PLC의 진화: 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러의 역사 및 선택 또는 교체 방법

거의 모든 오래된 공장을 둘러보면 역설을 발견할 수 있습니다. 한 라인은 단종된 지 10년이 된 컨트롤러에서 15년 또는 20년 전에 작성된 래더 로직을 여전히 실행하고 있으며, 그 바로 옆의 셀은 예측 유지 관리를 위해 IIoT 플랫폼으로 데이터를 스트리밍합니다. 둘 다 자신의 일을하고 있습니다. 같은 층에 나란히 앉아 있는 그 틈은 실제로 프로그래머블 로직 컨트롤러가 어떻게 성장했는지에 대한 이야기입니다. PLC의 진화를 이해하는 것은 단순한 산업 상식이 아닙니다. 이는 설치된 기반이 현재와 같은 모습인 이유를 알려주고 모든 플랜트가 결국 직면하게 되는 두 가지 결정, 즉 다음에 구매할 컨트롤러와 사용하는 컨트롤러의 수명이 다했을 때 수행할 작업을 결정합니다.

PLC 이전: 릴레이 로직이 산업을 방해하는 이유

PLC 이전에는 기계가 전기 기계 릴레이 뱅크에 의해 제어되었습니다. 이 밸브가 열리고 모터가 시동될 때를 의미하는 프로세스의 논리는 대형 캐비닛에 수용된 수백 또는 수천 개의 릴레이 사이의 물리적 배선에 존재합니다.

이러한 접근 방식은 효과가 있었지만 비용이 많이 드는 측면에서 취약했습니다. 제어 순서를 변경한다는 것은 패널을 손으로 다시 배선해야 한다는 것을 의미했으며, 라인이 유휴 상태인 동안 며칠 또는 몇 주가 걸릴 수 있는 작업이었습니다. 릴레이 하나가 고장나거나 전선이 느슨해지면 생산이 중단될 수 있었고, 미로 같은 배선에서 결함을 찾는 작업은 시간이 많이 걸렸습니다. 캐비닛 자체는 바닥 공간을 차지했으며 수년간의 작은 변경 후에는 문서가 실제로 만들어진 것과 거의 일치하지 않았습니다.

미국 자동차 산업에 압력이 가해졌습니다. General Motors와 같은 자동차 제조업체는 모델 연도마다 라인을 개편했으며, 각 개편은 막대한 비용을 들여 릴레이 패널을 뜯어내고 재구축하는 것을 의미했습니다. 1960년대 후반에는 이러한 연례적인 혼란으로 인해 재프로그래밍 가능한 대안을 찾는 것이 시급했습니다. 핵심 소망은 간단했습니다. 신뢰성 엔지니어의 신뢰를 유지하되 구리 대신 소프트웨어를 변경하는 것입니다. 이러한 압력은 최초의 PLC를 만든 사양으로 직접 이어졌습니다.

PLC의 탄생(1968): Modicon 084와 Ladder Logic

1968년에 General Motors의 Hydramatic 부서는 릴레이 제어를 위한 반도체 대체-에 대한 현재 유명한{1}}사양을 작성했습니다. 배선을 바꾸지 않고도 재프로그래밍할 수 있고 공장 현장에서 작동하며 컴퓨터 전문가가 아닌 공장의 기존 전기 기술자가 유지 관리할 수 있는 견고한 장치가 필요했습니다.

소규모 엔지니어링 회사인 Bedford Associates가 도전에 나섰습니다. 엔지니어 Richard "Dick" Morley와 그의 동료들이 주도한 그들의 대답은 최초의 프로그래밍 가능 논리 컨트롤러로 널리 알려진 Modicon 084가 되었습니다. "Modicon"이라는 이름은 Modular Digital Controller"에서 유래되었으며 "084"는 단순히 회사의 프로젝트 번호였습니다. Morley는 종종 이 작업으로 PLC의 아버지로 불립니다.

084의 가장 중요한 결정은 순수한 성능이 아니었습니다. 프로그래밍 방식의 선택이었습니다. 새로운 컴퓨터 언어를 개발하는 대신 팀은 엔지니어가 전기 기술자가 이미 매일 읽고 있는 릴레이 래더 회로도와 거의 똑같은 다이어그램인 래더 로직을 사용하여 컨트롤러를 프로그래밍하도록 했습니다. 이것은 매우 중요했습니다. 이 기계를 유지 관리하는 사람들은 프로그래머가 아닌 전기 기술자였으며 재교육 없이도 새로운 컨트롤러를 채택할 수 있었습니다. 이미 존재하는 사용자를 충족시키는 단일 설계 선택은 PLC가 빠르게 확산되는 큰 이유이며 래더 로직이 50년 이상 후에도 여전히 지배적인 프로그래밍 언어로 남아 있는 이유입니다. 이는 또한 일부 공장에서 수십 년 전에 작성된 래더 프로그램을 여전히 실행하는 이유이기도 하며, 이는 레거시 하드웨어 교체를 논의할 때 다시 언급한 내용입니다.

