12년 2회차

연삭숫돌을 구성하는 3요소는 입자, 결합제, 기공이며, 결합도는 이 3요소가 아니라 입자와 결합제의 결합 강도를 나타내는 별도의 특성값이다.

결합도는 숫돌의 경도를 나타내는 지표로 자생 작용과 관련된 성능 인자이지, 숫돌을 물리적으로 이루는 구성 요소 자체는 아니다.

여러 개의 절삭날을 일직선상으로 배치한 공구를 한 번 통과시켜 구멍의 내면을 가공하는 공작기계는 브로칭 머신이다.

브로치라는 공구는 앞쪽 날에서 뒤쪽 날로 갈수록 날의 높이(치수)가 조금씩 커지도록 배열되어 있어, 각 날이 조금씩 깎아 나가며 한 번의 통과로 원하는 형상·치수의 구멍 내면(키 홈, 스플라인 홈 등)을 완성한다.

세이퍼·플레이너는 왕복 운동으로 평면을, 슬로터는 상하 왕복 운동으로 키 홈 등을 여러 번에 걸쳐 깎는 공작기계로, 한 번의 통과로 완성하는 브로칭과는 가공 방식이 다르다.

화학적 가공에서 용해현상을 이용할 때는 용해 속도를 적절히 제어할 수 있어야 하며, 단순히 느리기만 한 것을 요구 조건으로 보지는 않는다.

실제로 필요한 조건은 용해 속도가 균일하고 제어가 쉬우며, 원하는 부분에 용해를 집중시킬 수 있고 안전·위생상 위험을 방지할 수 있어야 한다는 것이다.

용해 속도 자체를 무조건 느리게 하는 것은 가공 효율과 무관한 요구이므로 구비조건으로 보기 어렵다.

보통 선반의 척 중에서 조(Jaw)가 3개인 척은 연동척(스크롤척)이다.

연동척은 3개의 조가 스크롤(나선판)에 물려 있어 척 핸들을 돌리면 세 조가 동시에 같은 양만큼 오므라들거나 벌어지므로, 원형 단면의 가공물을 빠르게 중심 잡아 고정할 수 있다.

단동척은 4개의 조가 각각 독립적으로 움직여 불규칙한 형상을 물리는 데 쓰이고, 마그네틱척은 자력으로, 콜릿척은 콜릿을 조여서 가공물을 고정하므로 3개의 조로 동작하는 척이 아니다.

가공물의 재질이 균일한 것은 정상적인 가공 조건이므로 드릴가공의 불량 원인이 될 수 없다.

절삭날 양쪽 길이가 다르거나 주축 베어링이 마모된 경우, 주축이 테이블과 경사진 경우에는 드릴이 흔들리거나 기울어져 구멍이 커지거나 비뚤어지는 불량이 생긴다.

오히려 재질이 불균일할 때 드릴이 한쪽으로 쏠리는 불량이 생기므로, 균일한 재질은 불량 원인에 해당하지 않는다.

절삭유제는 인화점이 높아 고온에서도 쉽게 연소하지 않아야 하므로, 고온에서 쉽게 연소해야 한다는 설명은 절삭유제의 요구 조건과 반대된다.

절삭유제는 냉각성과 윤활성이 우수해야 발열을 억제하고 공구 마모·정밀도 저하를 방지할 수 있으며, 쉽게 타 버리면 화재 위험과 함께 냉각·윤활 기능을 제대로 할 수 없다.

입방정 질화붕소(cubic boron nitride)의 미세 결정을 결합제와 함께 초고압·고온에서 인공 합성한 공구재료는 CBN공구이다.

CBN공구는 다이아몬드 다음가는 경도를 지녀 철계 금속처럼 다이아몬드 공구로는 가공이 어려운 고경도 재료의 정밀 절삭에 널리 쓰인다.

초경합금·세라믹공구·피복초경합금은 각각 다른 제조 방식과 조성을 가진 공구재료로, 입방정 질화붕소를 원료로 초고압·고온에서 합성한다는 설명과는 맞지 않는다.

밀링 커터의 회전 방향과 반대 방향으로 일감을 이송하는 절삭 방식은 상향절삭이다.

상향절삭은 칩이 얇게 시작해 점점 두꺼워지며, 절삭력이 이송 방향과 반대로 작용하므로 이송 나사의 백래시 제거 장치가 필요 없다는 장점이 있다. 대신 날이 미끄러지며 파고들어 공구 마모가 크고, 공작물을 들어 올리는 힘이 작용해 가공면이 하향절삭보다 거칠어지기 쉽다.

하향절삭은 커터 회전 방향과 이송 방향이 같은 방식으로, 가공면은 깨끗하지만 백래시 제거 장치가 필요하다.

