도록 인터록회로를 반드시 넣어 주어야 한다.

(4) 우선회로

우선회로는 우선권이 있는 회로가 동작이 되고 난 이후에야 나머지 회로가 동작이 되는 회로로서 동작에 순서가 정해져 있을 경우에 사용되는 회로이다. 예로, 엘리베이터의 출입문이 닫히지 않은 상태에서는 절대로 엘리베이터를 올리고 내리는 전동기가 돌아가서는 안되는 회로를 구성할 경우에 필요한 회로이다.

(5) 전동기의 직입기동(전 전압 기동)

기동 전류가 적은 소형의 전동기는 별도의 고려할 사항이 없이 직접 전동기를 기동, 정지시켜 사용하는데, 이러한 경우에 직입기동 방식을 사용한다. 조작 버튼이 ON, OFF 버튼만으로 조작이 가능하다. RL, GL, OL은 표시회로로 구분하기도 하는데 이는 전동기의 동작 상황이나 제어회로의 동작 상황을 알리기 위하여 만들어진 것으로, OL의 경우는 열동계전기가 과부하로 인해 동작되었을 경우에 점등되고 회로가 차단되는 데, 과부하의 원인을 제거한 이후에 다시 투입하면 된다.

(6) 3상 유도 전동기의 Y-Δ 기동회로

전동기는 시동 시에 큰 전류(기동전류, inrush current)가 흐르게 되는데, 이로 인해 차단기가 트립 되는 경우가 있어 전동기의 기동이 되지 않으며, 전동기에도 전기적인 무리가 가게 되므로 이를 줄이기 위한 방법으로 이 회로를 사용하면 시동 시 전류가 정상운전시의 전류보다 적게 흘러 차단기가 Trip 되는 것을 방지하여 운전하는 회로이다. 기동 시에는 스타결선(Ｙ결선)으로 하면 전동기 코일에 선간전압의