첫 번째 주문부터 개념은 빠르게 퍼졌습니다. 다른 제조업체들도 뒤따랐으며 몇 년 안에 PLC는 단일 자동차 실험에서 산업 전반의 표준 도구로 전환되었습니다.

PLC는 어떻게 10년 단위로 진화했나요?

개념이 입증되자 PLC는 꾸준히 발전했으며 매 10년마다 당시 업계에서 요구하는 기능이 추가되었습니다.

1970년대와 1980년대 초 마이크로프로세서의 등장이 전환점이었다. PLC는 더 작아지고 빨라졌고, 더 많은 메모리를 얻었으며, 컨트롤러가 독립적으로 실행되지 않고 서로 통신할 수 있는 최초의 통신 포트를 선택했습니다.

1990년대는 위쪽으로, 기계 위의 사람과 식물을 연결하는 시대였습니다. 인간{2}}기계 인터페이스(HMI)는 운전자에게 표시등 대신 그래픽 화면을 제공했고 PLC는 상위-수준의 플랜트 시스템과 데이터를 교환하기 시작했습니다. 또한 이 기간에는 1993년에 발표된 IEC 61131-3 표준이 등장했습니다. 이 표준은 공통 프로그래밍 언어 세트를 정의하고 단일 공급업체 스타일에 대한 종속성을 줄였습니다.

2000년대에는 한때 별도의 하드웨어가 필요했던 기능이 접혔습니다. 모션 제어와 경우에 따라 머신 비전은 단일 컨트롤러로 조정할 수 있는 기능이 되었으며, 이더넷{2}} 기반 프로토콜을 통해 여러 공급업체 시스템을 훨씬 쉽게 연결할 수 있었습니다.

2010년대부터 현재까지 PLC는 훨씬 더 큰 네트워크의 노드가 되었습니다. 이제 컨트롤러는 ERP 및 MES 소프트웨어에 연결되고, IIoT 플랫폼을 제공하며, 기계에 가까운 엣지 컴퓨팅을 지원합니다. 마찬가지로 중요한 점은 네트워크의 컨트롤러가 네트워크에 노출된 컨트롤러이기도 하므로 사이버 보안을 염두에 두고 설계해야 한다는 것입니다.

한 제조업체가 이러한 동일한 단계를 어떻게 진행했는지 확인하려면50년에 걸친 Omron PLC 하드웨어 발전단일 브랜드의 제품 라인을 통해 이러한 흐름을 추적합니다.

기존 PLC와 최신 PLC: 실제로 변경된 사항

10년-별-이야기는 우리가 어떻게 여기까지 왔는지 설명합니다. 나란히 놓고 보면 레거시 PLC와 현대 PLC의 차이점은 5가지 차원에 걸쳐 나타나며 각 차원은 시스템 소유자에게 실질적인 영향을 미칩니다.

보안 라인에 주목할 가치가 있습니다. 많은 레거시 PLC는 컨트롤러가 더 넓은 네트워크에 닿을 것으로 예상되지 않았던 시대에 설계되었습니다. 하나를 현대적인 공장 네트워크에 연결하면 공격자가 취약한 지점이 될 수 있습니다. 이는 공장에서 패치를 계속 적용하기보다는 오래된 하드웨어를 교체하는 실질적인 이유 중 하나입니다.

PLC vs PAC vs DCS vs 마이크로컨트롤러: 혼란 해소

이 네 가지 용어는 느슨하게 사용되며 혼란으로 인해 잘못된 종류의 하드웨어를 구입하게 될 수 있습니다. 다음은 짧은 버전입니다.

A PLC본거지인 기계와 라인의 분리된 논리 구동 제어를 처리합니다.{0}} 에이PAC(프로그래밍 가능한 자동화 컨트롤러)는 더 강력한 사촌격으로, 대규모 시스템 전반에 걸친 복잡한 수학, 데이터 처리 및 고급 프로그래밍을 위해 제작되었습니다. 에이DCS(분산 제어 시스템)은 수천 개의 루프가 24시간 내내 실행되는 화학, 석유 및 가스, 전력과 같은 대규모 연속 프로세스를 위해 설계되었습니다. 에이마이크로컨트롤러하나의 장치나 제품에 내장된 단일 칩으로 하나의 전용 작업을 처리합니다.