연삭숫돌을 고정하는 플랜지는 좌우 같은 모양으로 숫돌차 바깥지름의 1/3 이상인 것을 사용해야 하므로, 1/5 이상이면 된다는 설명은 틀렸다.

플랜지가 너무 작으면 회전 중 숫돌을 충분히 지지하지 못해 숫돌이 파손·비산하는 사고로 이어질 위험이 커진다.

• 작업 전 외관검사로 균열 등을 확인하는 것은 올바른 안전 절차이다.
• 측면 사용을 목적으로 하지 않는 숫돌을 측면에 사용하지 않는 것과, 나무 망치로 가볍게 두드려 소리로 이상 유무를 확인하는 것도 올바른 점검 방법이다.

구성인선은 발생 → 성장 → 분열 → 탈락의 순서로 생성되고 사라진다.

절삭 초기에 칩의 일부가 날 끝에 달라붙어 발생하고, 절삭이 진행되며 점점 커지다가(성장) 불안정해져 여러 조각으로 갈라지고(분열), 결국 공작물이나 칩과 함께 떨어져 나간다(탈락).

표면의 줄무늬 방향 기호에서 C는 가공에 의한 커터의 줄무늬가 기호를 기입한 면의 중심에 대해 대략 동심원 모양임을 나타내므로 옳은 설명이다.

선반의 정면 절삭처럼 공작물이 회전하며 끝면을 깎을 때 이러한 동심원 모양의 줄무늬가 생긴다.

• 투상면에 평행한 줄무늬는 =, 투상면에 직각인 줄무늬는 ⊥로 표시한다.
• X는 투상면에 경사지고 두 방향으로 교차하는 줄무늬, M은 여러 방향으로 교차하거나 방향이 없는 줄무늬를 뜻한다.
• R은 중심에 대해 대략 방사상 모양인 줄무늬를 나타내며, Y라는 줄무늬 방향 기호는 없다.

대칭 도형을 생략할 때 대칭 중심선 양 끝에 그리는 대칭 기호는 짧은 두 개의 가는 평행선이며, 동그라미로 표시한다는 설명은 실제 도시 방법과 다르다.

KS 제도 규칙에서 대칭 기호는 중심선에 직각인 짧은 두 평행선으로 표시하도록 정해져 있으며, 이는 도형이 그 중심선을 기준으로 좌우(또는 상하) 대칭임을 나타내는 표시이다.

• 중심선을 조금 넘겨 그리는 경우 대칭 기호를 생략할 수 있다는 설명은 올바른 도시 규칙이다.
• 반복되는 도형을 그림기호로 피치선과 중심선의 교점에 표시하는 것과, 중간 부분을 파단선으로 생략하는 것도 맞는 설명이다.

호칭지름 20mm, 피치 2mm인 미터 가는나사는 M20×2로 표기한다.

미터 나사는 호칭지름 앞에 M을 붙이고, 가는나사처럼 피치를 별도로 표기해야 하는 경우에는 호칭지름 뒤에 ×기호와 피치 값을 이어서 적는다.

보통(거친)나사는 피치를 생략하고 M20처럼만 표기하므로, 피치 2mm를 명시해야 하는 가는나사와는 표기 방식이 다르다.

우측면도는 앞쪽은 낮은 바닥부, 뒤쪽은 높은 세움부인 L자 윤곽이다. 제3각법에서는 정면도와 맞닿는 왼쪽이 물체의 앞면이므로 높은 부분이 오른쪽에 온 투상도가 맞다.

입체도를 보면 바닥 블록 아래에 화살표 방향(앞뒤)으로 뚫린 통로가 있고, 바닥 블록 위 뒤쪽에 세움부가 서 있다. 오른쪽에서 보면 통로는 가려지므로 바닥부 높이 중간에 폭 전체를 가로지르는 숨은선으로 나타나고, 세움부 안쪽의 홈과 단차도 숨은선으로 그려진다.

• L자의 높은 부분이 왼쪽에 있는 투상도: 세움부가 앞쪽에 있는 것처럼 좌우가 뒤집혀 있어 제3각법 우측면도와 맞지 않는다.
• 위쪽 가운데에 홈, 아래쪽 가운데에 통로가 파인 H자 윤곽: 앞 낮고 뒤 높은 L자 윤곽과 맞지 않는다.
• 큰 직사각형 안에 계단형 윤곽이 들어간 투상도: 바닥부와 세움부의 L자 단차가 바깥 윤곽으로 나타나지 않아 우측면도와 다르다.

구멍의 최대 치수가 축의 최소 치수보다 작아 항상 죔새가 생기는 끼워맞춤은 억지 끼워맞춤이다.

