PLC와 서보 모터 연결 구조

 

 

🔹 PLC와 서보 모터 연결 구조

PLC(Programmable Logic Controller)와 서보 모터(Servo Motor)는 공장 자동화 및 정밀 제어 시스템에서 필수적인 조합입니다. 서보 모터를 PLC와 연결하려면 서보 드라이버(Servo Driver) 를 사용하여 통신하고 제어해야 합니다.

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📌 1. PLC와 서보 모터 연결 개요

PLC는 서보 모터를 직접 제어하지 않고, 서보 드라이버를 통해 제어 신호를 보냅니다.
서보 드라이버는 PLC에서 받은 신호를 해석하여 서보 모터를 구동하는 역할을 합니다.

🔹 기본 연결 흐름:
➡ PLC → 서보 드라이버 → 서보 모터
➡ 서보 엔코더 → 서보 드라이버 → PLC 피드백

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📌 2. 연결 방식 (제어 신호 유형에 따른 차이점)

① 펄스(Pulse) 및 방향(Direction) 방식

✅ 소형 PLC 및 간단한 위치 제어에 사용
✅ PLC에서 펄스(Pulse) 및 방향(Direction, CW/CCW) 신호를 생성하여 서보 드라이버로 전송
✅ 서보 드라이버가 이 신호를 받아 서보 모터의 속도 및 위치를 제어

🔹 연결 신호

• 펄스(PUL+, PUL-) → 모터의 회전 속도 결정
• 방향(DIR+, DIR-) → 회전 방향 결정 (정방향/역방향)
• 서보 온(SON+, SON-) → 서보 모터 활성화
• 알람(ALM+, ALM-) → 서보 드라이버 오류 감지

🔹 사용 PLC 모듈 예시

• FX5-40SSC-S (MELSEC iQ-F 시리즈)
• QD75P (MELSEC Q 시리즈)

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② 아날로그(Analog) 신호 제어 방식

✅ 속도 제어(010V 또는 420mA) 방식
✅ PLC에서 서보 드라이버로 전압(010V) 또는 전류(420mA) 신호를 전송하여 속도 제어
✅ 위치 제어보다는 속도 및 토크 제어에 적합

🔹 연결 신호

• 아날로그 속도 입력(VR+, VR-) → 0~10V
• 아날로그 토크 입력(TR+, TR-) → 4~20mA
• 서보 온(SON) → 서보 모터 활성화
• 리미트 스위치(Limit Switch, LSP, LSN) → 안전 기능

🔹 사용 PLC 모듈 예시

• FX5-4DA (MELSEC iQ-F 시리즈, 아날로그 출력 모듈)
• Q68DA (MELSEC Q 시리즈)

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③ 통신 방식 (RS-485, Modbus, EtherCAT, CC-Link 등)

✅ 고정밀 및 다축 서보 시스템에서 사용
✅ PLC와 서보 드라이버가 직접적인 통신 프로토콜을 이용하여 데이터를 주고받음
✅ 고속 데이터 처리 및 다축 제어 가능

🔹 주요 통신 방식

• RS-485(Modbus RTU) → FX5U 및 Q 시리즈에서 사용 가능
• CC-Link, CC-Link IE Field → 미쓰비시 PLC 전용 네트워크
• EtherCAT, PROFINET → 고속 산업용 이더넷 통신

🔹 사용 PLC 모듈 예시

• FX5-485ADP (RS-485 통신 모듈)
• QJ71E71 (Ethernet 통신 모듈)

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📌 3. 서보 모터의 피드백(Encoder 신호) 연결

서보 모터에는 엔코더(Encoder) 가 장착되어 있어, 회전 위치 및 속도를 측정하여 PLC 또는 서보 드라이버로 피드백을 제공합니다.

✅ 인크리멘탈(Incremental) 엔코더 → A상, B상, Z상 펄스 출력
✅ 앱솔루트(Absolute) 엔코더 → 현재 위치 값을 직접 전송

🔹 연결 방식

• 엔코더(A, B, Z 신호) → 서보 드라이버로 입력
• 서보 드라이버 → PLC로 피드백 신호 전송

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📌 4. 미쓰비시 PLC와 서보 모터 연결 예시

🔹 예제 1: FX5U + MR-JE 서보 드라이버 (펄스 제어)

1. FX5U PLC의 고속 펄스 출력 포트(PTO) → MR-JE 서보 드라이버 입력
2. PUL+, PUL- (펄스 신호) → 서보 모터 속도 제어
3. DIR+, DIR- (방향 신호) → 회전 방향 결정
4. 서보 드라이버에서 알람(ALM) 신호를 PLC로 피드백

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🔹 예제 2: Q 시리즈 PLC + MR-J4 서보 드라이버 (CC-Link 통신)

1. Q 시리즈 PLC에 CC-Link 마스터 모듈(QJ71PB92V) 장착
2. MR-J4 서보 드라이버와 CC-Link 네트워크 연결
3. PLC에서 서보 모터로 속도 및 위치 명령 전송
4. 서보 드라이버에서 상태 및 위치 피드백을 PLC로 전송

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📌 5. 결론

✅ 펄스(Pulse) 방식 → 단일 축 제어 및 간단한 위치 제어
✅ 아날로그(Analog) 방식 → 속도 및 토크 제어
✅ 통신 방식(CC-Link, Modbus, EtherCAT) → 다축 및 정밀 제어

미쓰비시 PLC와 서보 모터를 연결할 때는 제어 방식과 필요한 모듈을 확인하여 적절한 설정을 하는 것이 중요합니다. 😊