PLC ?
PLC는 Programmable Logic Controller의 약자로, PLC는 소프트웨어를 통해 프로그래밍이 가능하며, 이를 통해 기계나 장비가 수행해야 할 작업을 정확하고 효율적으로 제어할 수 있습니다.
PLC의 작동 원리
PLC는 입력 신호를 받아 로직(논리)에 따라 처리하고, 그 결과에 따라 출력을 제어합니다. 예를 들어, 센서에서 신호를 받아 특정 조건이 충족되면 모터를 가동하거나 경보를 울리는 식입니다. 이러한 과정은 사용자가 설정한 프로그램에 따라 자동으로 수행됩니다.
PLC 역사?
탄생 (1960년대):
PLC는 1960년대에 제너럴 모터스(General Motors)의 자동차 제조 공정의 효율성을 높이기 위해 개발되었습니다.
전통적인 릴레이 기반 제어 시스템은 유연성이 부족하고 변경이 어려웠기 때문에, 이를 대체할 필요성이 있었습니다.
초기 발전 (1970년대):
초기 PLC는 주로 릴레이 로직의 대체품으로 사용되었으며, 간단한 온/오프 제어 작업에 적합했습니다.
소규모 제어 작업에 적용되기 시작하며 산업 현장에서 점차적으로 확산되었습니다.
기능 확장 (1980년대):
PLC는 아날로그 신호 처리 기능, 데이터 처리 및 통신 기능이 추가되며 기능이 확장되었습니다.
이 시기에 Ladder Logic과 같은 프로그래밍 언어가 도입되어 사용자 친화적인 프로그래밍이 가능해졌습니다.
표준화와 네트워킹 (1990년대):
산업 표준이 마련되고, PLC 간 통신 프로토콜이 표준화되기 시작했습니다.
PLC는 다른 산업 장비와의 통신 및 네트워킹이 가능해져 공정 자동화의 중심 요소로 자리 잡았습니다.
통합화 및 첨단 기술의 도입 (2000년대):
PLC는 컴퓨터, HMI (Human-Machine Interface), 네트워크 기술과 통합되어 더욱 복잡한 제어가 가능해졌습니다.
원격 모니터링, 진단, 클라우드 기반 데이터 분석 등의 기능이 추가되었습니다.
현대의 PLC (2010년대 이후):
최신 PLC는 IoT (Internet of Things) 기술과 결합하여, 장비와 시스템의 실시간 데이터를 인터넷을 통해 공유하고 분석할 수 있게 되었습니다.
제약산업의 PLC
제약산업에서 PLC 도입 및 관리에 있어 GAMP5 가이드라인을 참조하는 것을 권장합니다.
시스템 분류
: GAMP5는 시스템을 다른 카테고리로 분류합니다. PLC는 일반적으로 '소프트웨어 카테고리 3' (운영 시스템) 또는 '소프트웨어 카테고리 4' (시스템 소프트웨어)로 분류될 수 있습니다. 이 분류는 관리 수준을 결정하는 데 사용됩니다.
위험 평가
: 모든 시스템과 관련하여 위험 평가를 수행해야 합니다. 이는 PLC가 제어하는 공정의 중요성과 복잡성을 고려하여 시행되어야 합니다.
URS
: PLC 시스템에 대한 모든 사용자 요구사항을 명확히 문서화해야 합니다. 이 문서는 시스템이 충족해야 할 기능적, 운영적 요구사항을 정의합니다.
Specification
: 사용자 요구사항을 기반으로 기능 명세(FS)와 설계 명세(DS)를 작성해야 합니다. 이는 PLC가 어떻게 이러한 요구사항을 충족시킬 것인지를 상세히 설명합니다.
검증 (Validation, Qualification, Verification, Test)
: 시스템이 설계 명세를 충족하는지 확인하기 위해 검증 프로세스를 수행해야 합니다.
변경 관리
: 시스템에 변경이 발생할 경우, 이를 체계적으로 관리하고 문서화해야 합니다. 변경 사항은 위험 평가를 통해 검토되어야 하며, 필요한 경우 추가적인 검증이 수행되어야 합니다.
문서화
: 모든 과정과 절차는 상세히 문서화되어야 하며, 이는 GxP, GMP의 중요한 원칙 중 하나입니다. 문서화는 검증 및 운영 과정을 포함한 모든 단계에서 수행되어야 합니다.
교육 및 훈련
: 시스템 관련 직원들은 PLC 시스템의 관리 및 운영에 대해 적절한 교육을 받아야 합니다. 이는 시스템의 안정적인 운영과 규정 준수를 보장하는 데 필수적입니다.
운영 및 유지보수
: PLC 시스템은 지속적인 운영 및 유지보수가 필요합니다. 이는 시스템의 신뢰성과 지속적인 성능을 보장합니다.