억지 끼워맞춤은 조립 후 분해가 어렵거나 불필요한 영구적인 결합에 적용되며, 구멍과 축 사이에 항상 간섭(죔새)이 존재해 강하게 압입되는 형태로 결합된다.

헐거운 끼워맞춤은 항상 틈새가 생기고, 중간 끼워맞춤은 치수에 따라 틈새 또는 죔새가 생길 수 있어 이 문제가 설명하는 항상 죔새가 발생하는 경우와는 다르다.

구멍 Φ50±0.2의 최대실체치수(MMS)는 Φ49.8이다.

최대실체치수는 재료가 가장 많이 남는 상태의 치수로, 구멍은 최소 허용치수, 축은 최대 허용치수다. 구멍의 허용 범위는
최소 50 − 0.2 = 49.8, 최대 50 + 0.2 = 50.2
이므로 최소 허용치수 49.8이 MMS다.

그림의 기하공차 기입틀 「⊥ | Φ0.1Ⓜ | A」는 데이텀 A(아랫면)에 대한 구멍 축선의 직각도 공차 Φ0.1을 최대실체공차방식으로 적용한다는 뜻이다.

• Φ50: 기준 치수일 뿐 허용 한계치수가 아니다.
• Φ50.2: 구멍의 최대 허용치수로, 재료가 가장 적은 최소실체치수(LMS)다.
• Φ49.7: MMS 49.8에서 직각도 공차 0.1을 뺀 실효치수로, MMS 자체가 아니다.

"30-12드릴"은 지름 12mm 드릴로 구멍을 30개 가공하라는 뜻이다.

지시선으로 인출해 구멍을 표시할 때는 구멍의 개수를 먼저 쓰고 하이픈(-) 뒤에 구멍의 지름과 가공 방법(드릴, 리머 등)을 적는다. 따라서 앞의 30은 구멍 개수, 뒤의 12는 드릴 지름이다.

깊이를 지시할 때는 깊이 값을 따로 덧붙여 표기하므로, 이 표기에는 깊이 정보가 들어 있지 않다.

기준면으로 가장 적합한 면은 A면(왼쪽 끝면)이다.

그림의 치수선 네 개가 모두 A면에서 출발해 각 단차면(B, C, D면 포함)까지 따로따로 기입되어 있다. 이렇게 한 기준면에서 여러 치수를 나란히 기입하는 병렬 치수 기입법에서는 공통 출발점인 A면이 가공·측정의 기준면이 된다.

• B면: 가장 짧은 치수의 끝점일 뿐 다른 치수의 출발점이 아니다.
• C면: 셋째 치수의 끝점일 뿐이다.
• D면: 전체 길이 치수의 끝점일 뿐이다.

이론적으로 정확한 치수는 치수 숫자를 직사각형 틀로 둘러싼 100으로 기입한다.

그림은 왼쪽 세로면을 데이텀 A로 잡고 구멍에 위치도 공차 「⊕ | 0,08 | A」를 지정한 뒤, 구멍 위치를 세로 70과 가로 B로 나타낸 도면이다. 위치도를 규제할 때는 위치를 정하는 치수에 공차를 주지 않고 틀로 둘러싼 이론적으로 정확한 치수로 기입해, 위치 오차를 기하공차 0.08만으로 관리한다.

• (100): 괄호 안의 치수는 참고 치수다.
• 틀 없이 숫자만 적은 100: 보통 치수 표기라 치수 공차가 적용되므로 이론적으로 정확한 치수가 아니다.

물체의 보이지 않는 부분의 형상을 나타내는 선은 파선(숨은선)이며, 가는 파선 또는 굵은 파선을 사용한다.

파선은 짧은 선을 일정한 간격을 두고 반복해서 그은 선으로, 외형선처럼 겉으로 드러나지는 않지만 내부나 뒤쪽에 존재하는 형상의 윤곽을 표시할 때 사용한다.

• 가는 1점 쇄선은 중심선·기준선·피치선에 쓰인다.
• 굵은 1점 쇄선은 특수한 가공 등을 지시하는 특수 지정선에 쓰인다.
• 가는 2점 쇄선은 가상선·무게중심선에 쓰인다.

시간지연밸브는 속도조절밸브, 공기 탱크, 3/2-way 방향제어밸브를 조합해 신호를 지연시키는 구조이며, 압력 증폭기는 이 구성요소에 포함되지 않는다.

속도조절밸브로 공기 탱크에 공기가 채워지는 시간을 조절하고, 탱크 내 압력이 일정 수준에 도달하면 3/2-way 밸브가 전환되면서 설정된 시간만큼 지연된 신호를 출력한다.

