14년 2회차

그림은 카운터 싱킹 작업이다.

위쪽 공구는 절삭날이 원뿔 모양으로 좁아지는 카운터싱크 공구이고, 아래 공작물에는 구멍 입구가 원뿔형(접시형)으로 넓혀진 단면이 그려져 있다. 이처럼 접시머리 나사의 머리가 묻히도록 구멍 입구를 원뿔형으로 가공하는 것이 카운터 싱킹이다.

• 카운터 보링 — 구멍 입구를 바닥이 평평한 원통형 단으로 넓혀 볼트 머리를 묻는 작업이다.
• 태핑 — 뚫린 구멍 안에 탭으로 암나사를 내는 작업이다.
• 보링 — 이미 뚫린 구멍을 원통형 그대로 넓히거나 정밀하게 다듬는 작업이다.

선반에서 고정식 방진구는 베드 위에 설치해 길고 가는 공작물의 휨과 떨림을 막는다.

방진구는 지름에 비해 길이가 긴 공작물을 가공할 때 처짐을 방지하는 부속장치로, 고정식은 베드 위 임의의 위치에 볼트로 고정해 사용하고 이동식은 왕복대에 설치되어 공구와 함께 이동한다는 점에서 서로 구분된다.

연속칩과의 마찰로 공구 경사면이 오목하게 파이는 접시모양 마모를 경사면 마모(크레이터 마모)라 한다.

연성(전연성) 재료를 절삭하면 연속칩이 공구 경사면을 문지르며 흘러 나가는데, 이때의 마찰과 마찰열로 경사면이 접시 모양으로 패이게 되며 내열성이 상대적으로 낮은 고속도강 공구에서 특히 뚜렷하게 나타난다.

• 여유면 마모는 공구 측면(플랭크)이 가공면과 마찰해 생기는 마모로 위치가 다르다.
• 노즈 마모는 날 끝의 둥근 부분에서 발생하는 마모로 접시모양 패임과는 다른 형태다.
• 경계 마모는 절삭 깊이의 경계선 부근에 홈 모양으로 생기는 마모다.

선반의 테이퍼 깎기에서 심압대 센터의 편위 거리는 테이퍼 부분의 반지름 차이에 길이 방향 비례식으로 구한다.

먼저 큰 끝과 작은 끝의 반지름 차를 구하면
(41.27 - 35.91) ÷ 2 = 2.68 mm
이고, 이것이 테이퍼 길이 203.7 mm에서 발생한다.

심압대 편위 거리는 전체 길이 320 mm에서 같은 각도 비율로 편위되어야 하므로
편위 거리 = 2.68 × (320 ÷ 203.7) = 2.68 × 1.571 = 약 4.21 mm이다.

수평형 브로칭 머신은 기계가 낮고 길게 수평으로 배치되어 있어 점검이 오히려 쉬운 편이므로 "점검이 어렵다"는 설명은 틀렸다.

수평형은 설치 면적이 크다는 단점이 있지만 조작이 간단하며, 가동이나 안전성 면에서도 직립형보다 우수하다는 것이 일반적인 비교 결과다.

따라서 기계 점검의 용이성은 수평형 브로칭 머신의 단점이 아니라 오히려 장점 쪽에 해당한다.

여러 대의 CNC 공작기계를 컴퓨터 한 대로 동시에 제어·운전하는 방식은 DNC(Direct Numerical Control)이다.

DNC는 중앙 컴퓨터가 각 공작기계에 가공 프로그램을 직접 분배·관리하여 여러 대를 동시에 운전할 수 있게 한다.

FMS는 여러 공정을 유연하게 자동화한 생산시스템, CAM은 컴퓨터를 이용한 가공 프로그래밍, CIM은 설계부터 생산까지 통합하는 개념이므로 "1대의 컴퓨터로 다수 공작기계를 동시 제어"라는 정의와는 초점이 다르다.

고에너지를 순간적으로 일감의 국부에 집중시켜 고온가열·용융·증발시키는 가공법은 전자빔 가공이다.

전자빔 가공은 진공 중에서 고속 전자를 좁은 영역에 집속시켜 매우 높은 에너지 밀도로 국부적인 용융·증발을 일으키는 정밀 가공법이다.

• 화학적 가공과 전해 가공은 화학반응이나 전기화학적 용해로 재료를 서서히 제거하는 방식이다.
• 극초음파 가공은 진동하는 공구와 연삭입자로 미세하게 깎아내는 방식이라 순간 고온 용융과는 원리가 다르다.

5°30´씩 등분하려면 18구멍 열의 분할판을 사용해야 한다.

