산업용제어기 개발을 위한 PLCOpen 기반 KOSMOS 개발 환경과 그 응용

I. 산업용 제어시스템 구성기술 변화
1.1 개방형 모션제어기와 PLCopen 20
(1) 개방형 모션 제어기 20
(2) 인터페이스 플랫폼 23
1.2 인터페이스 플랫폼의 개별 특징 29
(1) PROFIBUS / PROFINET 29
(2) Ethernet / IP 30
(3) POWERLINK 33
(4) EtherCAT (Ethernet Control Automation Technology) 35
(5) SSCNET 36
(6) Realtime Express™ (RTEX) 38
(7) CANopen 39
(8) VARAN (Versatile Automation Random Access Network) 41
(9) 정리 42

II. PLCopen규정 텍스트 언어
2.1 소프트웨어 컴포넌트 46
2.2 Instruction List (IL) 47
(1) 일반 47
(2) 명령어 (Instructions) 47
(3) 연산자, 수정자 및 피연산자 47
(4) 함수와 함수 블록 50
2.3 Structured Text (ST) 54
(1) 일반 54
(2) 식 (Expressions) 54
(3) 구문 56
(4) 선택 구문 (IF, CASE) 60
(5) 반복 구문 (WHILE, REPEAT, EXIT, CONTINUE, FOR) 61

III PLCopen규정 그래픽 언어
3.1 공통 요소 66
(1) 일반 66
(2) 변수와 인스턴스의 표현 66
(3) 줄과 블록의 표현 68
(4) 네트워크의 플로우 방향 69
(5) 네트워크의 평가 (Evaluation) 70
(6) 실행 제어 요소 72
3.2 Ladder Diagram (LD) 73
(1) 일반 73
(2) 파워 레일 73
(3) 링크 요소와 상태 74
(4) 접점 (Contacts) 74
(5) 코일 (Coil) 76
(6) 함수와 함수 블록 77
(7) 네트워크 평가 순서 78
3.3 함수 블록 다이어그램 (FBD) 78
(1) 일반 78
(2) 요소의 조합 78
(3) 네트워크 평가 순서 78
(4) 네트워크 연산 (Network evaluation) 79
(5) 피드백 변수 (Feedback variable) 80
3.4 순차 함수 차트 SFC (Sequential Function Chart SFC) 80
(1) 단계 / 전이 조건 (Step / Transition combination) 81
(2) 단계 - 전이 순서 (Step - transition sequence) 81
(3) 단계 (Step) 84
(4) 전이 (Transition) 86
(5) 액션 (Actions) 88
(6) 액션 블록 (Action block) 89
(7) 순차 제어 (Sequential control) 91

IV. KOSMOS 개발환경
ISaGRAF 94
MULTIPROG 94
CoDeSys 94
4.1 POU와 리눅스 환경 96
4.2 개발환경 구성과 컴포넌트 103
(1) KOSMOS IDE 구조 103
4.3 설치 방법 108
4.4 통합개발환경 사용자 인터페이스 110
(1) 메뉴바와 메뉴바 아이콘 110
(2) 프로젝트 윈도우 패널 112
(3) 함수, 함수블럭, 프로그램 113
(4) 리소스 114
(5) 변수 모니터링 패널 121
(6) 프로그램 편집 패널 122
(7) 검색 및 로깅 패널 123
(8) 라이브러리 및 디버깅 패널 125
(9) 프로젝트 설정 패널 126

V. EtherCAT 관리 기능
5.1 주의 사항 130
5.2 Root 플러그인 131
5.3 Master 플러그인 132
(1) Master State 132
(2) Scan Network 133
5.4 Slave 플러그인 135
(1) EtherCAT Node 135
(2) EtherCAT Management 136
(3) Config 145

VI. 제어 응용프로그램 작성
6.1 EtherCAT과 wxGlade HMI 플러그인을 사용한 LED 제어 148
(1) wxGlade를 이용한 HMI 구성 148
(2) HMI에 기능 추가하기 153
(3) 실제로 사용하기 (EL9800 Beckhoff 평가보드 기준) 162
6.2 EtherCAT을 이용한 단축 제어 응용 164
(1) 제어 응용 작성 전 준비 과정 164
(2) 제어 응용 작성 167
6.3 CANopen을 이용한 단축 제어 응용 188
(1) CANopen 플러그인 추가 및 설정 방법 188
(2) 제어 응용프로그램 작성 193
(3) 제어 응용 수행 197
6.4 DF1 플러그인과 모션 응용에 사용자 입력 반영하기 198
(1) DF1 플러그인을 이용한 응용 작성 과정 198
6.5 3축 직교로봇 제어하기 203
(1) 시스템 구성 203
(2) 제어 응용을 위한 HMI 204
(3) 제어 응용 작성 209
6.6 Modbus RTU 플러그인과 모션 응용에 사용자 입력 반영하기 233
(1) KOSMOS Modbus RTU 플러그인 233
(2) Modbus RTU 플러그인을 이용한 응용 작성 과정 235

VII. 모션 제어기 설정
7.1 x86(PC) 기반 모션 제어기 설정 242
(1) 모션 제어 시스템 구성 242
(2) 모션 제어 시스템 설정 244
7.2 임베디드(Embedded) 기반 모션 제어기 설정 248
(1) 임베디드 기반 모션 제어기 248
(2) 임베디드 기반 모션 제어 시스템 구성 248
(3) 임베디드 기반 모션 제어 시스템 구동을 위한 이미지 설치 250
(4) 임베디드 기반 모션 제어 시스템 구동 259

부록
A. BeagleBone Black System Reference Manual 268
B. uPLC 하드웨어 사양서 283
C. GMC 하드웨어 사양서 286
index