압력 증폭기는 압력을 높이는 별도의 기기로, 신호의 시간 지연 기능과는 관련이 없다.

기계적 에너지를 유압 에너지로 변환하는 유압기기는 유압 펌프이다.

유압 펌프는 전동기 등 원동기로부터 회전축을 통해 전달받은 기계적 에너지를 작동유의 압력·유량 형태인 유압 에너지로 바꾸어 유압회로에 공급하는 역할을 한다.

공기 압축기는 공압 에너지를 만드는 기기이고, 오일 탱크와 유압제어밸브는 에너지를 저장하거나 흐름을 조절할 뿐 에너지 변환 자체를 담당하지는 않는다.

게이지압력이 8kgf/cm²일 때 절대압력은 약 9.0332kgf/cm²이다.

절대압력은 게이지압력에 표준 대기압을 더해서 구하며, 표준 대기압은 약 $1.0332\ \mathrm{kgf/cm^2}$이다.

$8 + 1.0332 = 9.0332\ \mathrm{kgf/cm^2}$로 계산된다.

어큐뮬레이터(축압기)는 유압 에너지를 저장했다가 필요할 때 사용하는 장치로, 작동유의 점도를 향상시키는 용도로는 쓰이지 않는다.

축압기는 펌프에서 발생하는 맥동을 흡수하고, 회로 내 압력을 일정하게 보상하며, 여유 유압 에너지를 저장해 두었다가 순간적으로 큰 유량이 필요할 때 방출하는 기능을 한다.

작동유의 점도는 오일 자체의 성질과 온도에 따라 결정되는 것이지 축압기가 관여하는 기능이 아니다.

공압장치는 공기의 압축성 때문에 균일한 속도를 얻기가 어렵다는 특징을 가지므로, 균일한 속도를 얻기 쉽다는 설명은 공압장치의 특징과 맞지 않는다.

공기는 압력 변화에 따라 부피가 쉽게 변하는 압축성 유체이기 때문에 부하 변동이 있으면 속도가 흔들리기 쉬워, 정밀한 속도 제어에는 불리하다.

동력전달 방법이 간단하고 힘의 증폭이 쉬우며 공기탱크에 에너지를 축적하기 쉬운 점은 공압장치의 실제 장점에 해당한다.

기어모터는 유압모터 중 구조가 가장 간단하다.

맞물린 두 개의 기어만으로 구성되어 소형·경량이고 값이 싸며, 오일의 공급 방향을 바꾸면 정회전과 역회전이 모두 가능하고 출력 토크가 비교적 일정하게 유지된다.

• 베인모터는 캠링에 밀착되는 베인(날개)이 필요해 기어모터보다 구조가 복잡하다.
• 회전 피스톤 모터는 다수의 피스톤·사판 등을 사용해 구조가 가장 복잡한 대신 고압·고효율을 낼 수 있다.
• 요동 모터는 제한된 각도 범위에서만 왕복 회전하므로 연속 회전에는 쓰이지 않는다.

온도를 일정하게 유지한 채 압력과 체적이 변할 때 압력과 체적이 서로 반비례한다는 것이 보일의 법칙이다.

기체의 온도를 고정하고 압력을 높이면 체적은 그만큼 줄어들어 $P \times V$ 의 곱이 항상 일정하게 유지된다.

• 압력을 일정하게 두고 체적과 온도가 비례한다는 설명은 샤를의 법칙이다.
• 정지 유체 내 모든 방향의 압력 크기가 같다는 설명은 파스칼의 원리다.
• 압력·체적·온도가 모두 변할 때 세 값이 서로 비례한다는 설명은 옳지 않으며, 실제로는 $\dfrac{PV}{T}$ 가 일정하게 유지되는 보일-샤를의 법칙이 적용된다.

그림은 복동 실린더 기호다.

실린더 튜브 안에 피스톤과 한쪽으로 나온 피스톤 로드가 있고, 피스톤 양쪽(헤드 쪽·로드 쪽)에 공기 포트가 하나씩 있다. 두 포트로 번갈아 압축공기를 넣어 전진과 후진을 모두 공기압으로 하므로 복동형이다.

• 단동 실린더: 포트가 한쪽에만 있고, 반대 방향 복귀는 스프링이나 외력으로 한다.
• 요동(회전) 실린더: 일정 각도 안에서 왕복 회전하는 액추에이터로, 직선 피스톤·로드 기호가 아니다.
• 공압 모터: 원 안에 삼각형을 넣어 연속 회전을 나타내는 기호다.

감압밸브는 주회로의 압력보다 낮은 압력이 필요한 분기회로에 사용된다.