분할대 크랭크가 1회전하면 스핀들은 $\dfrac{1}{40}$회전, 즉 $\dfrac{360^\circ}{40}=9^\circ$만큼 회전한다.
따라서 $5^\circ30'=5.5^\circ$를 분할하는 데 필요한 크랭크 회전수는 $\dfrac{5.5^\circ}{9^\circ}=\dfrac{11}{18}$회전이다.

이는 18구멍 열에서 11구멍씩 이동시키는 것과 같으므로 18구멍 열을 사용한다.

연삭숫돌의 3요소에 해당하지 않는 것은 결합도이다.

연삭숫돌은 숫돌입자, 결합제, 기공 세 가지로 구성되며 이를 연삭숫돌의 3요소라 한다.

결합도는 입자를 붙잡고 있는 결합제의 세기를 나타내는 등급(경도)일 뿐, 숫돌 자체를 이루는 구성 요소는 아니다.

나사의 피치를 측정할 수 있는 것은 공구현미경이다.

공구현미경은 대상물을 광학적으로 확대 투영해 나사산의 각도·피치·유효지름 등을 비접촉으로 정밀하게 측정할 수 있는 만능 측정기이다.

• 측장기는 길이(직선 치수)를 정밀하게 측정하는 기기로 나사 피치 전용 측정기는 아니다.
• 게이지 블록은 길이의 기준이 되는 표준 게이지일 뿐 나사 피치를 직접 측정하는 기기가 아니다.
• 오토콜리미터는 미소각도나 평면도의 변화를 측정하는 광학기기다.

ø100 H6/p6는 구멍 기준식 억지 끼워맞춤을 나타낸다.

구멍의 공차역 기호가 H이므로 구멍 기준식이고, 축의 공차역 기호 p는 js·k·m·n 같은 중간 끼워맞춤 영역보다 축이 더 커지는 쪽에 위치해 항상 죔새가 생기는 억지 끼워맞춤 영역에 속한다.

따라서 H6/p6는 구멍기준식 억지 끼워맞춤이 된다.

제품을 규격화하는 목적은 품질 향상과 생산성 증대에 있으며, 생산단가를 높이는 것은 규격화의 목적이 아니다.

규격화는 부품의 호환성을 높이고 대량생산을 통해 원가를 오히려 낮추는 효과를 가져오므로, "단가를 높여 이익을 극대화한다"는 설명은 규격화의 취지와 반대된다.

KS B 1311 TG 20×12×70은 머리붙이 경사키이며, 호칭치수 20×12에 호칭길이 70을 나타낸다.

키 기호 중 T는 경사키를, 뒤에 붙는 G는 머리(Gib head)가 있음을 의미하므로 TG는 머리붙이 경사키를 가리킨다.

뒤이어 표기되는 수치는 폭×높이×길이 순서의 호칭 치수를 나타낸다.

줄 다듬질의 가공방법 약호는 FF이다.

FF는 File Finish(줄 다듬질)를 뜻하는 KS 가공방법 기호이며, 보기 중 BR은 브로칭 가공을 나타내는 별도의 기호로 줄 다듬질과는 구분된다.

구름베어링의 안지름이 100mm일 때 안지름 번호는 20이다.

안지름이 20mm 이상인 구름베어링의 안지름 번호는 $\dfrac{\text{안지름(mm)}}{5}$로 구하므로 $\dfrac{100}{5}=20$이 된다.

치수보조기호 중 Sø는 원의 지름이 아니라 구(球)의 지름을 나타내는 기호이므로 이 설명이 틀렸다.

단순한 ø는 원의 지름을 뜻하지만, 앞에 S(Sphere)가 붙은 Sø는 구면의 지름을 의미한다.

R은 반지름, □는 정사각형의 변, C는 45° 모따기를 나타내는 기호로 모두 올바른 설명이다.

ISO 관용나사 기호 중 테이퍼 암나사를 나타내는 것은 Rc이다.

R은 테이퍼 수나사, Rc는 테이퍼 암나사, Rp는 평행 암나사, G는 평행나사(비테이퍼)를 나타내므로 테이퍼 암나사에 해당하는 기호는 Rc다.

대칭 중심선의 양 끝부분에는 짧은 두 개의 평행한 가는 실선(대칭도시기호)을 그려 도형이 대칭임을 나타낸다.

이 기호는 중심선 자체를 나타내는 가는 1점쇄선과는 별개로, 도형을 절반만 그렸을 때 나머지 절반이 대칭임을 표시하기 위해 중심선 양 끝에 덧붙이는 짧은 가는 실선 한 쌍이다.

