시퀀스 제어에서 릴레이만큼 빠질 수 없는 패널미터(판넬미터)에 대해서 알아봅시다.
시퀀스 제어를 이야기하면서 특히 유접점 제어에 대해서 이야기하면서 중간중간 패널미터에 대해서 언급하곤 하였습니다. 패널미터는 릴레이 제어뿐 아니라 PLC 제어에서도 중요한 역할을 수행하는 장치이기 때문에 제어를 하시는 분들이라면 평소 그 기능과 목적 그리고 활용방법에 대해서 알고 있어야 할 것이라 생각됩니다.
앞서 제어 이론에 대한 내용을 참고하시면 본 포스팅이 더 유익할 것이라 생각됩니다.
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이어서 패널미터(Panel meter)를 소개하고 그것의 활용에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 😁
판넬 미터의 사용 목적은?
판넬 미터의 사용 목적 및 활용에 대해서 설명하기 위해 이미지 한 장을 준비했습니다. 판넬미터와 현장 계기 그리고 PLC 나 DCS와 같은 제어 시스템, 마지막으로 제어 패널에 사용되는 각종 릴레이나 램프 등을 대략적으로 구성하였을 때를 시각화하였습니다. (물론, 실제 시퀀스 회로는 아래와 같이 단순하게 연결되진 않을 것이며, 아래 그림은 개념을 이해하기 위함임을 양지하여 주시기 바랍니다.)
패널미터의 기능을 하나하나 열거해 보겠습니다.
패널미터를 이용하여 현장 계기(Instrument / Transmitter / Transducer)의 데이터를 표시하는 기능
위 이미지의 예시처럼, 현장 계기에서 설정된 Range 범위 내의 공정 데이터를 4-20mA의 아날로그 신호로 송신하고, 패널미터는 4-20mA Analog signal을 가지고, 패널 미터에 값을 표현하여 줍니다.
현장 계기에서 공정 데이터 값에 따라 Range를 기반으로 4-20mA를 설정하듯이, 패널미터에도 Range에 부합하게 설정에서 4mA는 Range 하단 값, 20mA에서는 Range 상단 값을 설정하여 표시하도록 합니다.
통신(Fieldbus)으로 패널미터에 표시된 값을 PLC나 DCS로 송신하거나 PLC나 DCS에서 패널미터 설정 값을 변경하는 기능
통신 연결을 통해(보통은 MODBUS/RTU / RS-485)를 PLC나 DCS와 연결하여 현장 데이터를 송수신할 수 있습니다. 다만, PLC나 DCS로 중앙에서 제어하는 시스템을 가지고 있다면, 굳이 패널미터를 거쳐서 통신으로 해당 내용을 받아오는 경우는 경험상 흔치 않았습니다. (보통, 단독으로 구성된 패키지 제어 시스템에서 추가로 통신 연결이 요구될 때 해당 업무를 수행하는 경우는 있을 것입니다.)
패널미터에서 아날로그 신호 4-20mA의 출력을 PLC나 DCS로 송신하는 기능
이 또한, 위에 통신 연결과 마찬가지로, PLC나 DCS 제어시스템이 있는 경우 패널미터를 거치지 않고 직접 연결하는 방식으로 구성하면 되기 때문에 크게 불필요할 것으로 보입니다. 하지만 예를 들어, 특정 패키지 시스템 제어 시스템에서 패널미터를 활용하여 제어 중이고 특정 패널미터의 데이터를 중앙 제어 쪽에서 모니터링 혹은 참조하여 다른 제어를 구성하고 싶은 경우에는 종종 사용되는 경우가 있습니다.
패널미터에서 Digit 신호를 PLC / DCS 혹은 릴레이 램프 등으로 출력하는 기능
예를 들자면 이런 것입니다.
탱크에 레벨 트랜스미터를 장착하고 해당 탱크의 유체의 높이에 따라 0%(4mA)부터 100%(20mA) 까지로 설정하였다고 가정하겠습니다. 해당 Level Transmitter는 현재 값을 4-20mA로 패널미터에 전송할 것입니다.