데이터 무결성
: PLC 시스템은 제약 산업에서 중요한 데이터를 처리하므로, 데이터 무결성을 유지하는 것이 매우 중요합니다. 이를 위해 적절한 백업, 보안 조치 및 Audit Trail이 필요합니다.
이러한 절차와 원칙을 따르는 것은 제약 산업에서 PLC를 효과적으로 관리하고 규제 기관의 요구사항을 만족시키는 데 필수적입니다.
Controller의 기술이 발전하면서 PLC의 수요가 줄어들고 있음에도,
장비 및 자동화시설에 PLC가 활용되는 이유?
PLC (Programmable Logic Controller)의 수요가 최신 컨트롤러 기술의 발전에도 불구하고 여전히 강한 이유는 몇 가지 핵심적인 요소들 때문입니다. 이러한 요소들은 PLC를 공장 자동화시설 및 장비에 매우 적합하게 만듭니다.
내구성 및 신뢰성
: PLC는 산업 환경에서 견딜 수 있도록 견고하게 제작됩니다. 고온, 저온, 먼지, 습기, 진동 등 극한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 내구성을 갖추고 있습니다. 이는 공장과 같은 험난한 환경에서 매우 중요합니다.
실시간 제어와 높은 반응성
: PLC는 실시간으로 공정을 제어하고 응답할 수 있습니다. 이는 제조 공정에서 중요한 요소로, 지연이나 오류 없이 신속하고 정확한 제어가 필요합니다.
간단하고 직관적인 프로그래밍
: PLC 프로그래밍은 비교적 배우기 쉽고, 공정 제어에 특화된 직관적인 인터페이스를 제공합니다. 이는 기술적 배경이 다양한 공장 직원들에게 적합합니다.
유연성과 확장성
: PLC 시스템은 새로운 센서나 기계를 추가하거나 변경하는 것이 비교적 쉽습니다. 이는 공장이 확장되거나 공정이 변경될 때 중요한 요소입니다.
이러한 이유들로 인해 PLC는 여전히 많은 공장과 산업 환경에서 필수적인 기술로 남아있습니다. 새로운 기술이 등장하더라도 PLC의 이러한 특성들은 쉽게 대체될 수 없는 중요한 가치를 지닙니다.
과거에는 PLC가 주 제어기로 사용되었는데, 요즘에는 PLC를 하위 제어부로 사용할까?
최근 산업 자동화 및 IT 기술의 발전으로 인해 PLC (Programmable Logic Controller)의 역할과 사용 방식이 변화하고 있습니다. 과거에는 PLC가 주요 제어 장치로 널리 사용되었지만, 시스템이 더 복잡해지고 IT 기술이 발전함에 따라, PLC는 이제 종종 하위 또는 보조 제어 장치로 사용됩니다. 이러한 변화의 주요 원인과 그 영향을 살펴보겠습니다.
변화의 원인
시스템 복잡성의 증가: 현대 산업 시설은 과거보다 훨씬 복잡해졌습니다. 이에 따라 더 정교하고 복잡한 제어 시스템이 필요해졌습니다.
고급 IT 및 컴퓨팅 기술의 통합
: 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 인공지능 등의 첨단 기술이 산업 자동화에 통합되면서, 제어 시스템에 대한 요구사항이 증가했습니다.
통신 및 네트워킹 기능의 중요성 증가
: IoT (Internet of Things)와 같은 개념의 부상으로, 장비 간의 통신과 데이터 공유가 더욱 중요해졌습니다.
PLC의 변화된 역할
하위 제어 장치로서의 역할
: 현대의 복잡한 시스템에서는 주 제어 장치(예: 중앙 컴퓨터, DCS - Distributed Control System 등)가 전체 시스템을 관리하고, PLC는 특정 공정이나 작업을 제어하는 하위 제어 장치로 사용됩니다.
분산 제어 시스템(DCS)과의 통합
: 많은 산업 시설에서는 DCS와 PLC를 함께 사용하여 더 효율적이고 유연한 제어 시스템을 구축합니다. DCS는 전반적인 시스템 관리와 데이터 처리를 담당하고, PLC는 특정 작업의 제어를 담당합니다.
특화된 공정 제어:
PLC는 여전히 신뢰성이 높고 강력한 제어 기능을 제공하기 때문에, 특정한 공정이나 기계의 제어에 특화되어 사용됩니다.
기술 발전에 따라 PLC의 역할은 기본적인 제어 장치에서 더 분화되고 통합된 시스템의 일부로 변화하고 있습니다. 이러한 변화는 산업 자동화의 효율성과 유연성을 향상하는데 중요한 역할을 하고 있습니다.
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