PLC 설계 자동화 프로그램: I/O 목록과 파워도면 설계 데이터

2019.06.12 조회 3593

우리비엔씨는 ㈜HE SOFT(당시 TPM엔지니어링)의 의뢰로, 전기 설계 담당자가 쓰는 PLC 설계 자동화 프로그램을 두 번에 나눠 개발했습니다. 2019년 1차 개발에서는 PLC 구성을 화면에서 디자인하면 I/O 목록과 엑셀·EPLAN·AutoCAD 연동 파일이 나오는 IOA(Input/Output Automator)를 만들었습니다. 2020년 2차 개발에서는 그 구조를 그대로 살린 채, 파워도면 패널을 설계하는 PSA(Power Schematic Automator)를 얹었습니다.

PLC 설계 자동화 프로그램 1차 IOA(Input/Output Automator) 메인 화면: PLC 제조사 선택, Remote PLC 사용 설정, 랙 슬롯별 전원·CPU·입력·출력·통신 모듈 배치, I/O Generate·Purchase orders·EPLAN Part·Statistics 버튼

1차 IOA 메인 화면: PLC 제조사와 Remote PLC를 정하고 랙 슬롯마다 모듈을 배치합니다 (DEMO 버전)

1차 IOA: PLC 구성 기반 I/O 목록 자동 생성

PLC 전기 설계는 어떤 PLC를 쓰고, 랙의 슬롯마다 어떤 모듈을 꽂을지 정하는 데서 시작합니다. 구성이 정해지면 입출력(I/O) 목록과 도면 작업이 뒤따르는데, 그 내용 대부분은 구성에서 그대로 따라 나옵니다. 사람이 정해야 하는 일과 옮겨 적기만 하면 되는 일이 분명히 나뉘는 셈이라, 뒤쪽 일을 프로그램에 맡기기 좋습니다.

IOA에서는 PLC 제조사를 고르고, 랙마다 전원·CPU·입력·출력·통신 모듈을 슬롯에 배치합니다. Remote PLC를 쓸 때는 사용 여부와 수를 정해 MAIN과 REMOTE 구성을 함께 디자인합니다. 그다음부터는 프로그램이 맡습니다.

PLC 디자인에 따른 Input/Output 목록 생성
생성된 데이터 가공과 엑셀 저장
EPLAN 연동 파일(xml) 생성
AutoCAD 연동 파일(txt) 생성
구성 내용 통계 조회

설계 담당자는 구성만 정하고, 그 구성을 목록과 파일로 옮기는 일은 프로그램이 합니다. EPLAN이나 AutoCAD에서 도면을 그릴 때도 같은 내용을 다시 입력하지 않고, 연동 파일을 받아 쓰도록 했습니다.

2차 PSA: 동일 구조 기반 파워도면 확장

1년 남짓 지나 HE SOFT에서 2차 개발을 의뢰했습니다. 이번 대상은 PLC가 아니라 패널의 전원 쪽을 그리는 파워도면이었습니다. 새 프로그램을 따로 만드는 대신, 1차 IOA의 구조를 이어받고 그 위에 PSA를 새 모듈로 더하는 방식으로 진행했습니다.

1차 개발 승계 항목

같은 개발·운영 환경: C#, DevExpress WinForm, .NET Framework 4.0 이상, SQLite
같은 라이선스 체계: IOA의 3가지 패키지 모듈 인증 옵션을 손보고, PSA를 새 모듈로 추가
IOA 메뉴 방식을 새 구조에 맞게 전체 업데이트
IOA의 주소(어드레스)를 PSA에서 연동해 지정할 수 있는 환경 (PSA 화면 아래쪽 ioA 버튼)
결과를 연동 파일로 넘기는 방식(AutoCAD 연동 txt)과 구성 내용 통계 조회

2차 개발 신규 항목

PLC 설계 자동화 프로그램 2차 PSA(Power Schematic Automator) 전기 사양 화면: GPS·UPS 전원별 AC·DC 전위, 케이블 색상, 계산 관리, 안전 인증 CE·UL, 선번호, 냉각 조건, 메인 패널 크기와 설치 조건, 하단 Parts·Inverter/Servo·Part List·AUTOCAD Export·ioA 메뉴

2차 PSA 전기 사양 화면: 패널 그룹별 전원 사양과 계산·냉각·인증 조건을 입력합니다 (테스트 데이터)