도면의 공차 기호 ⌢(사선 화살표 모양)는 흔들림 공차 기호이며, 공차값 앞에 원통 전체가 아닌 특정 단면에서의 흔들림을 규제하므로 원주 흔들림 공차를 의미한다. 데이텀 A-B를 공통 축선으로 하여 지름 공차 ∅0.1 이내의 흔들림을 규제하는 표기이며, 온 흔들림이라면 전체 표면을 규제하는 기호(온 흔들림 기호)가 별도로 사용된다.

입체와 맞는 투상도는 평면도가 T자형, 정면도가 폭의 절반에서 낮아지는 L자형, 우측면도가 아래쪽 가운데 실선과 위쪽 가운데 숨은선을 가진 투상도이다.

입체를 폭 4칸으로 나누면 뒤쪽 절반은 4칸 전부, 앞쪽 절반은 가운데 2칸만 있어 평면도가 T자가 된다. 높이는 왼쪽 2칸(왼쪽 뒤 블록과 앞의 높은 부분)이 전체 높이, 오른쪽 2칸이 약 1/3 높이의 낮은 단이다. 정면에서 보면 왼쪽 끝 블록과 오른쪽 끝 낮은 블록이 모두 한 단 뒤에 있어, 높은 부분 안과 낮은 부분 안에 각각 세로선이 하나씩 생긴다.

오른쪽에서 보면 낮은 단 위로 높은 부분의 옆면이 보여 1/3 높이에 가로 실선이 생긴다. 낮은 단은 앞 절반과 뒤 절반(오른쪽 끝 블록)의 면이 달라 아래쪽 가운데가 실선이고, 위쪽 가운데에는 가려진 왼쪽 뒤 블록의 앞면 모서리가 숨은선으로 나타난다.

• 정면도의 높은 윤곽이 폭의 3/4까지 이어지고 안에 L자 선이 그려진 투상도 — 가운데 오른쪽 칸은 앞뒤 모두 낮은 단이므로 정면도와 어긋난다.
• 정면도의 높은 부분이 폭의 3/4까지 이어지고 낮은 단이 오른쪽 끝 1칸뿐인 투상도 — 높이가 바뀌는 위치가 폭의 절반이어야 하므로 정면도와 어긋난다.
• 위와 같은 정면도에 우측면도 세로선 전체를 숨은선으로 그린 투상도 — 정면도가 어긋나는 데다, 아래쪽 가운데의 보이는 모서리까지 숨은선으로 잘못 나타냈다.

피스톤의 기계적 운동부와 압축실을 격리해 이물질 혼입 없이 식품·의약품 산업에 쓰이는 압축기는 다이어프램형 압축기이다.

다이어프램(격막)이 피스톤 운동부와 압축 공간을 분리하므로 윤활유나 마모 입자가 압축 공기에 섞이지 않아 위생이 중요한 분야에 적합하다.

• 피스톤형 압축기는 압축실이 피스톤 운동부와 직접 접해 있어 이러한 격리 구조가 없다.
• 루트 블로워와 베인형 압축기도 로터·베인이 압축실 내부에서 직접 작동하므로 마찬가지로 격리되지 않는다.

그림의 제어 밸브 조작 방식은 롤러레버 방식이다.

밸브 본체를 뜻하는 사각형 옆에 짧은 레버가 붙어 있고, 그 끝에 가운데 점이 찍힌 원(롤러)이 달려 있다. 이는 실린더 로드나 캠이 롤러를 눌러 밸브를 전환하는 기계적 조작 기호이다.

• 누름 스위치 방식 — 손으로 누르는 버튼 머리 모양을 그리며 롤러가 없다.
• 공압 제어 방식 — 파일럿 압력 신호를 뜻하는 관로·삼각형 기호로 나타내며 롤러가 없다.
• 페달 방식 — 발로 밟는 비스듬한 페달 모양을 그린다.

밀폐된 용기 속 압력은 ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ 모든 방향에서 같다.

그림은 추(W)가 놓인 피스톤이 밀폐된 용기 속 유체를 누르는 모습이며, ⓐ(왼쪽 벽)·ⓑ(위쪽 피스톤)·ⓒ(오른쪽 벽)·ⓓ(아래쪽 바닥) 화살표는 유체가 각 면을 미는 방향이다. 파스칼의 원리에 따라 밀폐된 유체에 가한 압력은 모든 방향으로 같은 크기로 전달되고, 각 벽면에 수직으로 작용한다(유체 자체 무게에 의한 높이차는 무시).

• ⓐ 방향 또는 ⓒ 방향에 가장 큰 압력이 생긴다는 설명 — 옆 벽 한쪽에만 압력이 몰리지 않는다.
• ⓑ와 ⓓ 방향에 가장 큰 압력이 생긴다는 설명 — 하중이 위에서 누르더라도 전달된 압력은 방향과 무관하게 같다.

