PLC 자기유지 회로란? START·STOP 래더 프로그램 원리와 예제

PLC 자기유지 회로 원리와 START STOP 래더 프로그램 예제

PLC를 공부하다 보면 반드시 배우게 되는 기본 회로가 자기유지 회로입니다.

START 버튼을 잠깐 눌렀다가 손을 떼었는데도 모터나 설비가 계속 동작하는 이유가 바로 자기유지 회로에 있습니다.

이번 글에서는 PLC 자기유지 회로의 원리부터 START·STOP 버튼을 이용한 래더 프로그램, 실제 현장에서 확인해야 할 부분까지 쉽게 정리해보겠습니다.

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1. PLC 자기유지 회로란?

자기유지 회로는 한 번 동작시킨 출력을 입력 조건이 사라진 이후에도 계속 ON 상태로 유지하는 회로입니다.

예를 들어 START 버튼을 눌러 모터를 운전한다고 생각해보겠습니다.

START 버튼 누름
↓
PLC 입력 X0 ON
↓
출력 Y0 ON
↓
Y0 자기유지 접점 ON
↓
START 버튼에서 손을 떼어도 Y0 계속 ON

이후 STOP 조건이 들어오면 자기유지가 해제되고 Y0 출력이 OFF됩니다.

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2. 자기유지가 필요한 이유

자기유지가 없다면 START 버튼을 누르고 있는 동안에만 출력이 동작하게 됩니다.

X0 START                 Y0
--| |--------------------( )--

위 프로그램에서는 X0가 ON인 동안에만 Y0가 ON됩니다.

START 버튼에서 손을 떼어 X0가 OFF되면 Y0도 바로 OFF됩니다.

하지만 실제 자동화 설비에서는 작업자가 START 버튼을 계속 누르고 있을 수 없습니다.

따라서 START 버튼을 한 번 누르면 운전 상태가 유지되고 STOP 버튼을 누르면 정지하도록 프로그램을 구성합니다.

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3. PLC 자기유지 래더 프로그램

가장 기본적인 자기유지 프로그램을 살펴보겠습니다.

여기서는 다음과 같이 가정하겠습니다.

• X0 : START 조건
• X1 : STOP 조건
• Y0 : 모터 운전 출력

       X0 START        X1 STOP
----+----| |-------------|/|--------( Y0 )
    |
    |    Y0
    +----| |-------------------------+

핵심은 Y0 출력의 접점을 START 조건 X0와 병렬로 연결했다는 것입니다.

이 Y0 접점이 자기유지를 만들어주는 역할을 합니다.

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4. START 버튼을 누르면 어떻게 동작할까?

초기 상태에서는 X0와 Y0가 모두 OFF라고 가정하겠습니다.

① START 버튼을 누릅니다.

X0 입력이 ON되면서 X0 조건이 성립합니다.

② Y0 출력이 ON됩니다.

프로그램 조건이 성립하면서 모터 운전 출력 Y0가 ON됩니다.

③ Y0 자기유지 접점도 ON됩니다.

Y0가 ON되었기 때문에 X0와 병렬로 구성된 Y0 접점 조건도 성립합니다.

④ START 버튼에서 손을 뗍니다.

X0는 다시 OFF가 되지만 Y0 자기유지 조건이 이미 성립해 있기 때문에 Y0 출력은 계속 ON 상태를 유지합니다.

이것이 PLC 자기유지의 기본 원리입니다.

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5. STOP 버튼을 누르면 어떻게 될까?

운전 중 STOP 조건 X1이 들어오면 프로그램의 NC 조건이 해제됩니다.

STOP 조건 발생
↓
X1 조건 변화
↓
Y0 출력 OFF
↓
Y0 자기유지 접점 OFF
↓
자기유지 해제

한 번 Y0가 OFF되면 자기유지에 사용하던 Y0 접점도 조건이 해제됩니다.

따라서 STOP 조건이 다시 정상으로 돌아오더라도 Y0가 자동으로 다시 ON되지는 않습니다.

다시 운전하려면 START 조건을 새롭게 입력해야 합니다.

