PLC 타이머(Timer)란? TON·TOF 동작 원리와 래더 프로그램 예제

PLC 타이머 TON TOF 동작 원리와 래더 프로그램 예제

PLC 프로그램을 작성하다 보면 버튼이나 센서가 ON되는 즉시 장치를 동작시키는 것이 아니라 일정 시간이 지난 후 동작시켜야 하는 경우가 많습니다.

예를 들어 센서가 감지된 후 3초 뒤 모터를 동작시키거나, 신호가 OFF된 이후에도 일정 시간 동안 출력을 유지해야 할 수 있습니다.

이처럼 PLC에서 시간을 기준으로 동작을 제어할 때 사용하는 것이 타이머(Timer)입니다.

이번 글에서는 PLC 타이머의 기본 원리부터 TON·TOF의 차이, 타이머 래더 프로그램과 실제 현장 사용 예제까지 쉽게 알아보겠습니다.

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1. PLC 타이머(Timer)란?

PLC 타이머(Timer)는 설정된 시간을 기준으로 프로그램의 동작을 지연하거나 일정 시간 동안 상태를 유지하기 위해 사용하는 기능입니다.

쉽게 생각하면 PLC 프로그램 안에 있는 전자식 타이머라고 이해하면 됩니다.

예를 들어 다음과 같은 동작을 만들 수 있습니다.

START 신호 ON
↓
타이머 카운트 시작
↓
5초 경과
↓
모터 ON

PLC에서는 이러한 시간 조건을 이용해 모터, 실린더, 컨베이어, 경광등 등 다양한 장치를 제어합니다.

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2. PLC 타이머는 언제 사용할까?

산업 자동화 설비에서 타이머는 매우 자주 사용됩니다.

• START 후 일정 시간이 지나면 모터 동작
• 컨베이어 사이의 동작 간격 설정
• 실린더 동작 후 다음 공정 지연
• 센서 감지 후 일정 시간 뒤 출력 발생
• 경광등 및 부저 동작 시간 설정
• 설비 자동 운전 순서 제어
• 센서 신호의 순간적인 변화 필터링

특히 여러 장치가 순서대로 동작하는 자동화 설비에서는 타이머가 중요한 역할을 합니다.

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3. TON 타이머란?

TON(On Delay Timer)은 입력 조건이 ON된 후 설정된 시간이 지나면 타이머 조건이 ON되는 방식입니다.

PLC에서 가장 기본적으로 이해해야 하는 타이머 동작 중 하나입니다.

입력 조건 ON
↓
타이머 카운트 시작
↓
설정 시간 도달
↓
타이머 접점 ON

예를 들어 5초 타이머를 설정했다면 입력 조건이 ON된 직후 출력이 동작하는 것이 아니라 5초가 지난 후 출력 조건이 성립합니다.

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4. TON 타이머 래더 프로그램 예제

미쓰비시 PLC의 기본적인 타이머 프로그램을 예로 들어보겠습니다.

X0 ------------------------ [ T0 K50 ]

T0 ------------------------ ( Y0 )

위 프로그램에서 X0가 ON되면 T0 타이머가 카운트를 시작합니다.

예를 들어 해당 타이머가 0.1초 단위라면 K50은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

0.1초 × 50 = 5초

따라서 X0가 ON된 상태로 5초가 지나면 T0 접점이 ON되고 Y0 출력이 동작합니다.

주의: 타이머의 시간 단위는 PLC CPU 및 타이머 종류에 따라 달라질 수 있으므로 실제 프로그램에서는 사용 중인 PLC의 매뉴얼과 설정을 확인해야 합니다.

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5. TON 타이머 동작 순서

상태	X0	T0	Y0
초기 상태	OFF	OFF	OFF
START	ON	카운트 시작	OFF
3초 경과	ON	카운트 중	OFF
5초 경과	ON	ON	ON
X0 OFF	OFF	초기화	OFF

즉 TON 타이머의 핵심은 입력 조건이 일정 시간 동안 유지되어야 타이머 조건이 성립한다는 것입니다.

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6. TOF 타이머란?

TOF(Off Delay Timer)는 조건이 OFF된 이후에도 설정된 시간 동안 출력 상태를 유지한 뒤 OFF시키는 방식입니다.

