래더 다이어그램래더 로직 · Ladder Diagram

래더가 릴레이 회로도와 닮은 이유

PLC가 나오기 전 공장의 자동 제어는 릴레이와 전선으로 만든 회로였다. PLC가 그 회로를 대신하게 되었을 때, 배선 도면을 읽던 전기 기술자가 곧바로 프로그램을 읽을 수 있도록 회로도와 같은 모양의 언어가 만들어졌다. 그것이 래더 다이어그램이다.

래더를 이루는 기본 요소

• 전원선: 왼쪽과 오른쪽의 세로선이다. 신호가 왼쪽에서 오른쪽으로 흐른다고 보고 읽는다.
• 렁(rung): 두 세로선 사이의 가로줄 하나로, 조건과 결과 한 묶음을 담는다.
• a접점: 연결된 입력이 켜지면 신호를 통과시킨다. 평상시 열림(NO) 접점이라고도 한다.
• b접점: 입력이 꺼져 있을 때 신호를 통과시키고, 입력이 켜지면 신호를 끊는다. 평상시 닫힘(NC) 접점이라고도 한다.
• 코일: 렁 오른쪽 끝에 놓여, 앞의 조건이 모두 맞으면 출력이나 내부 비트를 켠다.

자기유지 회로로 래더 읽어 보기

시작 버튼으로 모터를 켜고 정지 버튼으로 끄는 회로는 래더의 가장 기본적인 예다. 한 렁에 시작 버튼 a접점, 정지 버튼 b접점, 모터 코일을 차례로 놓고, 시작 버튼 a접점과 나란히 모터 코일의 a접점을 하나 더 둔다.

시작 버튼을 눌렀다 떼도 모터 코일 자신의 접점이 신호를 계속 통과시켜 모터는 켜진 상태로 남는다. 정지 버튼을 누르면 b접점이 신호를 끊어 모터가 꺼진다. 출력이 스스로 상태를 유지하게 하는 이 구성을 자기유지 회로라고 한다.

PLC는 래더를 위에서 아래로 한 줄씩 실행한다

PLC는 입력을 모두 읽은 뒤 첫 렁부터 마지막 렁까지 차례로 실행하고, 결과를 한꺼번에 출력으로 내보낸다. 이 과정을 스캔이라 하며 한 번에 보통 수 밀리초에서 수십 밀리초가 걸린다.

그래서 같은 출력 코일을 여러 렁에 두면 마지막 렁의 결과만 남는다. 이중 코일이라 부르는 이 실수는 화면에서 눈에 잘 띄지 않아 시운전 때 뒤늦게 드러나는 경우가 많다.

래더와 다른 PLC 언어

IEC 61131-3은 래더 외에 기능 블록 다이어그램(FBD), 구조화 텍스트(ST), 순차 기능 차트(SFC)를 함께 정한다. 명령어 리스트(IL)는 2013년 개정판에서 사용하지 않도록 권고됐다.

단순한 켜고 끄기와 인터록은 래더가 읽기 쉽고, 계산과 반복이 많은 로직은 ST가 짧고 정확하다. 실제 공장 프로그램은 두 방식을 섞어 쓰는 경우가 많다.