생산 라인의 정밀도와 속도는 결국 “데이터를 얼마나 바르게 계산하느냐”에 달려 있다. LS PLC 사칙연산 프로그램은 센서의 원시값을 공정 단위로 바꾸고(스케일링), 상·하한을 판단하며, 출력의 크기를 정하는 가장 기본적인 토대다. 같은 공식을 써도 구조가 엉키면 스캔 타임이 요동치고, 디버깅이 어려워진다. 이 글은 XG5000 기준으로 주소 설계 → 산술/비교 패턴 → 스케일링 → 트리거 전략 → 성능/디버깅 순서로 정리해, 현장에서 곧바로 쓸 수 있는 사칙연산 프로그램의 표준을 제안한다.
왜 ‘분리된 구조’가 답인가
현장에서 자주 보이는 실수는 한 네트워크 안에 입력, 계산, 표시, 로깅을 한꺼번에 넣는 것이다. 이렇게 만들면 한 부분의 지연이 전체 품질을 흔든다. 사칙연산 프로그램은 다음처럼 층을 분리하면 견고해진다.
- 원본(스캔값) D1000대
- 가공/연산 D2000대
- 표시/로그 D3000대
- 레시피/파라미터 D4000대
계층을 나누면 연산 로직을 바꿔도 HMI·로그 주소를 유지할 수 있고, 튀는 값의 원인을 “원본→스케일링→파생 연산→표시” 흐름에서 빠르게 추적할 수 있다.
사칙연산 명령 개요(ADD/SUB/MUL/DIV)
LS PLC 사칙연산 프로그램의 핵심은 단순하지만, 데이터 폭과 트리거가 품질을 좌우한다.
- ADD/SUB: 보정값 더하기·빼기, 히스테리시스 임계 조정에 활용.
- MUL/DIV: 스케일링 비례식, 비율 계산, 평균 산출의 기반.
- DMUL/DDIV(32비트): 적산, 타이머 기반 평균처럼 범위가 큰 데이터에 안전.
- 나눗셈 0 보호: 분모가 0일 가능성은 상시 감시(M 비트, 비교)로 차단한다.
명령 자체보다 중요한 건 정수 우선 전략이다. 정수로 충분히 표현 가능한 범위라면 속도와 재현성에서 유리하다. 불가피할 때만 실수를 쓴다.
스케일링: 정수 비례식의 표준화
아날로그 입력이 0~10V, PLC 스캔이 0~32767이라면, 다음 비례식을 표준으로 둔다.
공정값 = (원본 * 스케일_상수) / 32767 + 오프셋- 계산 순서는 곱→나눗셈으로 구성하여 정수 손실을 최소화한다.
- 스케일·오프셋은 레시피 영역(D4000대)에 모아두고, 가공 네트워크에서만 읽는다.
이렇게 만들면 LS PLC 사칙연산 프로그램의 스케일링 코드를 프로젝트 간 재사용하기 쉬워지고, 값이 튈 때도 상수만 교정하면 된다.
트리거 전략: 항상이 아니라 “필요할 때만”
사칙연산은 가볍지만, 매 스캔 갱신은 스캔 타임 변동을 키운다. 가장 안전한 방식은 샘플링 펄스(상승엣지) 로만 갱신하는 것이다.
- 샘플링 펄스 연산: P_샘플링 ON 시에만 스케일링·평균 업데이트
- 모드 분기: 자동/점검 모드에 따라 계산 경로 분리(테스트 중 과도 보정 방지)
- 알람 우선: 이상 시 대체 상수로 우회(출력 안정성 확보)
이 3가지만 지켜도 사칙연산 프로그램은 상태 전이에 강하고 유지보수가 쉬워진다.
래더/명령문 흐름(개념 예시)
기종/옵션에 따라 문법 차이가 있으므로 개념 표현으로 이해하면 된다.
; [스케일링] raw D1000 → eng D2000
; eng = raw * 1000 / 32767
; 트리거: P_샘플링 상승엣지
; 나눗셈 0 보호: 32767은 상수, 레시피 사용 시 분모 검사
; [보정] 보정치 D4010
; eng_adj = eng + 보정치
; [한계 판정] 상한 D4020, 하한 D4021
; (히스테리시스는 이후 단계에서 적용)
핵심은 계산 순서와 대상 주소, 트리거를 주석으로 고정하는 것이다. 주석이 선명할수록 사칙연산 프로그램은 팀 단위에서 빨리 읽히고, 실수가 줄어든다.