2차측(출구측) 압력을 설정값 이하로 낮춰 일정하게 유지시켜 주므로, 하나의 주회로에서 압력이 서로 다른 여러 분기회로를 구성할 때 쓰인다.

• 시퀀스 밸브는 정해진 순서에 따라 작동기의 동작 순서를 제어하는 밸브다.
• 체크 밸브는 한쪽 방향으로만 흐름을 허용해 역류를 막는 밸브다.
• 무부하 밸브는 설정 압력에 도달하면 펌프를 무부하 상태로 전환해 동력 손실을 줄이는 밸브다.

스크류 압축기는 나사 모양의 두 로터가 맞물려 돌아가며 공기를 압축한다.

암·수 로터가 서로 맞물려 회전하면서 로터 사이의 공간이 점차 줄어들어 공기를 연속적으로 압축·토출하므로 왕복동 방식보다 맥동이 적다.

• 격판(다이어프램) 압축기는 얇은 막의 왕복운동으로 압축한다.
• 베인 압축기는 편심 로터에 설치된 베인이 회전하며 체적을 줄여 압축한다.
• 루트 블로어 압축기는 서로 접촉 없이 맞물려 도는 두 회전자로 공기를 이송하는 방식으로 압축비가 낮다.

네트워크는 자동화시스템을 이루는 주요 3요소에 해당하지 않는다.

자동화 시스템은 대상 상태를 검출하는 센서, 그 정보를 처리·판단하는 프로세서(제어기), 판단에 따라 실제 동작을 수행하는 액추에이터 세 가지로 이루어지는 것이 기본 구성이다.

네트워크는 여러 장치 사이의 정보를 주고받는 통신 요소로, 소프트웨어와 함께 구성 요소를 5요소로 넓혀 볼 때 포함되며 핵심 3요소로는 분류되지 않는다.

유압식 동력원은 작은 크기로도 매우 큰 힘을 낼 수 있다.

실린더 구성이면 직선력을, 모터 구성이면 회전력을 낼 수 있어 큰 힘이 요구되는 로봇의 구동원으로 적합하다.

• 공기압식은 압축성 유체를 사용해 큰 힘을 내기 어렵다.
• 전기식은 정밀 제어에는 유리하지만 유압만큼 큰 힘을 내기는 어렵다.
• 기계식(캠·링크 등)은 별도의 동력원이라기보다 동력을 전달하는 기구에 가깝다.

저속작업만 가능하다는 설명은 자동제어의 장점이 아니다.

자동제어는 사람이 직접 조작하는 수동 방식보다 오히려 고속이고 연속적인 작업을 안정적으로 수행할 수 있게 해 주므로, 저속에만 국한된다는 설명은 실제 특성과 맞지 않는다.

품질 균일화로 불량 감소, 연속 작업 가능, 위험한 작업에서 사고 방지가 가능하다는 나머지 설명은 모두 자동제어의 실제 장점에 해당한다.

클램프 방식은 PLC 프로그래밍 방식에 속하지 않는다.

PLC 프로그램은 보통 접점 기호로 회로를 나타내는 래더도 방식, 니모닉 코드로 입력하는 명령어 방식, 논리 게이트 기호로 표현하는 논리도 방식 등으로 표현한다.

클램프는 전선이나 부품을 고정하는 기계요소를 가리키는 말로 PLC 프로그램 표현법과는 관계가 없다.

NC 로봇은 미리 작성한 프로그램에 따라 동작이 결정되는 로봇이다.

수치제어 공작기계처럼 순서·위치 등이 수치로 담긴 프로그램 정보에 의해 동작이 미리 정해지므로, 작업 내용을 프로그램으로 작성해 로봇의 동작을 결정한다는 설명에 부합한다.

• 플레이백 로봇은 사람이 직접 시범 동작을 시킨 뒤 그 동작을 기억시켜 재생하는 방식이다.
• 지능로봇은 센서로 얻은 정보를 스스로 판단해 동작을 결정한다.
• 링크로봇은 입력 정보나 교시 방법에 따른 로봇 분류에 쓰이는 용어가 아니다.

고용의 촉진은 자동화의 목적과 관계가 적다.

자동화는 생산성 향상, 품질의 균일화, 원가 절감을 위해 사람이 하던 작업을 기계로 대체하는 것이 목적이므로, 오히려 인력 수요를 줄이는 방향으로 작용한다.

따라서 고용을 늘리는 것을 자동화의 목적으로 보기는 어렵다.

래더도 방식은 접점의 동작 상태를 회로도 형태로 모니터링할 수 있다.

접점과 코일을 회로도처럼 그려서 표현하므로, 실행 중 각 접점의 On/Off 상태를 화면에서 시각적으로 바로 확인할 수 있다.

