본 논문에서는 자동차 패널 자동창고 시스템의 PLC 시뮬레이션 적용 연구 사항에 관해 소개한다. 자동차 차종의 증가에 따라 차종 별 패널 공급의 복잡도가 향상되었다. 이를 해결하기 위해 AS/RS 시스템을 사용하지만, 내부 시스템 로직의 복잡성으로 인해 사전에 검증하는 것이 매우 어렵다. 특히 AS/RS시스템 제어의 중추적 역할을 하는 PLC는 하위 레벨의 언어로 기술되기 때문에, 사용자가 정확히 이해하고 검증을 수행하기 힘든 것이 현실이다. 본 논문에서는 이 같은 논리적 복잡성과 언어적 한계를 극복하고자 PLC 와 3D 모델을 연동하는 시뮬레이션 환경을 제안하였다. 특히 차체 조립라인의 설비 및 패널 데이터를 실측치를 기반으로 하였고, 실제 PLC 신호를 이용하여 환경을 구축함으로써 시스템 구축 이전에 시운전 환경을 완벽히 구현하였다. 사용자는 제안된 시뮬레이션 환경에서 AS/RS 로직을 시운전 할 수 있게 되었고, 이를 통해 경제적, 시간적 이득을 얻게 되는 장점을 갖는다.
본 논문은 Programmable Logic Controller(PLC) 시뮬레이션을 하기 위한 공장 모델(Plant Model)을 자동으로 생성하는 절차에 대해 기술한다. PLC 프로그램은 공정을 제어하는 로직에 관한 정보이며 그 자체로 공장 모델에 대한 어떤 정보도 포함하고 있지 않기 때문에 시뮬레이션을 위해서는 PLC 프로그램에 대응하는 공장 모델이 반드시 필요하다. 지금까지 PLC 시뮬레이션을 위한 공장 모델은 사용자가 직접 구축하는 방식으로 모델링 되었으나 이는 많은 노력과 공정로직의 완전한 이해 및 시뮬레이션 지식이 요구된다. 이런 어려움을 극복하기 위해 논문은 PLC 프로그램의 심볼테이블(Symbol table)로부터 공장모델을 자동으로 생성하는 과정을 제안한다. 이를 위해P LC 심볼이 공장 모델의 생성을 위한 정보를 포함시키는 PLC 심볼의 작명 규칙을 제안한다. 입력된 심볼 리스트를 분석함으로써 공장 모델을 자동으로 추출할 수 있으며 간단한 예제 공정을 대상으로 구현해 본다.
본 연구의 목적은 저가의 시율레이션용 툴을 개별하는데 있다. 따라서 PLC 프로그랩을 편집하고 모니터할 수 있는 PLC 프로그랩 모듈과, 가상 PLC 시스템과 시뮬레이션 장비를 개발하였다. PLC 모듈과 시뮬레이션 장비는 상호간 링크가 되어 있어서 PLC 프로그랩에 의하여 실시간으로 제어가 가능하고, 마치 실제 설비가 동작이 되는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 제안한 새로운 툴을 이용하면 모니터상에서 PLC 시스템을 구성하고 가상기계의 응답을 볼 수 있기 때문에 PLC와 기계를 준비할 필요가 없다. 개발된 프로그랭의 타당성올 증명하기 위하여 엘리베이터와 자동 원료 계량 시스템의 PLC 프로그램올 대상으로 실험을 행하였다. 실험결과 개발한 PLC 에율레 이터에 의해 PLC 프로그램 작성 및 가상기계 동작을 통한 PLC프로그램 검증과정이 원할이 이루질 수 있음올 확인하였다.
Auto-makers can only remain competitive by producing high quality vehicles in an efficient way. In designing a production line, one of the most important objectives of digital manufacturing is to verify design errors as early as possible. In terms of the cost and time saving, it is very essential to start the construction of a production line with a proven design which is error-free. Likewise, this paper aims to implement PLC verification using an example. The verification in automobile manufacturing means verifying PLC program, which control automatic devices. In this paper, we built a virtual factory to implement PLC simulation and introduced verification procedure using PLC Studio. Finally, we can prove the availability for the PLC verification.
The objective of this paper is to examine a construction method and verify PLC logic using the logical modeling and simulation of a virtual plant has complex manufacturing system and the domain of application is car body assembly line of automotive industrial operated by PLC Program. The proposed virtual plant model for the analysis of the construction method consists of three types of components which are virtual device, intermediary transfer and controller is modeled by logical model but it the case of the verification of PLC program, HMI and PLC logic in the field substitute for the controller. The implementation of the proposed virtual plant model is conducted PLC Studio which is an object-oriented modeling language based on logical model. As a result, proposed methods enable 3D graphics is designed in the analysis step to use for verification of PLC program without special efforts.
본 논문은 PID제어기가 포함된 PLC로 실제의 제어 시스템을 구성하는 일련의 과정을 제안하였다. PID 모듈 FM455C가 포함된 SIMATIC S7-400 PLC시스템을 일반 PC와 온라인으로 연결하여 PC의 윈도우즈 환경에서 PLC의 프로그램을 작성하였다. PID 제어기의 설계를 위하여, PID 모듈의 하드웨어 구성방식, 관련 소프트웨어 구성, 프로그램 작성 환경, 특히 P, PD, PI, PID제어기의 설계과정을 제시하였고, 이를 토대로 실물 제어대상, 도립진자 시스템에 대하여 PID제어기를 설계하고 모의/실물 실험을 통하여 성능을 확인하였다.
본 논문에서는 시뮬레이션 프로그램 리소스의 일부를 모바일 환경으로 전환시킬 수 있는 모델을 제안한다. 최근 제조업에서 PLC를 컨트롤러로 사용하는 스마트 팩토리가 급속하게 확산되고 있다. 그러나 PLC 운영 인력의 부족으로 운영에 대한 어려움을 겪고 있는 상황으로, PLC 운영 교육에 대한 플랫폼이 필요한 실정이다. 현재 PLC와 관련된 대부분의 교육 플랫폼들은 2D를 기반으로 하고 있어 정확한 학습이 어렵고, 일반적인 PC 환경에서 시뮬레이션 프로그램들을 원격 교육에 적용하면, 모니터 상에 많은 요소가 표현되어 화면 전환이 불편하다. 제안 모델의 실험 결과 일반적인 상황에서 프레임 저하가 없다는 것의 확인하였고, 요청 프레임에 따른 응답 시간은 평균 102ms 으로 학습자가 시스템 지연을 체감할 수준은 아닌 것으로 판단하였다.
본 사례 연구는 가상환경에서 자동차 의장 라인의 PLC 코드 검증 시스템을 구현하였다. 그간 인력과 PLC 검증 시간을 줄이고자 표준화된 PLC 에디터를 개발하려고 노력해왔으나, 실제 현장 환경에서 PLC 에디터를 적용하는데 어려움이 있었다. 본 연구는 현장의 PLC 모듈과 통신하며, 특별한 프로토콜을 이용하여 연결 환경을 구축하는 가상장비를 개발했다. PLC 모듈과 가상장비가 OPC 프로토콜에 의해 실시간으로 통제되므로 실제 장비를 설치하지 않고 PLC 코드를 검증할 수 있게 되었다. 실험적 모델을 자동차 공장의 최종 조립라인에 적용하고, DELMIA Automation을 이용하여 검증하였다. 결론적으로 PLC 코드 검증 과정과 가상장비 작동에 이 시스템이 유용하게 이용되었다. 이 시스템은 PLC 코드 개발 시간을 절약하며 조립라인의 생산성, 무결성을 높이는데 기여했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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