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전기기사 회로이론 · 시퀀스 제어

Sequence Control & Logic Circuits

시퀀스 제어는 미리 정한 순서와 조건에 따라 접점과 기기가 한 단계씩 동작하는 제어다. AND · OR · NOT 같은 논리를 드모르간 법칙과 카르노 맵으로 줄이고, 실제 회로는 자기 유지와 인터록을 뼈대로 짠다. 전동기 기동 회로와 정역 운전 회로가 모두 이 두 회로를 바탕으로 해요. 위 타임 차트에서는 시간 커서를 따라 각 기기가 켜지고 꺼지는 차례를, 아래 그림에서는 게이트 버튼을 눌러 기호와 진리표를 함께 볼 수 있어요.

시퀀스 제어: 정해진 순서대로 움직이는 자동화

🔍 시퀀스 제어
①미리 정해 둔 순서(sequence)에 따라 각 단계를 차례로 실행하는 제어다
②세탁기는 급수 → 세탁 → 헹굼 → 탈수를 순서대로 자동으로 진행한다
③피드백 제어처럼 오차를 계속 고치는 것이 아니라, 조건이 맞으면 다음 단계로 넘어가요
⚡ 타임 차트 읽기
①가로축은 시간, 세로축은 각 기기의 ON · OFF 상태다
②누름 버튼 PB 는 잠깐만 ON 되고, 그 뒤로는 자기 유지 회로가 타이머와 접촉기를 켜 둔다
③LS(리미트 스위치)가 움직이는 물체를 감지하면 그 순간 타이머 · MC · 모터가 함께 꺼져요

논리 게이트: 시퀀스를 이루는 기본 단위

🔑 주요 게이트와 쓰임
①AND: 두 조건이 모두 참일 때만 출력이 나온다. 두 손으로 버튼을 함께 눌러야 움직이는 안전 회로가 이 꼴이다
②OR: 하나라도 참이면 출력이 나온다. 여러 곳의 비상 정지 버튼 가운데 아무거나 눌러도 멈추는 회로가 이 꼴이다
③NAND · NOR 는 만능 게이트라, 한 종류만으로 모든 논리를 만들 수 있다
④XOR: A⊕B = A·B̄ + Ā·B 라 두 입력이 다를 때만 1 이 되며, 비교나 오류 검출에 써요

불 대수: 논리식 줄이기

드모르간 법칙
(A·B)̄ = Ā + B̄, (A+B)̄ = Ā · B̄
AND 의 부정은 각각 부정한 뒤 OR, OR 의 부정은 각각 부정한 뒤 AND 다. NAND · NOR 로 바꿀 때 쓴다.
주요 불 대수 법칙
A + A·B = A, A + Ā·B = A + B (흡수 법칙)
그 밖에 A·1 = A, A + 0 = A(항등 법칙), A·Ā = 0, A + Ā = 1(보수 법칙)이 있다.
카르노 맵
이웃한 칸의 1 을 묶어 가장 간단한 논리식을 얻음
2 ~ 4 변수까지 그림으로 줄일 수 있다. 이웃한 칸은 한 비트만 다르게 놓는다(그레이 코드 배치).
💡 줄이는 요령
①불 대수 법칙으로 식을 바꿔 항의 수를 줄인다
②카르노 맵에서는 1 을 2ⁿ 개씩 묶고, 묶음이 클수록 식이 간단해진다
③무관(don't care) 칸 × 도 1 로 넣으면 더 큰 묶음을 만들 수 있어요

시퀀스 회로의 핵심 요소

자기 유지 회로
PBON → MC 여자 → MC 보조 a접점이 PB 를 우회
기동 버튼에서 손을 떼도 MC 의 보조 접점이 버튼 대신 회로를 이어 접촉기가 계속 켜져 있다. 시퀀스 제어의 가장 기본 꼴이에요.
인터록 회로
MC1 동작 중 → MC2 차단(MC1 의 b접점이 MC2 회로에 직렬)
두 기기가 동시에 동작하지 못하게 막는 안전 회로이고, 정역 운전 전환에 꼭 들어간다.
💡 시퀀스 구성 요소
①a접점(NO): 평소에는 열려 있다가 동작하면 닫히며, 기동에 쓴다
②b접점(NC): 평소에는 닫혀 있다가 동작하면 열리며, 정지와 인터록에 쓴다
③타이머(한시 접점): 정한 시간이 지나야 접점이 바뀌어, 차례로 동작시키는 데 쓴다
④카운터: 정한 횟수를 세면 접점이 바뀌어, 반복 동작을 제어해요

총정리

📋 시퀀스 제어 핵심
①드모르간 법칙과 만능 게이트(NAND · NOR)가 논리 간략화의 바탕이다
②자기 유지 · 인터록 회로는 실기 시험에도 나오는 기본 꼴이에요
드모르간
(AB)̄ = Ā+B̄
(A+B)̄ = Ā·B̄
만능 게이트
NAND 또는 NOR
모든 논리를 만들 수 있음
⚡ 논리 → 응용 회로
드모르간과 만능 게이트는 논리식의 기초이고, 자기 유지와 인터록은 실무 응용이다
자기 유지
MC 보조 a접점 ∥ PB
순간 입력 → 계속 유지
인터록
MC1 의 b접점 → MC2 와 직렬
동시 동작 방지
🎯 시험 포인트
①드모르간: NAND = 각각 NOT 한 뒤 OR, NOR = 각각 NOT 한 뒤 AND 이고, 이 변환이 자주 나온다
②카르노 맵은 2ⁿ 개씩, 큰 묶음부터 묶고 무관 칸도 활용해 최소 SOP · POS 를 얻는다
③자기 유지를 풀려면 정지 버튼의 b접점을 MC 코일과 직렬로 넣는다
④a접점과 b접점은 평소(동작하지 않을 때) 상태로 구분하며, 시퀀스 회로도를 읽는 첫걸음이다
⑤플립플롭: RS-FF 가 자기 유지 회로와 같은 논리이고, JK-FF 는 여기에 토글 기능을 더해요
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