단-라인 가이드: 개별 기계 로직을 위한 PLC, 과도한 계산과 고급 프로그래밍이 필요한 경우 PAC, 대규모 연속 프로세스 플랜트용 DCS, 간단한 단일 장치 제어를 위한 마이크로컨트롤러를 선택하세요.{1}} 경계가 명확해지면 다음 질문은 실용적입니다. 어떤 브랜드가 실제로 이러한 컨트롤러를 만들고, 어떻게 다른가요?

오늘날의 주요 PLC 브랜드

6개 브랜드가 대부분의 구매 후보 목록을 장악하고 있습니다. 각각은 단순히 "신뢰할 수 있고 발전된" 것이 아니라 진정한 무게 중심을 갖고 있으며 각각이 가장 강한 위치를 아는 것이 시간을 절약합니다.

각 브랜드의 차이점을 알아보려면 표를 읽어보세요.지멘스가장 작은 컨트롤러부터 가장 큰 컨트롤러까지 유럽 및 개별 제조 전반에 공통적으로 사용되는 하나의 플랫폼을 원할 때 강력합니다.앨런-브래들리Rockwell의 일부인 는 깊은 현지 통합 기반을 갖춘 북미 표준입니다.미쓰비시경쟁력 있는 가격으로 속도를 원하는 기계 제작자가 선호합니다.옴론라인은 동작만큼이나 검사에 관한 것이기도 합니다.슈나이더는 원래 Modicon 계보를 이어받아 인프라 및 프로세스-인접 작업에 강합니다. 사이트가 이미 ABB 드라이브 및 장비로 표준화되어 있는 경우 ABB가 승리하는 경향이 있습니다.

배지가 무엇이든 세 가지 요소가 어떤 데이터시트보다 더 적합한지 결정합니다.

• 생태계 잠금-.프로그래밍 소프트웨어, 라이센스 및 교육은 모두 플랫폼에 연결됩니다. 나중에 브랜드를 바꾸는 것이 단순한 하드웨어 교체인 경우는 거의 없습니다.
• 예비-부품 가용성.브랜드는 모듈을 빠르게 얻을 수 있는 능력만큼만 우수합니다. 특히 오래된 제품군의 경우 더욱 그렇습니다. 단일 카드의 긴 리드 타임으로 인해 라인이 유휴 상태가 될 수 있습니다.
• 통합 호환성.컨트롤러가 기존 드라이브, HMI 및 업스트림 시스템이 이미 사용하고 있는 프로토콜을 말하는지 확인하십시오.

더 넓은 목록과 -대-상세한 내용을 보려면 다음 가이드를 참조하세요.최고의 PLC 제조업체. 필요한 브랜드를 이미 알고 있으면 다음을 수행할 수 있습니다.제조업체별로 PLC 모듈 검색곧장.

귀하의 애플리케이션에 적합한 PLC를 선택하는 방법

브랜드 후보 목록이 설정되면 이를 귀하 앞에 있는 작업과 연결하십시오. 다섯 가지 요소가 대부분의 결정을 좌우합니다.

I/O 수 및 확장성.입력과 출력을 계산한 다음 대략 20~30%의 헤드룸을 추가합니다. 오늘날의 정확한 숫자로 규모를 조정하면 2년 후 공장에서 센서 몇 개만 추가하기 위해 전체 컨트롤러를 교체하게 됩니다.

처리 능력.간단한 켜기/끄기 논리는 거의 필요하지 않습니다. PID 루프, 모션 또는 과도한 데이터 처리에는 더 강력한 CPU와 더 빠른 스캔 시간이 필요합니다. 평균적인 작업이 아닌 라인에서 가장 어려운 작업에 프로세서를 연결하십시오.

통신 프로토콜.PROFINET, EtherNet/IP, Modbus, EtherCAT 등 기존 장비에서 사용하는 프로토콜을 나열하고 이를 기본적으로 지원하는 컨트롤러를 선택하세요. 나중에 게이트웨이를 개조하면 비용과 실패 지점이 추가됩니다.

