IEC 61131-3 국제표준 알아보기

안녕하세요 오늘은 IEC 61131-3 에 대해 알아보겠습니다.

 

먼저 IEC라는 것은 뭘까요?

 

위키백과에서 검색을 해보니 국제전기기술위원회(International Electrotechnical Commission) 라고 나옵니다.

 

위의 국제전기기술위원회(IEC)에서 PLC 프로그램에 대한 표준을 정의 한 것이 바로 IEC 61131-3 입니다.

 

이 표준은 PLC 프로그래밍 언어와 소프트웨어 설계의 통일성을 제공하며, 다양한 제조사의 PLC를 사용하는 프로젝트 간의 호환성을 높이는 데 목적이 있습니다.

 

그럼 세세하게 하나씩 살펴보겠습니다.

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1. 프로그래밍 언어

IEC 61131-3은 PLC 소프트웨어 설계에 사용할 수 있는 5가지 프로그래밍 언어를 정의합니다. 이 언어들은 각각의 장점과 용도가 있으며, 설계자는 프로젝트 요구사항에 맞게 적합한 언어를 선택할 수 있습니다.

 

1.1. LD (Ladder Diagram, 래더 다이어그램)

전기 배선도를 기반으로 한 그래픽 언어로, 릴레이 논리와 유사한 방식으로 작동합니다.

• 장점: 전기 기술자들에게 친숙하며 시각적으로 이해하기 쉬움.
• 사용 예시: 간단한 논리 제어, 이진 상태 제어.

1.2. FBD (Function Block Diagram, 함수 블록 다이어그램)

기능 블록을 사용하여 논리를 설계하는 그래픽 언어.

• 장점: 모듈화된 설계가 가능하며, 반복적 제어 논리 표현에 적합.
• 사용 예시: PID 제어, 신호 처리.

1.3. ST (Structured Text, 구조적 텍스트)

Pascal이나 C와 유사한 텍스트 기반 언어로, 고급 알고리즘 구현에 적합.

• 장점: 복잡한 수학적 계산 및 조건문 처리 가능.
• 사용 예시: 복잡한 데이터 처리, 사용자 정의 알고리즘.

1.4. IL (Instruction List, 명령어 목록)

어셈블리 언어와 유사한 간단한 텍스트 기반 언어.

• 장점: 하드웨어 자원 소모가 적음.
• 사용 예시: 하드웨어에 가까운 논리 설계.
• 주의: 현재는 사용이 점차 줄어들며 비권장 언어로 분류.

1.5. SFC (Sequential Function Chart, 순차 기능 차트)

시스템의 단계별 동작을 설계하기 위한 그래픽 언어.

• 장점: 복잡한 순차 제어 로직 표현에 용이.
• 사용 예시: 공정 제어, 다단계 기계 동작 설계.

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2. 데이터 타입

IEC 61131-3은 다양한 데이터 타입을 명시하여 프로그래밍의 일관성을 제공합니다.

• 기본 데이터 타입: BOOL, INT, REAL, STRING 등.
• 사용자 정의 데이터 타입: ENUM, ARRAY, STRUCT 등으로 사용자 정의 가능.

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3. 프로그래밍 모델

IEC 61131-3은 소프트웨어 구조화를 위해 "Program Organization Units(POU)"라는 개념을 도입했습니다. POU는 프로그램을 모듈화하고 재사용성을 높입니다.

• Program: 메인 로직.
• Function Block: 재사용 가능한 모듈로, 내부 상태를 유지함.
• Function: 입력값을 받아 출력값을 반환하는 단순 계산 블록.

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4. 이식성과 표준화

• 제조사 간 PLC 소프트웨어의 호환성을 강화합니다.
• 표준화된 데이터 타입과 언어를 사용하여 코드의 이식성을 높입니다.
• 각 제조사 고유의 추가 기능을 지원하면서도 표준과의 호환성을 유지합니다.

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5. 응용 분야

• 공장 자동화, 프로세스 제어, 전력 분배 시스템 등 다양한 산업 분야에 적용됩니다.
• 간단한 논리 제어에서 복잡한 프로세스 관리까지 폭넓은 범위의 제어 작업에 사용됩니다.

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6. IEC 61131-3의 장점

• 호환성: 제조사에 관계없이 동일한 프로그래밍 환경 제공.
• 유연성: 다양한 언어를 제공하여 요구사항에 맞게 선택 가능.
• 재사용성: 모듈화된 설계로 유지보수 및 확장 용이.
• 효율성: 표준화된 방법으로 프로젝트 개발 시간 단축.

 

IEC 61131-3과 비슷한 국제표준으로는 ISO 가 있습니다.

차이점은 IEC는 소프트웨어에 중점을 둔 표준이지만 ISO는 보다 광범위한 산업 및 품질관리, 제품설계, 데이터 교환 등에 대한 표준입니다.