압축공기 생산량(용량)을 조절하는 방식이 아닌 것은 드레인 조절방식이다.

무부하 조절, ON/OFF 조절, 저속(회전수) 조절은 모두 압축기의 토출량을 조절하는 대표적 방식이다.

드레인 조절은 압축공기 속 응축수를 배출하는 조치일 뿐이므로 공기량 조절 방식과는 목적이 다르다.

절대압력은 게이지압력에 대기압을 더한 값이다.

게이지압력계는 대기압을 0점 기준으로 하여 측정하므로, 실제 절대압력을 구하려면 여기에 대기압을 더해야 한다.

$P_{abs}=P_{gauge}+P_{atm}$

셔틀 밸브는 OR 요소로 알려져 있으며, 두 개의 입구 중 높은 압력이 인가된 쪽의 공기가 우선적으로 출력되는 밸브다. 1번은 AND 요소라는 설명이 잘못되었고(셔틀 밸브는 OR), 3번은 두 입구에서 동시에 작용할 때만 출력된다는 설명으로 이는 AND 밸브의 특성이며, 4번은 작은 쪽 압력이 출구로 나간다는 것이 잘못되었다. 셔틀 밸브는 높은 압력 신호를 선택하는 기능을 하므로 다중 안전장치, 우선제어 등에 활용되며, 정답은 2번이다.

미끄럼 날개(베인)가 회전하며 공기를 안정적으로 일정하게 공급하는 회전식 압축기는 베인형 압축기이다.

로터 홈에 삽입된 날개가 원심력으로 실린더 내벽에 밀착되면서 압축실의 용적을 변화시키므로 맥동이 적고 안정된 공기를 공급할 수 있다.

• 원심식은 고속 회전하는 임펠러의 원심력으로, 루트 블로워는 맞물려 도는 누에고치형 로터로 공기를 이송하므로 미끄럼 날개 방식이 아니다.
• 피스톤형 압축기는 왕복운동을 이용하므로 미끄럼 날개 방식과는 원리가 다르다.

그림은 체크 밸브의 기호이다.

사각형 몸체 안에 공(원) 하나와 V자 시트 하나만 있고, 포트는 좌우 두 개뿐이다. 왼쪽에서 들어온 압력은 공을 시트에서 밀어내 통과하고, 오른쪽에서 들어온 압력은 공을 V자 시트에 눌러 막으므로 한 방향으로만 흐르게 하는 밸브이다.

• 셔틀 밸브(OR 밸브): 입구 두 개와 출구 한 개로 된 3포트 밸브로, 어느 한쪽 입구에만 압력이 있어도 출력된다
• 2압 밸브(AND 밸브): 입구 두 개와 출구 한 개로 된 3포트 밸브로, 두 입구에 모두 압력이 있어야 출력된다
• 급속 배기 밸브: 입구·출구 외에 공기를 대기로 바로 빼는 배기구가 더 있는 3포트 밸브이다

압축기에서 토출된 고온의 압축공기를 건조기 입구 조건에 맞게 냉각시켜 수분을 제거하는 장치는 애프터 쿨러이다.

애프터쿨러는 압축 직후 뜨거워진 공기를 냉각시켜 포함된 수분을 응축·제거함으로써 후단 건조기의 부담을 줄이고 배관·기기의 부식을 예방한다.

• 윤활기는 공압기기에 윤활유를 공급하는 장치다.
• 자동배출기는 고인 응축수(드레인)를 자동으로 배출하는 장치일 뿐 공기를 냉각하지는 않는다.
• 공기 필터는 이물질과 물방울을 걸러내는 장치로, 고온 공기를 냉각하는 기능은 없다.

설정 압력 이상이 되면 유량을 탱크로 돌려보내 회로 내 최고압력을 제한하는 밸브는 릴리프밸브이다.

릴리프밸브는 회로의 압력이 설정값을 초과하면 열려 잉여 유량을 탱크로 귀환시켜 과도한 압력 상승을 방지하는 압력제어밸브다.

• 무부하밸브는 외부 파일럿 압력 신호에 따라 펌프 토출유를 무부하 상태로 탱크에 돌려 동력 손실을 줄이는 밸브로, 회로의 최고압력을 한정하는 목적과는 다르다.
• 감압밸브는 출구 쪽 압력을 낮게 유지하는 밸브, 시퀀스밸브는 정해진 순서에 따라 다음 액추에이터를 동작시키는 밸브이므로 회로 전체의 최고압력 제한과는 목적이 다르다.

서보모터는 위치·속도를 지령대로 제어하여 실제 동작을 만들어내는 구동장치이므로 자동화시스템의 액추에이터에 속한다.