성능 최적화: 분해·분산·가시화
- 분해: 복잡식을 여러 단계로 쪼개 중간 결과를 남긴다.
- 분산: 대량 계산은 타이머/스텝으로 나누어 처리한다.
- 가시화: 워치리스트에 원본→스케일링→보정→표시를 나란히 배치한다.
이 세 가지는 소스 코드보다 운영에서 더 큰 이득을 준다. 특히 품질 이슈가 발생했을 때, 사칙연산 프로그램의 어디서 문제가 생겼는지를 초 단위로 파악할 수 있다.
자주 발생하는 오류와 빠른 점검
- 값 튐: 분모 0, 데이터 폭 불일치(워드/더블워드), 누락된 히스테리시스.
- 로그/HMI 불일치: 표시용 주소와 연산용 주소 혼용. 표시/기록은 항상 별도 구간.
- 스캔 변동: 매 스캔 연산 남발. 펄스 기반 갱신으로 전환.
이 체크만으로도 사칙연산 프로그램의 고질적 문제 상당수를 사전에 차단할 수 있다.
정수 스케일링 안전형 템플릿
정수만으로도 충분한 해상도를 얻을 수 있도록 곱→나눗셈 순서와 분모 보호를 표준화한다. 이 흐름을 고정하면 LS PLC 사칙연산 프로그램의 재사용성이 높아지고, 값이 튀어도 상수만 교체하면 복구가 빠르다.
; [스케일링 표준] raw(0~32767) → eng(0~1000 단위)
; eng = raw * 1000 / 32767 + offset
; 트리거: 샘플링 펄스(P_샘플)
; 분모 0 보호: 레시피 분모 사용 시 비교 후 처리
M_PULSE ADD K0 D0 ; 더미: 펄스 기준
MUL D1000 1000 D2001 ; raw*1000
DIV D2001 32767 D2000 ; /32767 → eng
ADD D2000 D4010 D2000 ; +오프셋
포인트
- 분모가 상수가 아니라 레시피(D4xxx)일 경우
분모=0이면 계산을 건너뛰거나 안전값을 채운다. - 스케일·오프셋·한계값은 레시피 대역으로 모아 “값은 레시피, 계산은 가공 네트워크” 원칙을 지킨다.
이동 평균·피크 홀드: 노이즈와 급변 대응
센서 노이즈가 큰 라인에서는 간단한 정수 기반 필터만으로도 효과가 크다. LS PLC 사칙연산 프로그램에 다음 두 가지를 끼워 넣으면 UI 안정성과 판정 일관성이 향상된다.
- 이동 평균(윈도우 N, 정수)
; sum = sum + eng - prev
; avg = sum / N
; prev는 N샘플 전 값을 환류
ADD D2100 D2000 D2100 ; sum += eng
SUB D2100 D2300 D2100 ; sum -= prev
DIV D2100 N D2110 ; avg = sum/N
MOV D2000 D2300 ; prev <- eng (환류)
- 분모 N은 2,4,8처럼 2의 거듭제곱이면 비트シ프트로 나눗셈 비용을 낮출 수 있다.
- 피크 홀드(상승/하강 별도)
; max hold
CMP D2000 D2120
> MOV D2000 D2120
; min hold
CMP D2000 D2121
< MOV D2000 D2121
- 일정 주기마다 초기화(또는 조건부 리셋) 루틴을 두어 지연 누적을 방지한다.
히스테리시스 비교: 떨림 없는 판정
상·하한 바로 근처에서 출력이 떨리는 현상을 막으려면 상한/복귀, 하한/복귀를 분리한다. LS PLC 사칙연산 프로그램에서 가장 효과적인 안정화 패턴이다.
; 상한 ON: eng >= High
; 복귀 OFF: eng <= High - HYS
CMP D2000 D4020
>= SET M600 ; High 알람 ON
CMP D2000 D4022 ; D4022 = High - HYS
<= RST M600 ; High 알람 OFF
- 하한도 동일하게 구성하고, HMI에는
High, High-Δ두 선을 함께 그리면 디버깅이 쉬워진다.