환경 등급.온도, 진동, 먼지 및 습기는 표준 또는 강화된 하드웨어가 필요한지 여부를 결정합니다. 깨끗한 캐비닛 등급의 컨트롤러는 세척용-또는 실외 위치에서는 지속되지 않습니다.

예산 및 리드타임.가장 저렴한 모듈이라도 리드 타임이 12-주이고 라인이 다운된 경우에는 저렴한 모듈이 아닙니다. 실제 가용성과 지연 비용을 기준으로 단가를 비교하세요.

재사용할 수 있는 빠른 체크리스트:

• 귀하의 I/O 수에 2~3년의 확장이 포함되어 있습니까?
• CPU 크기가 평균이 아니라 가장 까다로운 작업에 적합합니까?
• 컨트롤러가 기본적으로 기존 프로토콜을 지원합니까?
• 실제 설치 위치에 대한 환경 등급이 적합한가요?
• 정가뿐만 아니라 실제 재고와 리드타임도 확인하셨나요?
• 팀이 이미 알고 있는 브랜드 생태계에 적합합니까?

기존 컨트롤러에 문제가 없고 단순히 확장하는 경우에도 이와 동일한 논리가 적용됩니다. 더 어려운 경우는 다음 경우입니다. 즉, 의존하는 PLC가 중단된 경우 어떻게 해야 하는지입니다.

레거시 또는 단종 PLC 교체

컨트롤러 교체가 자유로운 선택인 경우는 거의 없습니다. 일반적으로 몇 가지 신호 중 하나에 의해 강제됩니다. 다음 사항이 나타나면 교체를 심각하게 고려하십시오.

• 노후화된 컨트롤러에서 반복되는 오류와 계획되지 않은 가동 중지 시간.
• 제조업체의 공식적인 -종료 또는 단종 통지입니다.
• 원래 예비 모듈이 없거나 의심스러운 회색-시장 재고만 있습니다.
• 유지 관리 및 가동 중지 시간 비용이 업그레이드 비용보다 조용히 커졌습니다.

이들 중 하나라도 적용된다면 첫 번째 실제 단계는 소싱입니다. 정확한 부품 번호가 아직 생산되는지 확인하고, 그렇지 않은 경우 호환 가능한 교체품이나 아직-재고가 있는 동급 제품을 식별하세요. 단종된 부품 번호는 제조업체가 이전한 후에도 오랫동안 올바른 채널을 통해 여전히 찾을 수 있기 때문에 실제 재고를 보유한 유통업체가 중요한 부분입니다.

여기서는 교체 또는 전체 업그레이드와 같은--한 가지 결정을 내려야 합니다.

A 호환 교체기존 프로그램, 배선 및 I/O 레이아웃을 그대로 유지합니다. 위험이 낮고 비용이 낮으며 빠르기 때문에 회선을 계속 운영해야 할 때 일반적으로 올바른 선택입니다. 가동 중지 시간이 주요 적이고 주변 시스템이 정상인 경우 이 경로를 선택하십시오.

A 전체 업그레이드최신 플랫폼으로 전환하는 것은 더 많은 비용과 시간이 소요되지만 시계를 재설정합니다. 즉, 현재 예비 부품 가용성, 최신 통신 및 내장된 사이버 보안이 있습니다. 전체 시스템이 노후화되고 있거나 더 광범위한 현대화가 이미 계획되어 있거나 기존 아키텍처가 다음에 수행하려는 작업을 방해하고 있는 경우 이 옵션을 선택하십시오.

특정 마이그레이션을 진행 중인 경우 다음 안내를 따르세요.레거시 Modicon 컨트롤러 선택 및 마이그레이션이러한 절충안이-실제 제품군에서 어떻게 나타나는지 보여줍니다. 그리고 공급 또는 교체가 필요한 부품을 이미 알고 있는 경우,재고 확인 및 견적을 위해 모델 번호를 보내주십시오..

PLC의 미래: 엣지 AI, 자율 최적화, OT/IT 융합

3교대가 PLC의 다음 방향을 형성하고 있으며 각 교대조는 오늘 구매한 항목에 대한 테이크아웃을 제공합니다.

엣지 AI분석을 컨트롤러 위 또는 옆으로 이동하므로 이상 탐지와 같은 작업이 클라우드로 왕복하지 않고도 로컬에서 수행됩니다. 힌트: 현재 엣지 컴퓨팅을 지원하는 컨트롤러를 선호하면 나중에 이러한 기능을 사용할 공간을 확보할 수 있습니다.