액추에이터는 전기·공압·유압 등의 에너지를 기계적 운동으로 변환하는 요소로, 프로세서가 내린 제어신호를 받아 실제로 대상물을 움직이는 역할을 한다.

프로세서는 연산·판단을 담당하는 제어부, 릴레이는 스위칭 소자, 센서는 상태를 검출하는 입력요소로 서보모터와는 기능이 다르다.

공장자동화의 가장 발전된 단계는 설계·생산·관리를 컴퓨터로 통합하는 CIM(Computer Integrated Manufacturing)이다.

CAD는 컴퓨터를 이용한 설계, CAM은 컴퓨터를 이용한 제조 실행 단계이고, FMS는 여러 공정을 유연하게 연결한 생산시스템으로 CIM보다 낮은 단계에 해당한다.

CIM은 이러한 CAD·CAM·FMS는 물론 경영정보까지 하나의 체계로 묶어 생산 전 과정을 컴퓨터로 통합 관리하는 최상위 개념이다.

측정 대상물에 접촉하지 않고 복사에너지를 검출해 온도를 측정하는 것은 적외선센서이다.

• 열전쌍은 두 금속의 접합부를 대상물에 직접 접촉시켜 기전력을 얻는 접촉식 센서이다.
• 서미스터와 측온저항체도 소자를 대상물에 접촉시켜 저항 변화로 온도를 검출하는 접촉식 센서이다.

따라서 비접촉식이라는 조건을 만족하는 것은 적외선을 이용하는 센서뿐이다.

우선 동작하는 회로가 작동 중일 때 다른 회로의 동작을 금지시키는 회로는 인터록 회로이다.

이는 두 개 이상의 상반된 동작(예: 정회전·역회전)이 동시에 일어나면 안 되는 경우 어느 한쪽이 동작하면 나머지 경로를 전기적으로 차단하여 오동작과 사고를 방지하는 데 쓰인다.

자기유지 회로는 신호가 사라져도 동작 상태를 유지하는 회로, 인칭 회로는 순간 동작용, 한시 회로는 일정 시간 지연 후 동작하는 회로로 인터록과는 목적이 다르다.

출력의 일부를 입력 쪽으로 되돌려 목표값과 비교하도록 폐루프를 구성하는 제어는 되먹임 제어(피드백 제어)이다.

출력을 항상 감시해 목표값과의 차이(편차)를 검출하고 이를 줄이는 방향으로 다시 입력을 조정하는 폐루프 구조가 핵심이다.

순차 제어는 미리 정해진 순서에 따라 단계를 진행하는 제어이고, 프로그램 제어는 목표값이 미리 정한 계획에 따라 변하는 경우를 목표값의 성질로 분류한 이름이며, ON-OFF 제어는 조작량을 두 상태로만 바꾸는 제어동작의 한 형식이다. 출력을 되돌려 목표값과 비교하는 폐루프 구조 자체를 가리키는 명칭은 되먹임 제어이다.

자동제어를 도입하는 목적은 생산의 균일화와 효율화에 있으며, 제품을 고급화하는 것 자체를 직접적인 목적으로 보기는 어렵다.

불량품 감소, 원자재·연료 절감, 안전사고 방지는 자동제어를 통해 품질과 공정을 일정하게 유지함으로써 얻어지는 대표적인 효과들이다.

반면 제품의 등급을 높이는 고급화는 설계·재료 선정 등 별도의 요인에 좌우되는 것이어서 자동제어의 장점으로 보기에는 거리가 멀다.

수치제어공작기계(NC 공작기계)는 프로그램된 지령에 따라 공작물을 절삭·성형하는 설비이므로 자동생산시스템 중 자동가공 분야에 속한다.

자동조립은 부품을 결합하는 공정, 자동설계는 CAD 등을 이용한 설계 단계, 자동포장은 완제품을 포장하는 공정으로 NC 공작기계의 가공 기능과는 다른 영역이다.

목표값의 크기나 위치가 시간에 따라 임의로 변화하고 그 변화를 제어량이 따라가도록 하는 제어는 추종제어이다.

유도탄이나 대공포의 포신처럼 움직이는 목표를 실시간으로 쫓아가야 하는 경우가 대표적인 예이다.

정치제어는 목표값이 일정하게 고정된 경우, 시퀀스제어는 정해진 순서대로 단계를 진행하는 제어로 임의로 변하는 목표를 추적하는 방식과는 다르다.

사람이 직접 동작을 가르쳐(티칭) 그 내용을 기억시킨 뒤 같은 동작을 반복 재현하는 로봇은 플레이백 로봇이다.

