개념 한 쪽
디지털프로그래밍은 컴퓨터와 PLC를 이용해 아날로그 신호와 이산 신호를 상호 변환하고 시퀀스를 제어하는 기본 지식을 다룬다. A/D와 D/A 변환의 해상도와 비례 관계, PLC의 구성과 실행 방식, 디지털 제어에 적합한 구동기의 특성을 이해한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「디지털프로그래밍」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| CPU 구성 요소 식별 | 1 | PLC의 핵심 구성과 비핵심 요소를 구분하는 능력을 묻는다 |
| PLC 실행 방식 판별 | 1 | 래더도와 사이클릭·인터럽트 등의 성격 차이를 구분하는 능력을 묻는다 |
| 변환기 계산 문제 | 1 | A/D 해상도 계산이나 D/A 비례 계산을 수행하는 방법을 묻는다 |
A/D 변환기는 아날로그 신호를 일정한 단계로 나누어 디지털 값으로 표현하는 장치이며, 비트 수 n에 따라 2의 n제곱 단계로 양자화된다는 원리를 핵심으로 한다. 따라서 주어진 전체 범위 M을 2ⁿ으로 나눈 값이 해상도와 관련되고, 일부 설명에서는 단계 크기 자체를 최대 오차로 보는 경우도 있다는 점을 명시한다.
D/A 변환기는 디지털 값을 아날로그 전압으로 바꾸는 장치이며 선형 비례 관계를 가정하는 문제가 자주 출제된다는 점을 이해한다. 디지털 입력을 십진수로 변환한 뒤 비례상수를 이용해 출력 전압을 계산하는 절차를 따른다.
PLC는 입력 장치, 제어부(CPU), 출력 장치가 핵심 구성 요소이며 주변용 장치는 별도로 분류된다는 구조로 이해한다. 또한 래더도 등은 프로그래밍 언어이고 사이클릭, 인터럽트, 병행 처리는 PLC의 내부 실행 방식이라는 구분을 명확히 한다.
디지털 제어계에서 펄스 신호를 직접 받아 정밀한 위치 제어나 속도 제어가 가능한 장치는 스텝전동기이며, 이 특성 때문에 디지털 펄스 기반 제어에 적합하다고 기억한다.
이 개념들의 문제는 비트 수와 단계 수의 정비례 관계, 이진수와 십진수 변환에 의한 비례 계산, PLC의 구성요소와 처리 방식 구분을 중심으로 출제된다는 점을 강조한다.
1) A/D 양자화 오차 계산 예시: 아날로그 신호의 최대값을 M이라 하고 A/D 변환기의 비트 수가 3비트일 때, 이 변환기는 2³ = 8단계로 양자화된다. 문제에서의 해상도나 최대 오차는 단계 크기 기준으로 M/8로 표현되므로, 최대 양자화 오차는 M/8로 구한다.
2) D/A 비례 계산 예시: 입력 011(2)=3일 때 출력이 3V이면 1단위당 출력은 1V가 된다. 따라서 입력 101(2)=5일 때 출력은 5V가 된다. 절차는 이진수를 십진수로 변환하고 주어진 비례상수를 곱하는 방식으로 수행한다.
PLC(Programmable Logic Controller)의 CPU부의 구성과 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 문항은 PLC의 CPU부를 구성하는 요소가 무엇인지 물어본다. CPU부는 연산 기능과 프로그램·데이터 메모리 등 논리 처리에 필요한 모듈들로 구성되며 연산부·프로그램 메모리부·데이터 메모리부가 여기에 해당한다.
PLC의 CPU부는 연산, 메모리, 인터페이스 등으로 구성되며 전원부는 별도의 전원 공급 장치에 속한다.
PLC가 시퀀스동작을 소프트웨어적으로 수행하는 방법이 아닌 것은?
정답 ① · PLC(프로그래밍 가능 논리 제어기)는 래더도(Ladder diagram)라는 전통적인 릴레이 회로 기호 기반의 소프트웨어 프로그래밍 언어로 시퀀스 동작을 수행합니다. 사이클릭 처리방식이나 인터럽트 우선 처리방식 등은 내부 동작 및 처리 방법이지 프로그래밍 표현 방식이 아닙니다.
래더도는 프로그래밍 언어(표현 방식)이고, 사이클릭/인터럽트/병행은 PLC의 내부 처리 방식이다.
PLC(Programmable Logic Controller)에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 문항은 PLC의 특징 중 틀린 것을 찾는 문제로서 PLC의 기능과 용도를 확인하는 것이다. PLC는 무접점(반도체 스위치) 방식으로 계전기·타이머·카운터 기능을 소프트웨어적으로 제공하며 산술 및 비교 연산도 처리할 수 있는 시퀀스 제어용 산업용 컴퓨터이다.
PLC는 시퀀스 제어의 핵심 장치로, 기존 계전기 회로를 소프트웨어로 대체하여 유연한 제어가 가능합니다.
승강기기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.