TON과 동작 개념을 비교하면 이해하기 쉽습니다.

구분	TON	TOF
의미	ON Delay	OFF Delay
기본 동작	일정 시간 후 ON	일정 시간 후 OFF
주요 용도	동작 시작 지연	동작 종료 지연

쉽게 기억하면 TON은 ON을 늦추고, TOF는 OFF를 늦춘다고 이해하면 됩니다.

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7. PLC 타이머 실제 사용 예제

자동화 설비에서 다음과 같은 상황을 가정해보겠습니다.

조건 : 제품 감지 후 2초 뒤 컨베이어 정지

제품 감지센서 X10 ON
↓
타이머 T10 카운트 시작
↓
2초 경과
↓
T10 조건 ON
↓
컨베이어 정지 조건 실행

이러한 방식으로 센서 신호와 타이머를 조합하면 설비의 동작 간격을 조절할 수 있습니다.

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8. 타이머와 자기유지를 함께 사용하는 이유

실제 PLC 프로그램에서는 타이머만 단독으로 사용하는 것보다 자기유지, 인터록, 센서 조건과 함께 조합하는 경우가 많습니다.

예를 들어 START 버튼을 순간적으로 눌렀을 때 자기유지 회로를 이용해 운전 상태를 유지하고, 그 조건으로 타이머를 동작시킬 수 있습니다.

START 버튼
↓
자기유지
↓
타이머 동작
↓
설정 시간 경과
↓
다음 장치 동작

이 구조는 실제 자동운전 프로그램에서 자주 볼 수 있습니다.

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9. PLC 타이머가 동작하지 않을 때 확인할 부분

프로그램에서 타이머가 예상대로 동작하지 않는다면 다음 항목을 순서대로 확인해보는 것이 좋습니다.

1. 타이머 앞의 입력 조건이 실제로 ON인지 확인
2. 타이머 번호가 중복 사용되고 있지 않은지 확인
3. 설정값 K가 정확한지 확인
4. 사용 중인 타이머의 시간 단위 확인
5. 타이머 조건이 중간에 순간적으로 OFF되는지 확인
6. 타이머 완료 접점의 주소 확인
7. PLC 모니터링으로 현재값 확인

특히 입력 조건이 짧은 시간이라도 OFF되면 일반적인 비유지형 타이머는 초기화될 수 있기 때문에 조건의 상태를 함께 확인하는 것이 중요합니다.

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10. 미쓰비시 PLC 타이머 확인 방법

GX Works2 또는 GX Works3에서 PLC 프로그램을 모니터링하면 타이머의 동작 상태를 확인할 수 있습니다.

타이머가 동작하지 않는다면 프로그램만 보는 것보다 실제 모니터 상태에서 다음 내용을 확인하면 원인을 찾기 쉽습니다.

• 타이머 실행 조건 ON/OFF
• 현재 타이머 값
• 설정값
• 타이머 완료 접점 상태
• 타이머 이후 출력 상태

현장 트러블을 확인할 때는 입력 조건 → 타이머 현재값 → 완료 접점 → 출력 순서로 확인하면 편리합니다.

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11. PLC 타이머 핵심 정리

PLC 타이머(Timer)는 시간을 기준으로 설비의 동작 순서와 조건을 제어하는 중요한 기능입니다.

TON은 입력 조건이 ON된 후 설정 시간이 지나면 조건이 성립하는 ON Delay 방식이며, TOF는 입력 조건이 OFF된 이후 일정 시간 동안 상태를 유지하는 OFF Delay 방식입니다.

타이머를 제대로 이해하면 컨베이어, 모터, 실린더, 센서 및 자동운전 프로그램의 동작 순서를 이해하는 데 큰 도움이 됩니다.

특히 실무에서는 타이머 값만 확인하지 말고 타이머를 동작시키는 조건이 계속 유지되고 있는지 함께 확인하는 것이 중요합니다.

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PLC 타이머를 공부하기 전에 「PLC 인터록(Interlock)이란? 정역회전 래더 프로그램과 실제 사용 예제」를 함께 보면 PLC의 기본 조건 제어를 이해하는 데 도움이 됩니다.

다음 글에서는 「PLC 카운터(Counter)란? CTU·CTD 동작 원리와 래더 프로그램 예제」를 알아보겠습니다.