수치제어 로봇은 수치 데이터로 프로그램된 좌표에 따라 움직이고, 가변 시퀀스 로봇은 정해진 순서를 필요에 따라 바꿀 수 있는 로봇이며, 수동 로봇은 사람이 직접 조작하는 매니퓰레이터로 티칭 후 자동 재현하는 방식과는 다르다.

항온항습기는 실내 온도와 습도를 센서로 지속 감지하여 설정값과의 편차에 따라 압축기 운전을 자동으로 조절함으로써 환경을 유지하는 전형적인 피드백 제어 시스템이다.

되먹임 제어(피드백 제어)는 출력값을 측정하여 목표값과 비교한 후 오차를 줄이기 위해 입력을 자동으로 조절하는 제어 방식이다.

• 자동판매기: 버튼 입력에 따라 일정한 동작을 수행하는 순차 제어다.
• 교통신호등: 정해진 시간 간격으로 신호를 전환하는 타이머식 순차 제어다.
• 엘리베이터: 층수 입력에 따라 정해진 순서대로 동작하는 순차 제어에 해당한다.

자동화시스템과 가장 관계가 먼 것은 사람이 매 작업마다 직접 조작해야 하는 범용 선반이다.

• 수치제어선반은 프로그램된 지령에 따라 스스로 가공하는 자동화 설비이다.
• PLC는 시퀀스 제어를 자동으로 수행하는 제어장치이다.
• 무인 운반차는 사람 개입 없이 자재를 이동시키는 자동화 설비이다.

반면 범용 선반은 작업자가 매번 수동으로 조작해야 하므로 자동화와는 거리가 있다.

부하에 과전류가 흐를 때 발생하는 열로 바이메탈을 변형시켜 회로를 차단하는 기기는 열동계전기이다.

바이메탈이 과전류의 열로 휘어지면서 접점을 개방해 전동기 등의 부하를 과부하로부터 보호하는 원리이다.

EOCR은 전자식 과전류계전기, 전자접촉기는 접점을 개폐하는 스위칭 기기, 한시계전기는 일정 시간 지연 후 동작하는 계전기로 바이메탈을 이용한 열동 방식과는 구조가 다르다.

절연저항 측정 시 흐르는 누설전류는 30 μA이다.

옴의 법칙 $I=\dfrac{V}{R}$에 따라 직류전압 300V, 절연저항 10MΩ을 대입하면
$I=\dfrac{300\ \mathrm{V}}{10\times10^{6}\ \Omega}=30\times10^{-6}\ \mathrm{A}$가 된다.

절연저항이 메가옴(MΩ) 단위로 매우 크기 때문에 흐르는 누설전류는 마이크로암페어(μA) 수준의 매우 작은 값으로 계산된다.

잘못된 코딩은 001을 SET 001로 코딩한 것이다. 회로 첫머리의 a접점 001은 LOAD(STR) 001로 시작해야 한다.

래더는 a접점 001과 a접점 002가 병렬로 묶이고, 여기에 사선이 그어진 b접점 003이 직렬로 이어진 뒤 출력 코일 012로 끝난다. 따라서 명령어는 LOAD 001 → OR 002 → AND NOT 003 → OUT 012 순서가 된다.

• 002는 001과 병렬인 a접점이므로 OR 002가 맞다
• 003은 직렬로 이어진 b접점이므로 AND NOT 003이 맞다
• 012는 출력 코일이므로 OUT 012가 맞다

SET은 출력을 ON 상태로 유지시키는 명령으로, 회로의 첫 접점을 불러오는 명령이 아니다.

PLC의 입력부·출력부에서 외부기기와 내부회로를 전기적으로 절연하고 노이즈 유입을 막는 데 주로 사용하는 소자는 포토커플러이다.

포토커플러는 발광소자와 수광소자를 광학적으로 결합해 신호는 전달하면서도 전기적으로는 완전히 분리되는 구조여서 절연·노이즈 차단에 적합하다.

사이리스터와 트랜지스터는 전력·신호를 스위칭하는 반도체소자이고, 릴레이는 전자석으로 접점을 여닫는 기계식 스위치로 출력 접점에 쓰일 수는 있지만, 입력부와 출력부 모두에서 신호를 빛으로 전달해 절연과 노이즈 차단을 주로 담당하는 소자는 포토커플러이다.

전자석으로 접점을 개폐하는 전자접촉기와 과전류 시 동작하는 열동계전기를 조합한 장치는 전자개폐기이다.

전자접촉기가 부하의 통전·차단을 담당하고 열동계전기가 과부하를 검출해 차단시킴으로써, 하나의 장치로 개폐와 과부하 보호를 동시에 수행한다.