자율적 최적화시스템이 고정된 설정값이 아닌 실시간 데이터에서 자체 매개변수를 조정할 수 있습니다. 힌트: 개방형 데이터 액세스 및 표준 프로토콜은 단일 공급업체 기능보다 여기서 더 중요합니다.

OT/IT 융합공장 현장과 엔터프라이즈 소프트웨어 사이의 경계가 계속 모호해지고 있습니다. 힌트: 강력하고 안전한 네트워킹을 갖춘 컨트롤러는 아일랜드로 설계된 컨트롤러보다 훨씬 쉽게 통합됩니다.

이 중 어느 것도 최신 것을 쫓는 것을 의미하지 않습니다. 이는 위의 선택 체크리스트를 적용할 때 연결 및 개방형 프로토콜에 약간 더 높은 가중치를 두는 것이 구매 관련성을 더 오랫동안 유지하는 저렴한- 방법임을 의미합니다.

여기에서 어디로 가야합니까?

PLC의 진화는 실제로 1968년의 래더 로직부터 오늘날 보안되고 연결된 컨트롤러에 이르기까지 사용자가 있는 곳에서 계속해서 만나는 도구에 대한 이야기입니다. 다음에 가는 곳은 당신이 서있는 위치에 따라 다릅니다.

• 아직도 풍경을 매핑하고 있나요?비교주요 PLC 브랜드그리고 최종 후보에 오르기 전에 그들이 어떻게 다른지.
• 다음 컨트롤러를 선택하시나요?실제 애플리케이션에 대해 위의 선택 체크리스트를 실행하세요.
• 노후화되거나 단종된 PLC를 처리하고 계십니까?부품을 식별하고 호환 가능한 교체품과 업그레이드 중에서 결정한 후 재고 확인을 받으세요.

어느 단계에 있든 작업 중인 모듈을 알려주시면 올바른 모듈을 신속하게 소싱할 수 있도록 도와드리겠습니다.견적이나 재고 확인 요청시작하려면.

FAQ

 

 

최초의 PLC는 무엇이고 누가 발명했나요?

Modicon 084는 General Motors 사양에 따라 1968년부터 1969년까지 Bedford Associates에서 제작되었습니다. 엔지니어 Dick Morley는 PLC의 주요 창시자로 널리 알려져 있으며 PLC의 아버지라고도 불립니다.

5가지 IEC 61131-3 프로그래밍 언어는 무엇입니까?

릴레이-스타일 로직을 위한 래더 다이어그램(LD), 신호 흐름을 위한 기능 블록 다이어그램(FBD), 텍스트- 기반 코드를 위한 구조화된 텍스트(ST), IL(명령 목록), 언어와 같은 낮은-레벨 어셈블리-, 단계 시퀀스를 위한 순차 함수 차트(SFC).

어떤 PLC 브랜드가 가장 좋나요?

최고는 하나도 없습니다. 이는 지역 및 현지 지원, 팀이 이미 알고 있는 생태계, 애플리케이션 유형이라는 세 가지 사항에 따라 달라집니다. Siemens와 Schneider는 유럽과 인프라의 대부분을 주도하고 있으며 Allen{1}}Bradley는 북미 지역을, Mitsubishi와 Omron은 아시아 기계 제조 분야를 이끌고 있습니다. 우리의 비교브랜드 가이드.

올바른 PLC를 어떻게 선택합니까?

확장 가능한 공간을 포함한 I/O 수, 가장 어려운 작업을 위한 처리 능력, 장비가 사용하는 통신 프로토콜, 설치 사이트의 환경 등급 등 4가지 항목을 애플리케이션에 맞춰보세요. 그런 다음 실제 재고와 리드타임을 확인하세요. 전체 체크리스트는 위에 있습니다.

단종된 PLC 모듈을 교체할 수 있나요?

보통 그렇습니다. 단종된 부품 번호 중 상당수는 여전히 유통업체 재고를 통해 구할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 호환 가능하거나 업그레이드된 동급 제품을 공급받을 수 있습니다.모델번호를 보내주세요이용 가능 여부를 확인하겠습니다.

동일한 브랜드의 새 PLC와 기존 PLC가 호환됩니까?

상황에 따라 다릅니다. 동일한 제품 시리즈 내에서 교체품이 즉시 출시되는 경우가 많습니다.- 세대 또는 시리즈에 걸쳐 소프트웨어 변환이나 배선 변경이 필요할 수 있으므로 호환성을 가정하기 전에 시리즈, 펌웨어 또는 소프트웨어 버전, I/O 레이아웃을 확인하십시오.

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