• 명령어 방식은 문자 코드의 나열이라 접점 상태를 회로 형태로 보기 어렵다.
• 로직(논리도) 방식은 게이트 기호로 표현되어 접점이라는 개념 자체가 드러나지 않는다.
• 플로차트 방식은 처리 흐름을 나타낼 뿐 접점의 동작 상태를 표시하지 않는다.

로드셀은 고속도로 과적차량 검출에 적합한 센서다.

하중이 가해지면 내부 스트레인게이지의 저항이 변하는 원리로 무게를 전기 신호로 바꾸므로, 도로에 설치해 통과 차량의 중량을 재는 과적 검출 시스템에 쓰인다.

• 바리스터는 전압에 따라 저항이 변하는 소자로 서지 보호 등에 쓰이며 중량 측정과는 무관하다.
• 리졸버는 회전각을 검출하는 센서다.
• 홀소자는 자기장의 변화를 검출하는 소자로 무게 측정에는 적합하지 않다.

일정계획설비는 자동제조 시스템의 주요 생산설비에 포함되지 않는다.

자동제조 시스템의 생산설비는 실제로 가공·조립·운반을 수행하는 가공설비, 조립설비, 운반설비로 이루어진다.

일정계획(스케줄링)은 생산 순서와 시기를 계획·관리하는 기능이지, 물리적으로 가공·운반을 수행하는 생산설비 자체는 아니다.

근접스위치는 물체와 접촉하지 않고 검출하는 스위치다.

금속체나 자성체가 가까이 오면 전계·자계의 변화를 감지해 접점을 개폐하므로, 물체와 직접 닿지 않고도 검출이 가능하다.

• 전자계전기는 코일 통전으로 접점을 여닫는 스위칭 소자일 뿐 별도의 물체 검출 기능은 없다.
• 광전스위치는 빛의 차단·반사를 이용하는 방식으로 전계·자계 변화를 이용하지 않는다.
• 리밋스위치는 물체가 직접 접촉해 레버를 눌러야 동작하는 접촉식 스위치다.

제어는 목적하는 상태나 결과를 얻기 위해 대상에 필요한 조작을 가하는 것으로 정의된다.

• 프로그램은 동작 순서를 미리 정해 둔 명령의 집합을 가리킨다.
• 센서는 대상의 상태를 검출하는 요소다.
• 서보기구는 물체의 위치·방위·자세 등 기계적 변위를 목표값에 자동으로 추종시키는 제어계의 한 형태다.

미리 정해 놓은 순서나 일정한 논리에 의하여 정해진 순서에 따라 제어의 각 단계를 차례로 진행하는 제어는 시퀀스 제어다. 시퀀스 제어는 정해진 순서와 조건에 따라 단계별로 처리되는 자동화 제어 방식으로, 신호등·엘리베이터·세탁기 등에서 사용된다. ON-OFF 제어는 두 가지 상태만 반복하는 방식이고, 자동조정과 프로세스 제어는 연속 변수를 제어하는 방식이므로 해당하지 않는다.

AGV(무인운반차)는 사람 없이 자동으로 생산물을 운반하는 장치다.

정해진 경로를 따라 스스로 이동하며 자재나 제품을 나르므로 생산현장의 무인 운반에 쓰인다.

• CIM은 설계부터 생산까지 컴퓨터로 통합 관리하는 생산체계다.
• FMS는 다품종 소량생산에 대응하도록 구성한 유연생산시스템이다.
• MAP은 공장 자동화 설비 사이의 통신 규약(프로토콜)이다.

되먹임 요소는 제어대상의 출력을 검출해 기준입력과 비교할 수 있는 신호로 바꿔 주는 요소다.

감지기·측정장치 등이 여기에 해당하며, 이렇게 얻은 신호를 기준입력과 견주어야 오차를 알아내고 다음 조작을 결정할 수 있다.

• 제어요소는 기준입력과 되먹임 신호를 비교해 얻은 동작신호를 받아 조작량으로 바꾸는 부분이다.
• 제어신호는 제어계 내부에서 전달되는 신호 자체를 가리킨다.
• 시간지연요소는 신호 전달에 시간이 걸리는 특성을 나타내는 요소다.

PLC의 기억부(메모리)는 시퀀스 제어에 필요한 프로그램 내용을 기록·저장하는 부분이다.

• 중앙처리장치(CPU)는 저장된 프로그램을 해석·연산해 실행하는 부분이다.
• 입·출력부는 외부 신호를 받아들이거나 결과를 내보내는 부분이다.
• 전원부는 각 부에 필요한 전력을 공급하는 부분이다.

그림은 X₁이 먼저 동작해야만 X₂가 동작할 수 있는 우선동작 순차 제어회로다.