시간 계전기·보조 계전기·플리커 계전기는 각각 시간 지연, 보조 접점 증설, 점멸 동작을 위한 계전기로 전자접촉기와 열동계전기의 조합과는 구성이 다르다.

전동기의 과부하를 보호하는 계전기는 열동형계전기이다.

과전류로 발생한 열을 이용해 바이메탈을 동작시켜 전동기 회로를 차단함으로써 소손을 막는 구조이다.

한시계전기는 설정 시간만큼 지연된 뒤 접점이 동작하는 계전기, 파워계전기는 큰 전류의 부하를 직접 개폐하기 위한 계전기, 리드계전기는 유리관 속 리드 스위치를 코일의 자력으로 개폐하는 소형 계전기로, 과부하를 열로 검출해 전동기를 보호하는 기능은 없다.

하나의 입력에 대응하는 출력을 내고 새로운 입력이 주어질 때까지 그 상태를 안정적으로 유지하는 기억소자 회로는 플립-플롭 회로이다.

두 가지 안정 상태(0, 1) 중 하나를 계속 유지하는 쌍안정 특성 때문에 1비트의 정보를 저장하는 기억소자로 사용된다.

인터록 회로는 동시 동작을 막는 회로, 선행우선 회로는 먼저 들어온 신호를 우선시키는 회로, 자기유지 회로는 자신의 접점으로 동작을 유지하는 회로로 플립플롭과는 목적이 다르다.

두 입력 A, B가 서로 다를 때만 출력이 1이 되고 같을 때는 0이 되는 회로는 배타적 OR회로(XOR)이다.

두 신호의 불일치 여부를 판별하는 회로로, 두 입력이 일치하지 않을 때만 출력이 나타나는 것이 특징이다.

일치회로는 반대로 두 입력이 같을 때 출력이 1이 되는 회로이고, 인터록회로와 다수결회로는 각각 동시동작 금지와 다수 입력 판정을 위한 회로로 배타적 OR과는 동작이 다르다.

이 회로는 인터록 회로이다. 한쪽 출력이 나오면 다른 쪽 출력이 나오지 못하게 서로 막는다.

위쪽 AND 게이트에는 입력 A와 X₂를 NOT으로 반전한 신호가 들어가 $X_1=A\cdot\overline{X_2}$이고, 아래쪽 AND 게이트에는 입력 B와 X₁을 반전한 신호가 들어가 $X_2=B\cdot\overline{X_1}$이다.

A가 먼저 들어와 X₁=1이 되면 $\overline{X_1}=0$이라 B가 들어와도 X₂=0이고, B가 먼저 들어오면 반대로 X₁이 막힌다. 두 출력은 동시에 1이 될 수 없다.

• 일치 회로: 두 입력이 같을 때 출력이 1인 회로로, 출력을 서로 되먹임하지 않는다
• 금지 회로: 한 입력이 다른 입력의 출력을 막는 1출력 회로로, 출력끼리 교차 연결이 없다
• 배타적 OR 회로: 두 입력이 서로 다를 때 출력이 1인 1출력 회로이다

PB1, PB2, PB3를 순서대로 눌러야 R3가 여자되는 순차 회로이다.

R선→PB1(a접점)→R1 코일→T선 경로로 R1이 여자되고, PB1과 병렬인 R1 a접점이 자기유지한다. PB2와 R2 a접점(병렬)은 PB1·R1 접점 뒤쪽에서 전원을 받으므로 R1이 동작한 뒤에만 R2가 여자·자기유지된다.

PB3와 R3 a접점(병렬)은 다시 PB2·R2 접점 뒤쪽에 달려 있어 R2가 동작한 뒤에만 R3가 여자된다.

• PB1만 누르면 R1만 여자되고, R3로 가는 경로는 열린 PB2·R2에서 끊겨 있다
• PB1과 PB3를 동시에 눌러도 PB2·R2가 열려 있어 R3에 전류가 흐르지 않는다
• PB1 없이 PB2와 PB3를 누르면 R1이 동작하지 않아 전원 자체가 넘어오지 않는다

입력신호 주파수의 1/2에 해당하는 출력 주파수를 내는 플립플롭은 T플립플롭이다.

입력펄스가 들어올 때마다 출력 상태가 토글(반전)되므로, 입력 두 번에 출력 한 번의 주기가 완성되어 주파수가 절반으로 분주된다.

D플립플롭은 입력값을 그대로 저장·출력하고, JK플립플롭과 RS플립플롭은 두 입력의 조합으로 상태를 결정하는 범용 플립플롭으로 분주 전용 동작과는 차이가 있다.

시퀀스 제어회로에서 출력기기로 사용되지 않는 것은 상태를 검출하는 입력기기인 리밋스위치이다.