여기서, 패널미터에서 특정 값에서 출력 접점이 발생하도록 구성할 수 있습니다.
예를 들면,
- 유체 30% 높이에서 출력 1 발생
- 유체 50% 높이에서 출력 2 발생
- 유체 90% 높이에서 출력 3 발생
그리고 각각의 출력을 가지고 PLC나 릴레이를 활용하여 다음과 같은 시퀀스(예시)를 구성할 수 있습니다.
| Cause | Effect |
| 출력 1 OFF 시 (Level Low) | 탱크 인입 라인 밸브 개로 / Pump 기동 |
| 출력 2 ON 시 (Level OK) | 시퀀스에 의한 정상 운전 진행, 기타 등등 이것저것 제어 |
| 출력 3 ON 시 (Level High) | 탱크 인입 라인 밸브 폐로 / Pump 정지 |
단순히 예시로 들은 내용이기 때문에, 패널미터와 PLC를 조합하면 다양한 시퀀스 로직을 수행할 수 있다는 점만 이해하시면 되겠습니다.
PLC가 있으면 굳이 판넬 미터의 사용할 이유가 있나?
여기까지 설명을 들으신 분들 중에 한 가지 의문이 드는 부분이 있을 수 있겠습니다.
PLC랑 HMI가 있으면 PLC로 계기 아날로그 신호 Direct로 받고, HMI로 표시해 주면 되는 거 아닌가?
물론, PLC나 DCS 시스템이 잘 갖춰져 있고, HMI나 터치패널을 사용하여 해당 데이터 값을 사용자에게 시각화한다면 판넬미터는 그 사용 의미가 없을 수도 있습니다.
HMI에 대해서는 이전 포스팅을 참조해 주세요.
[공장 자동화/HMI] - HMI (1) - HMI 가 무엇? (feat. SCADA, 모바일 HMI)
HMI (1) - HMI 가 무엇? (feat. SCADA, 모바일 HMI)
HMI(Human Machine Interface) - 사람과 기계의 상호작용 안녕하세요? 데이터 위자드 시모입니다. 이번 포스팅에서는 생산현장 자동화 설비에서 PLC와 더불어 가장 흔하게 사용되는 HMI(Human Machine Interface)
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하지만, 엔지니어라면 제어 대상물의 제어 목적, 경제성, 합리성 등을 고려하여, 경제적으로 시스템을 최적화할 필요가 있습니다. PLC 아날로그 모듈 비용이나 HMI 혹은 터치패널을 구성하는데 추가로 비용이 소요되기 때문이죠. (물론, PLC/DCS 그리고 HMI가 잘 갖춰진 현장에서는 패널미터가 불필요할 것입니다.)
더불어 패널미터를 주로 사용하는 시스템은,
유접점 릴레이 제어인 경우나 Discrete I/O만 있는 소형 PLC(아래 그림 참조)를 이용한 경우가 많기 때문에 해당 PLC에 아날로그 모듈을 추가로 다는 것이 오히려 불합리할 수 있습니다.
기능과 경제성 사이에서 최적점을 찾아야 하는 것이 엔지니어의 영원한 숙제이고 결국 그것이 엔지니어의 역량이지 않을까 합니다.
마치며.
이번 포스팅에서는 유접점 제어에서 널리 사용되는 패널미터에 대해서 알아보았습니다.
위에서 언급한 기능이 모든 패널미터에 적용되지 않는다는 것은 반드시 숙지하여 주시고, 패널미터의 자세한 기능과 모델 선택, 설정 방법 등은 해당 제조사에 문의하여 정확하고 최신인 정보를 반드시 확인하시기 바랍니다.
문의사항이나 오류는 메일로 연락 주시면 감사하겠습니다.
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* 본 포스팅에서 언급된 모듈이나 제조사와 필자는 무관함을 알립니다.
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