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6. 자기유지 회로 동작 순서 정리

단계	START X0	STOP 조건	출력 Y0
초기 상태	OFF	정상	OFF
START 누름	ON	정상	ON
START 뗌	OFF	정상	ON 유지
STOP 동작	OFF	동작	OFF
STOP 복귀	OFF	정상	OFF 유지

즉, 자기유지는 START → 출력 ON → 출력 자신의 접점으로 상태 유지 → STOP → 출력 OFF 순서로 이해하면 쉽습니다.

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7. 자기유지와 SET/RST의 차이

PLC에서는 자기유지 회로 외에도 SET/RST 명령을 이용해 출력이나 내부 디바이스의 상태를 유지할 수 있습니다.

구분	자기유지 회로	SET/RST
상태 유지	접점 조건으로 유지	SET 명령으로 유지
해제	회로 조건 차단	RST 명령 사용
프로그램 확인	회로 흐름 확인이 쉬움	SET/RST 위치 확인 필요
활용	운전·정지 회로	상태 기억 및 조건 유지

두 방법 모두 상태를 유지할 수 있지만 프로그램의 목적과 설비 제어 방식에 따라 적절하게 선택해야 합니다.

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8. 비상정지 조건을 추가하면?

실제 설비에서는 START와 STOP 조건만 존재하는 경우보다 여러 안전 조건이 함께 구성되는 경우가 많습니다.

예를 들어 비상정지 조건 X2를 추가했다고 가정해보겠습니다.

       X0           X1          X2
----+--| |-----------|/|---------|/|----( Y0 )
    |
    |  Y0
    +--| |------------------------------+

정상적인 운전 조건에서는 Y0가 자기유지됩니다.

하지만 STOP 또는 비상정지 조건이 발생하면 운전 조건이 차단되어 Y0가 OFF되도록 구성할 수 있습니다.

실제 비상정지 시스템은 PLC 프로그램만으로 안전을 확보한다고 생각해서는 안 됩니다. 설비의 위험도와 안전 설계에 따라 안전 릴레이, 안전 PLC, 접촉기 등 적절한 안전회로가 별도로 필요할 수 있습니다.

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9. 자기유지 프로그램에서 자주 발생하는 문제

현장에서 자기유지가 되지 않는다면 다음 순서로 확인해보는 것이 좋습니다.

1. START 입력 X0가 실제로 ON되는지 확인
2. STOP 관련 조건이 정상인지 확인
3. 비상정지 및 안전 조건 확인
4. Y0 출력 조건까지 논리 흐름이 연결되는지 확인
5. Y0 자기유지 접점의 디바이스 주소 확인
6. 다른 인터록 조건이 Y0를 차단하고 있는지 확인
7. 프로그램에서 Y0를 다른 위치에서도 제어하는지 확인

특히 PLC 프로그램에서는 하나의 출력이 여러 위치에서 사용되고 있다면 예상하지 못한 동작이 발생할 수 있으므로 관련 디바이스를 교차 참조하여 확인하는 것이 좋습니다.

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10. 현장에서 자기유지 회로를 볼 때 중요한 점

래더 프로그램만 보고 설비 동작을 판단하기보다는 실제 입력과 출력을 함께 확인하는 것이 중요합니다.

START 스위치 상태 확인
↓
PLC 입력 X 확인
↓
STOP·안전 조건 확인
↓
자기유지 조건 확인
↓
PLC 출력 Y 확인
↓
실제 장치 동작 확인

프로그램 조건은 정상인데 실제 장치가 동작하지 않는다면 출력 모듈, 릴레이, 마그네트 컨택터, 배선 또는 장치 자체의 문제도 함께 확인해야 합니다.

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11. PLC 자기유지 핵심 정리

자기유지 회로는 START 조건이 사라진 이후에도 출력 상태를 계속 유지하기 위한 PLC의 기본적인 제어 방식입니다.

가장 기본적인 형태에서는 출력 Y의 접점을 START 조건과 병렬로 구성하여 자기유지를 만듭니다.

그리고 STOP, 비상정지, 인터록 등의 조건을 이용하여 필요한 상황에서 자기유지를 해제합니다.

자기유지 회로를 정확하게 이해하면 이후에 배우게 되는 인터록, 자동·수동 운전, 모터 정·역회전, 실린더 제어 등의 PLC 프로그램도 훨씬 쉽게 이해할 수 있습니다.

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다음 글에서는 「PLC 인터록(Interlock)이란? 정역회전 래더 프로그램과 실제 사용 예제」를 알아보겠습니다.