리밋스위치는 물체의 위치나 이동을 감지해 신호를 내보내는 검출용(입력) 기기이지, 신호를 받아 실제 동작을 만들어내는 출력기기가 아니다.

직류전동기, 에어실린더, 솔레노이드는 제어신호를 받아 회전·직선운동·전자력 등의 실제 동작을 일으키는 출력기기에 해당한다.

옳지 않은 것은 A · A = 1이다. 같은 변수끼리 AND하면 그 변수 자신이 되므로 $A\cdot A=A$(멱등 법칙)가 맞다.

나머지 식은 모두 논리대수의 기본법칙으로 성립한다.

• $A+\overline{A}=1$: 변수와 그 보수를 OR하면 항상 1(보원 법칙)
• $A\cdot B=B\cdot A$: 교환 법칙
• $A\cdot(B+C)=A\cdot B+A\cdot C$: 분배 법칙

미리 정해 놓은 순서나 논리에 따라 각 단계를 차례로 진행시키는 제어는 시퀀스제어이다.

이전 단계의 완료 여부를 조건으로 다음 단계가 순차적으로 진행되며, 목표값과 출력을 비교하는 피드백 과정은 포함하지 않는 개루프 방식이 일반적이다.

자동제어는 시퀀스제어와 되먹임 제어를 모두 아우르는 상위 개념이고, 서보제어는 위치·방위·자세 등을 제어량으로 하는 되먹임 제어, 추종제어는 임의로 변하는 목표값을 따라가는 제어로 정해진 순서에 따라 단계를 진행하는 개념과는 다르다.

이 회로는 우선동작 순차 제어회로이다. X₁이 먼저 동작해야만 X₂가 동작할 수 있다.

P선의 정지용 BS₃(b접점)를 거쳐 BS₁을 누르면 X₁이 여자되어 병렬 X₁₍₁₎ a접점으로 자기유지되고, X₁₍₂₎ 접점으로 L₁이 켜진다.

X₂ 쪽에는 BS₂와 X₁₍₃₎ a접점이 직렬로 들어 있어 X₁이 동작 중일 때만 BS₂로 X₂가 여자되고, X₂₍₁₎로 자기유지·X₂₍₂₎로 L₂ 점등이 이루어진다.

• 인터록 회로: 상대 계전기의 b접점을 넣어 동시 동작을 막는 회로인데, 이 회로에는 서로의 b접점이 없다
• 동작 지연 타이머 회로: 타이머의 한시 접점이 있어야 하나 회로에 타이머가 없다
• 신입신호 우선 제어회로: 나중에 들어온 신호가 먼저 동작한 쪽을 b접점으로 끊는 회로로, 이 회로와 구성이 다르다

자기유지 회로는 릴레이의 자기 자신의 접점(자기 접점)을 이용하여 출력 상태를 유지하는 회로다. 푸시 버튼으로 한 번 누르면 릴레이가 동작하고, 그 릴레이의 보조 접점(자기 접점)이 병렬로 연결되어 버튼을 놓은 후에도 회로를 계속 폐쇄함으로써 출력이 유지된다. 보기 1번은 동일성 비교 회로의 설명이고, 2번은 시퀀스 회로의 설명이며, 4번은 인터록 회로의 설명으로 모두 자기유지 회로와 다르다.

한국산업표준(KS)에서 시퀀스 제어 기호는 전기·전자 부문인 KS C에서 규정하고 있다.

시퀀스 제어에 사용되는 접점·코일·계전기 등의 도면 기호는 전기 회로와 관련된 사항이므로 전기 부문 표준에 포함된다.

KS A는 기본 부문, KS B는 기계 부문, KS D는 금속 부문으로 각각 규정 대상이 달라 시퀀스 제어 기호와는 해당 부문이 다르다.

검출용 스위치가 아닌 것은 작업자가 직접 조작하는 선택용 스위치인 로터리스위치이다.

로터리스위치는 손잡이를 돌려 회로를 선택적으로 전환하는 수동 조작 스위치로, 대상물의 상태를 스스로 검출하는 기능은 없다.

리밋스위치, 근접스위치, 플로트스위치는 각각 위치·접근·액체 수위를 자동으로 감지해 신호를 발생시키는 검출용 스위치이다.

그림은 원 안에 IM이 적힌 유도 전동기(Induction Motor) 기호이다.

전기 기기 기호는 원 안의 문자로 종류를 구분하며, IM의 I는 유도(Induction), M은 전동기(Motor)를 뜻한다.

• 직류 전동기: 유도(I) 표시가 붙지 않으므로 IM과 다르다
• 직류 발전기·교류 발전기: 발전기는 M이 아니라 G(Generator)로 표기한다