PC 기반 제어(TwinCAT3를 활용한)

◈ 도서의 개요



제4차 산업혁명 시대에서는 학문 간의 경계가 없어지고 융합되며, 획기적인 기술 진보, 파괴적 기술에 의한 산업 재편, 전반적인 시스템의 변화 등 인류가 한 번도 경험하지 못한 새로운 시대를 접하게 될 것입니다

현재 자동화 업계와 제조 기반의 산업현장에서 큰 화두가 되고 있는 단어가 '스마트 팩토리'라고 하는 단어입니다. 기존의 오토메이션 기술과 ICT 정보통신 기술이 융합되어 보다 효율적이고 스마트한 공장을 만들어 생산성을 높이고 고객의 요구에 빠르게 대응하자는 겁니다.



스마트 팩토리에서는 디바이스와 디바이스, 센서와 디바이스 등 IoT 콘셉트의 기기들이 자율적으로 상호 데이터를 주고받으며 최적의 제어공정을 만들어가게 됩니다. 또한, 디바이스 레벨의 데이터가 MES를 거쳐 ERP에 이르기까지 기업의 모든 데이터가 저장되고 모니터링 되어야 합니다.

이처럼 스마트 팩토리를 구현하기 위해서 모든 기기가 끊김 없는 수직ㆍ수평적 통합을 이루어야만 가능한 것입니다. 산업용 통신과 이더넷을 통한 제어 기술은 그중에서도 핵심이 되며, 수많은 데이터를 처리하고 연동하기 위해서 PC의 역할은 매우 중요하다고 할 수 있습니다.



PC 기반 제어 시스템의 핵심은 소프트웨어라고 할 수 있는데, PC가 연구소와 산업현장에 사용된 이후 수많은 프로그래밍 툴이 개발되어 특수한 목적을 가지고 발전해 왔습니다.

마이크로소프트사에서 개발된 대표적인 프로그램 개발 환경인 비주얼 스튜디오나 내쇼날인스트루먼트사의 랩뷰와 매스웍스사의 매트랩/시뮬링크 등이 PC 기반의 응용 프로그램과 하드웨어 제어, 공학 분야의 제어 설계, 분석 및 시뮬레이션 등을 위한 용도로 많이 사용되고 있습니다.



독일 벡호프사에서는 1986년에 단축 NC 시스템에 PC를 적용한 것을 시작으로 하여 10년 후인 1996년에 윈도우 기반의 트윈캣 소프트웨어를 발표했고, 현재는 마이크로소프트 비주얼 스튜디오에 통합된 개발 환경으로 트윈캣 3 버전을 제공하고 있습니다. 트윈캣 3는 IEC61131-3을 통한 PLC, 모션 제어, HMI와 같은 전통적인 기계 제어 시스템의 프로그램뿐만 아니라 C/C++, 닷넷 등과 같은 IT 기반의 프로그래밍과 매트랩/시뮤링크 연동을 통한 분석과 시뮬레이션 기능의 융합이 주된 특징입니다. 특히 벡호프사에서 개발된 산업용 이더넷인 이더캣은 고속 정밀 제어 분야에서 탁월한 기술력을 인정받으며 많은 산업 분야에 적용되고 있습니다.

IT 기술을 대표하는 마이크로소프트 비주얼 스튜디오와 산업용 PC 기반 제어 소프트웨어인 트윈캣의 통합은 굉장히 의미 있는 일이라고 할 수 있습니다.



본 PC 기반 제어 교재를 통해 IT 융합 엔지니어로서의 가능성을 발견하고 PC 기반 제어의 기초를 다질 수 있는 기회가 되길 바랍니다.

제1장 PC 기반 제어 개요

1.1 PC 기반 제어

1.2 PC 기반 제어의 구성 요소7

　　1.2.1 PC 제어기

　　1.2.2 제어 소프트웨어

　　1.2.3 입출력 모듈

1.3 필드버스와 산업용 이더넷

　　1.3.1 필드버스

　　1.3.2 산업용 이더넷

　　1.3.3 리얼타임 산업용 이더넷

　　1.3.4 산업통신망 국제 표준화 현황

　　1.3.5 이더캣



제2장 PC 기반 제어 소프트웨어(TwinCAT3)

2.1 TwinCAT3 다운로드

2.2 TwinCAT3 설치 방법

2.3 TwinCAT3 실행과 소프트웨어 환경

　　2.3.1 트윈캣 실행

　　2.3.2 프로젝트 생성

　　2.3.3 소프트웨어 환경



제3장 프로그래밍

3.1 국제 표준 PLC 언어

3.2 ST 언어

3.3 제어 구문

3.4 프로그램 단위, POU

3.5 프로그램 작성과 실행

　　3.5.1 광역변수와 지역변수

　　3.5.2 프로그램 작성

　　3.5.3 프로그램 실행



제4장 사용자 인터페이스

4.1 사용자 인터페이스 개요

　　4.1.1 HMI

　　4.1.2 TwinCAT Visualization

4.2 HMI 컴포넌트

4.3 Visualization 설정과 프로그램



제5장 기초 프로그램 실습

5.1 논리연산

5.2 사칙연산

5.3 타이머/카운터

5.4 문자열 처리



제6장 펑션과 펑션블럭

6.1 펑션과 펑션블럭 개요

6.2 펑션블럭 만들기

6.3 펑션 만들기

6.4 펑션 프로그래밍 응용



제7장 디지털 입출력 제어

7.1 프로젝트 생성

7.2 글로벌 변수 선언

7.3 입출력 모듈 스캔

7.4 변수 링크



제8장 자동화 시스템 제어 실습

8.1 생산자동화 장비 개요

8.2 하드웨어 구성

8.3 프로그래밍 준비

8.4 생산자동화 장비 제어 실습



제9장 아날로그 입출력 제어

9.1 아날로그 제어 기초

9.2 아날로그 제어 응용

　　9.2.1 수위 모니터링(아날로그 입력)

　　9.2.2 3상 모터 속도 제어(아날로그 출력)

　　9.2.3 실행과 모니터링



제10장 AC 서보 모터 제어

10.1 AC 서보 모터 하드웨어 구성

　　10.1.1 AC 서보 모터 제어의 개요

　　10.1.2 트윈캣 모션 제어 절차

10.2 NC PTP 설정

　　10.2.1 서보 축 설정

10.3 모션 프로그램

　　10.3.1 모션 라이브러리 추가

　　10.3.2 모션 프로그래밍



제11장 모니터링과 리포팅

11.1 Scope View를 이용한 모니터링

　　11.1.1 TwinCAT ScopeView

　　11.1.2 Trigger

　　11.1.3 Report 생성

11.2 에러 및 알람 모니터링

　　11.2.1 Logger view

　　11.2.2 Watch view



부록

김영민