Panel Main/OP 구성 디자인과 전기 사양 입력 (GPS·UPS 전원별 AC·DC 전위)
Main의 부하, OP의 장치 수량 설정
생성된 도면의 DT(장치 태그) 정보 세팅과 세부정보 입력
케이블 색상, 계산 관리(역률·여유율·접속률), 안전 인증(CE·UL), 선번호, 냉각 조건(외기·목표 온도, 설치 조건, 열전달 재질) 입력
Parts, Inverter/Servo, Part List, AUTOCAD Export 메뉴

싱글라인 다이어그램

PSA 싱글라인 다이어그램: 장치 사이의 연결 관계를 그리고 전류와 선번호를 계산합니다 (테스트 데이터)

2차에서 가장 크게 달라진 화면입니다. 전원 종류(GPS·UPS)와 패널을 고른 뒤 장치 사이의 연결 관계를 다이어그램으로 직접 그리고, 같은 화면에서 전류와 선번호를 계산합니다. 1차가 “구성을 고르면 목록이 나오는” 프로그램이었다면, 2차는 그 위에 “연결을 그리면 계산이 따라오는” 단계를 더한 셈입니다.

1차와 2차 비교

구분	1차 IOA	2차 PSA
개발 시기	2019.01 ~ 2019.04	2020.05 ~ 2020.11
다루는 도면	PLC 구성과 입출력(I/O)	파워도면 패널
담당자가 정하는 것	PLC 제조사, MAIN/REMOTE 구성, 슬롯별 모듈	Panel Main/OP 구성, 전기 사양, Main 부하·OP 장치 수량, 장치 연결 관계
프로그램이 하는 것	I/O 목록 생성, 데이터 가공	도면 DT 정보 세팅, 전류·선번호 계산
결과를 넘기는 곳	엑셀, EPLAN(xml), AutoCAD(txt)	AutoCAD(txt)
공통	구성 내용 통계 조회, 같은 라이선스 체계(모듈별 인증), IOA 주소 연동

프로젝트 개요

고객사	㈜HE SOFT
1차 개발	PLC설계 Tool IOA(Input/Output Automator), 2019.01 ~ 2019.04
2차 개발	PLC설계 Tool 확장 PSA(Power Schematic Automator), 2020.05 ~ 2020.11
연동	엑셀, EPLAN(xml), AutoCAD(txt)
개발 환경	C#, DevExpress WinForm
운영 환경	.NET Framework 4.0 이상, SQLite, 윈도우 설치형(라이선스 인증)

자주 묻는 질문

Q. 이미 쓰고 있는 프로그램에 다음 단계 기능을 더할 수 있나요?

네. 이 사례의 2차 개발은 1차 IOA를 버리지 않고, 같은 개발 환경과 라이선스 체계 위에 PSA를 새 모듈로 더했습니다. 대신 새 모듈이 들어오면서 IOA의 메뉴 방식도 함께 바꿨습니다. 처음 개발할 때 다음 단계가 들어올 자리를 염두에 두면 확장이 한결 수월합니다.

Q. EPLAN이나 AutoCAD를 대신하는 프로그램인가요?

아닙니다. 도면은 지금 쓰는 EPLAN이나 AutoCAD에서 그리고, 이 프로그램은 설계 데이터를 정리해 연동 파일(EPLAN xml, AutoCAD txt)로 넘겨 주는 역할을 합니다. 같은 내용을 CAD에 다시 입력하는 일을 줄이는 것이 목적입니다.

Q. PLC 부품 데이터도 함께 만들어 주나요?

1차 개발에서는 PLC 부품 데이터베이스 자체는 개발 범위에서 제외하고, 부품 데이터를 저장하고 관리하는 틀을 만들었습니다. 부품 데이터를 정리하는 일까지 함께 맡아야 하는 경우에는 상담 때 범위와 기간을 따로 정합니다.

Q. 개발 기간은 얼마나 걸리나요?

이 사례는 1차가 2019년 1월부터 4월까지, 2차가 2020년 5월부터 11월까지 걸렸습니다. 설계 자동화는 다루는 도면 종류, 계산 항목, 연동 파일 형식이 몇 가지인지에 따라 기간이 크게 달라집니다. 실제 도면과 지금 쓰는 양식을 보고 말씀드리는 것이 가장 정확합니다.