BS₁을 누르면 X₁이 여자되어 BS₁과 병렬인 접점으로 자기유지되고, X₁₍₂₎가 닫혀 L₁이 켜진다.

X₂ 회로는 BS₂와 X₁₍₃₎ a접점이 직렬이라, X₁이 동작 중일 때만 BS₂로 X₂를 여자시킬 수 있다. 여자된 X₂는 X₂₍₁₎로 자기유지되고 X₂₍₂₎가 L₂를 켜며, 전원선에 직렬로 들어간 BS₃(b접점)를 누르면 전체가 정지한다.

• 쌍대 회로: 직렬↔병렬, a접점↔b접점을 서로 바꾼 대응 관계의 회로로, 동작 순서와 관계없다.
• 신입신호 우선 제어회로: 나중 신호가 먼저 동작한 회로를 b접점으로 끊는 구조가 필요한데, 이 회로에는 그런 b접점이 없다.
• 동작 지연 타이머 회로: 타이머 코일이나 한시 접점이 없다.

자기유지회로는 계전기 자신의 접점으로 작동회로를 구성해 스스로 작동 상태를 유지하는 회로다.

입력 신호가 사라져도 자신의 접점이 그 역할을 대신해 출력이 계속 유지되는 것이 특징이다.

• 순간동작 회로는 입력이 있는 동안만 출력이 나타나고 신호가 없어지면 바로 꺼진다.
• 우선접점 회로는 여러 입력 중 먼저 들어온 신호를 우선시키는 회로다.
• 일치 회로는 두 입력의 상태가 같을 때만 출력이 나오는 회로다.

의미가 다른 하나는 타임차트로, A와 B가 모두 0일 때만 X가 1이 되는 NOR 동작이다. 나머지 셋은 모두 OR($X=A+B$)을 나타낸다.

타임차트를 구간별로 읽으면 A=0·B=0에서 X=1, A나 B 중 하나라도 1인 동안 X=0, 둘 다 다시 0이 되면 X=1이다. 따라서 $X=\overline{A+B}$이다.

• OR 게이트 기호: 입력 A, B를 받아 $X=A+B$를 출력한다.
• 누름버튼 A, B(a접점)를 병렬로 연결해 릴레이 X를 여자하고 X의 a접점으로 램프 L을 켜는 회로: 어느 버튼을 눌러도 X가 동작하므로 OR이다.
• 스위치 A, B를 병렬로 연결해 X로 내보내는 접점 회로: 어느 쪽이든 닫히면 X에 신호가 가므로 OR이다.

그림 기호는 접점 위에 화살표가 걸쳐 있는 형태로, 이는 조작 후 그 상태가 유지되는 잔류형 스위치 접점을 나타낸다. 자동으로 복귀되지 않고 사람이 다시 조작할 때까지 접점 상태가 유지되므로 조작 스위치 잔류 접점에 해당한다.

인터록회로는 관련 기기의 동작을 서로 금지하도록 구성한 회로다.

기기 보호나 작업자의 안전을 위해 어떤 기기의 동작 상태를 나타내는 접점을 이용해, 그와 관련된 다른 기기의 동작을 금지하도록 구성한다.

• 정해진 순서에 따라 차례로 입력되었을 때만 동작하는 것은 순차 작동(순서) 회로에 대한 설명이다.
• 릴레이 자신의 접점으로 출력을 유지하는 것은 자기유지회로에 대한 설명이다.
• 두 입력의 상태가 같을 때만 출력이 나오는 것은 일치회로에 대한 설명이다.

JK플립플롭은 RS플립플롭의 불확실한 출력상태를 정의해 사용할 수 있도록 개량된 것이다.

RS플립플롭은 두 입력이 동시에 활성화되면 출력이 정해지지 않는 부정 상태가 생기는데, JK플립플롭은 이 조건에서 출력이 토글(반전)되도록 논리를 보완해 불확실한 상태를 없앴다.

$X \cdot X = 1$ 이라는 공식은 옳지 않다.

같은 변수끼리의 논리곱은 멱등법칙에 따라 $X \cdot X = X$ 가 되어야 하므로, 이를 $1$ 이라고 한 것은 잘못된 공식이다.

나머지 공식은 모두 성립한다. 무엇이든 $1$ 과 논리합하면 결과가 $1$ 이 되고(지배법칙), 같은 변수의 논리합은 그 변수 자신이 되며($X+X=X$), 어떤 값에 $1$ 을 곱해도 그 값이 그대로 유지된다($X\cdot 1=X$).

타임차트는 동작순서의 시간적 변화를 알기 쉽게 나타낸 도면으로, 동작 순서표라고도 불린다.