레시피 연동 패턴(스케일·한계·보정 일원화)
레시피 교체 시 연산 로직을 수정하지 않도록 값만 바꾸는 구조를 만든다. 핵심은 “레시피 읽기 → 검증 → 적용”의 3단계다.
- 읽기:
D4100=스케일, D4101=오프셋, D4120=High, D4121=Low, D4122=HYS - 검증: 범위 밖 값은 중앙값으로 클램프(안전 우선)
- 적용: 스케일 네트워크와 히스테리시스 네트워크가 이 레시피를 참조
이렇게 하면 LS PLC 사칙연산 프로그램을 손대지 않고도 제품군별 파라미터만 교체해 현장 전환이 빨라진다.
라더 복붙 템플릿(현장 표준안)
; ==== 1) 스케일링 (펄스 트리거) ====
M_PULSE MUL D1000 D4100 D2001 ; raw * scale
DIV D2001 32767 D2000 ; → eng
ADD D2000 D4101 D2000 ; +offset
; ==== 2) 이동 평균 (선택) ====
M_PULSE ADD D2100 D2000 D2100
SUB D2100 D2300 D2100
DIV D2100 D4110 D2110 ; N=레시피
MOV D2000 D2300
; ==== 3) 히스테리시스 알람 ====
CMP D2000 D4120
>= SET M600
CMP D2000 D4122
<= RST M600
; ==== 4) 표시/로그로 분리 ====
M_PULSE MOV D2110 D3000 ; avg → 표시
MOV D2110 D3100 ; avg → 로그 헤드
- 실제 기종/옵션에 따라 명령 표기나 비교 축약 문법은 달라질 수 있으니 프로젝트 표준에 맞춰 치환한다.
디버깅 체크리스트(워치리스트 구성법)
LS PLC 사칙연산 프로그램의 문제를 1분 내 파악하려면 워치리스트를 아래 순서로 고정한다.
D1000(raw) → D2000(eng) → D2110(avg)D4100(스케일) D4101(오프셋) D4110(N)D4120(High) D4122(High-Δ) D4121(Low)M600(High 알람)D3000(표시) D3100(로그 헤드)
여기서 값이 튀면 (a) 분모 0 여부, (b) 데이터 폭 충돌(워드/더블워드), (c) 샘플링 펄스 유무, (d) 레시피 클램프 누락을 우선 체크한다.
성능·안정화 팁(고급)
- 부하 평준화: 대량 산술은 50~100ms 타이머 스텝으로 분산.
- 엣지 기반: 적산/평균은 항상 상승엣지로만 갱신.
- 예외 우선: 알람 루틴은 네트워크 상단에 배치해 대체 상수가 먼저 적용되게 한다.
- 가시화: HMI에
raw/eng/avg3선을 함께 그래프화하면 원인 역추적이 즉각적이다.
결론: 구조가 곧 품질이다
정답은 분리된 구조(원본/가공/표시/레시피), 정수 우선의 사칙연산, 펄스 기반 트리거, 히스테리시스 비교다. 이 네 가지 원칙만 지켜도 LS PLC 사칙연산 프로그램은 스캔 타임 변동이 작고, 디버깅과 레시피 전환이 눈에 띄게 빨라진다. 팀 표준 템플릿을 저장해 재사용하면 신규 설비 투입 속도도 높아진다.
자주 묻는 질문(FAQ)
Q1. 정수만으로 정확도가 충분할까요?
대부분의 온도/압력/길이 스케일은 정수 비례식으로 충분하다. 필요한 해상도가 1~2자리 소수라면 스케일 상수를 키우고 표시에만 소수점 포맷을 쓰면 된다.
Q2. 평균과 히스테리시스는 같이 써야 하나요?
센서 특성에 따라 다르지만, 이동 평균은 노이즈를 줄이고 히스테리시스는 경계 떨림을 줄인다. 둘을 함께 쓰면 안정성이 높다.
Q3. 레시피 값이 비정상일 때는?
적용 전에 범위 검증(클램프)을 넣고, 위험 구간이면 안전 상수로 대체한다. 연산 네트워크는 레시피를 “읽기만” 한다.
Q4. 실수 연산은 언제 쓰나요?
정수로 해상도가 부족하거나 외부 연동(예: MES)이 실수 포맷을 강제할 때. 그 외에는 정수 우선이 유리하다.