시간의 흐름에 따라 각 신호나 기기의 On/Off 상태 변화를 그래프 형태로 나타내어 시퀀스 제어계의 동작을 표시한다.

• 블록선도는 제어계의 각 요소를 블록과 신호선으로 표현한 도면이다.
• 플로차트는 처리 절차를 순서도 기호로 나타낸 도면이다.
• 논리 회로도는 게이트 기호로 논리적 연결관계를 나타낸 도면이다.

PB1 → PB2 → PB3 순서로 눌러야 R3가 여자된다. 각 릴레이가 앞 단 릴레이의 자기유지 전원을 받아야 동작하는 순차 회로이기 때문이다.

R → PB1(a접점) → R1 코일 → T이고, R1 접점이 PB1과 병렬이라 R1은 자기유지된다. 이 전원이 PB2와 R2 접점(병렬)을 거쳐 R2 코일로 가고, 다시 그 뒤에서 PB3와 R3 접점(병렬)을 거쳐 R3 코일로 간다.

• PB1을 누르면 R2가 여자된다: PB1은 R1만 여자시키고, R2는 PB2를 눌러야 동작한다.
• PB2를 누르면 R3가 여자된다: PB2를 누르면(R1이 동작 중일 때) R2가 여자될 뿐이고, R3는 PB3까지 눌러야 동작한다.
• PB2를 누르고 PB3를 누르면 R3가 여자된다: R1이 먼저 동작하지 않으면 PB2·PB3 쪽에 전원이 오지 않는다.

광 센서는 시퀀스제어의 출력부에 해당하지 않는다.

광 센서는 빛의 유무나 변화를 감지해 신호를 만들어내는 입력 요소이지, 동작 결과를 내보내는 출력부가 아니다.

표시램프·솔레노이드·모터는 제어 신호를 받아 빛을 밝히거나 기계적인 동작을 일으키는 대표적인 시퀀스제어의 출력부다.

회로는 X·Y, X·Ȳ, X̄·Y 세 병렬 경로의 합으로 구성되며, 이는 X와 Y 중 적어도 하나가 동작하면 통전되는 형태이다. 불대수로 전개하면 X·Y + X·Ȳ + X̄·Y = X(Y+Ȳ) + X̄·Y = X + X̄·Y = X + Y가 되어, X + Y와 동일한 논리식이 된다.

피드백에 의한 오차 수정은 시퀀스제어의 장점이 아니다.

시퀀스제어는 미리 정해진 순서대로 동작하는 열린회로(개루프) 제어 방식이어서, 출력을 검출해 목표값과 비교하고 오차를 수정하는 기능은 갖고 있지 않다.

그런 되먹임 비교와 오차 수정은 폐루프(피드백) 제어의 특징이며, 품질 균일화나 생산속도 증가, 작업의 확실성 보장은 시퀀스제어의 실제 장점에 해당한다.

그림의 회로 출력은 A·B이다.

A와 B가 각각 NOT 게이트를 거쳐 $\overline{A}$, $\overline{B}$가 되고, 두 신호가 NOR 게이트(OR 기호 끝에 부정 동그라미)로 들어간다.
$Y=\overline{\overline{A}+\overline{B}}=\overline{\overline{A}}\cdot\overline{\overline{B}}=A\cdot B$ (드모르간 정리)

진리표로 확인하면 A=1, B=1일 때만 $\overline{A}+\overline{B}=0$이 되어 Y=1이므로 AND 동작과 같다.

• (A+B)′: NOR 게이트만 있을 때의 출력으로, 입력 앞의 NOT 게이트가 반영되지 않았다.
• A+B: A나 B 중 하나만 1이어도 1이 되는 OR 동작이라 진리표가 맞지 않는다.
• (A·B)′: NAND 동작으로, A=B=1일 때 0이 되어 결과가 반대다.

동작 속도가 늦다는 설명은 무접점 방식의 특징으로 틀렸다.

무접점 방식은 반도체 소자로 스위칭하므로 기계적 접점을 여닫아야 하는 유접점 방식보다 오히려 동작 속도가 빠르고 수명이 긴 것이 장점이다.

다만 전기적 노이즈와 높은 온도에는 상대적으로 취약하다는 단점이 있다.

a접점은 전자계전기의 코일이 여자(통전)되면 닫히는 접점이다.

• b접점은 평상시 닫혀 있다가 코일이 여자되면 열리는 접점이다.
• c접점은 a접점과 b접점을 함께 갖춘 전환접점이다.
• 한시 b접점은 타이머에 딸린 b접점으로, 코일이 여자된 뒤 바로 열리지 않고 설정 시간이 지나야 열린다(한시동작형 기준).