PLC Engineer's Field Notes

미쓰비시 서보를 시운전하다 보면 드라이브 화면에 큰 알람은 없는데 축이 움직이지 않는 경우가 있습니다.

물론 서보 드라이브의 운전 조건이 맞지 않으면 대부분은 알람이나 경고가 뜹니다.
특히 같은 메이커의 PLC, 모션 모듈, 서보 드라이브를 같이 쓰는 구조라면 PLC나 모션 모듈 쪽에서도 알람 코드나 상태값을 확인할 수 있는 경우가 많습니다.

하지만 현장에서는 PLC 화면에서는 정상처럼 보이는데, 드라이브 쪽 상세 상태를 직접 봐야 원인이 보이는 경우도 있습니다.

그래서 알람이 안 보인다고 바로 정상으로 판단하기보다는, 어디 기준에서 알람이 없는지부터 나눠서 보는 편이 좋습니다.

[한 줄 직설] 알람이 안 보이면 고장도 아니고 정상도 아닙니다. 먼저 어디 기준에서 알람이 안 보이는지부터 나눠야 합니다.

1. 알람이 없다는 기준부터 확인한다

먼저 “알람이 없다”는 말이 어디 기준인지 확인해야 합니다.

현장에서는 아래 세 가지가 서로 다를 수 있습니다.

• 서보 드라이브 본체 표시부에 알람이 없음
• PLC 진단 버퍼에 알람이 없음
• 모션 모듈 또는 설정 툴에서 에러가 없음

같은 메이커끼리 구성된 경우에는 PLC나 모션 모듈에서 서보 알람 코드나 상태값을 같이 받아오는 경우가 많습니다.

예를 들어 미쓰비시 QD77MS16 같은 Simple Motion Module을 사용하는 경우에는 서보 드라이브와 모션 모듈이 연동되어 축 상태, 에러 상태, Ready, Busy 같은 정보를 모듈 쪽에서 확인할 수 있습니다.

그래서 모션 모듈 쪽 상태값만 봐도 어느 정도 방향을 잡을 수 있습니다. 다만 모든 원인이 PLC 화면이나 모션 모듈 상태값에서 바로 보이는 것은 아닙니다.

저 같은 경우도 모듈 상태값만으로 원인이 바로 잡히지 않으면, 서보 드라이브에 직접 연결해서 전용 프로그램으로 확인하는 편입니다.

PLC 쪽에서는 큰 알람이 없어 보이는데, 드라이브 전용 프로그램에서 보면 운전 준비 조건, 알람 이력, 인터록 상태, 주회로 상태 같은 항목이 더 자세히 보이는 경우가 있습니다.

그래서 독자분들도 PLC 화면에서 알람이 안 보인다고 바로 넘어가기보다, 드라이브 전용 프로그램으로 상세 상태를 확인하는 습관을 들이는 것이 좋습니다.

따라서 “알람 없음”이라고 판단하기 전에 아래 항목을 따로 확인하는 편이 좋습니다.

• 드라이브 본체 알람
• 모션 모듈 에러
• PLC 진단 버퍼
• 드라이브 전용 프로그램 상태값
• 알람 이력

드라이브 상세 상태까지 확인해야 실제 운전 조건이 보일 때가 있습니다.

2. 통신은 되는데 모터 구동 조건은 안 맞을 수 있다

서보 드라이브와 통신이 된다고 해서 모터가 실제로 구동 가능한 상태라고 바로 보면 안 됩니다.

통신은 정상일 수 있습니다.
파라미터도 읽히고, 상태값도 보이고, PLC와 드라이브 사이의 데이터 교환도 될 수 있습니다.

하지만 통신이 된다는 것과 모터가 실제로 움직일 수 있다는 것은 다릅니다.

확인해야 할 것은 따로 있습니다.

• 제어전원 상태
• 주회로 전원 상태
• 서보 ON 상태
• Ready 상태
• 모터 연결 상태
• 엔코더 연결 상태
• 브레이크 해제 상태
• 안전회로 또는 MC 상태
• 인터록 입력 상태
• 비상정지 회로 상태

드라이브와 통신이 된다고 해서 모터 배선, 엔코더 배선, 주회로 전원, 브레이크 조건, 인터록 조건까지 모두 정상이라고 보면 안 됩니다.

특히 처음 시운전하는 장비에서는 드라이브는 정상적으로 보이는데 모터 연결 상태나 브레이크 조건 때문에 축이 움직이지 않는 경우도 있습니다.

3. 인터록 배선 방식과 파라미터 설정을 같이 본다

축이 움직이지 않을 때 인터록 배선과 파라미터 설정도 같이 봐야 합니다.

현장에서 시간을 잡아먹는 경우 중 하나가 실제 배선 방식과 파라미터 설정이 서로 다른 경우입니다.

예전에 인터록 배선을 실제로는 사용하지 않는 구조였는데, 파라미터는 인터록 배선 방식으로 설정되어 있어서 시간을 잡아먹은 적이 있습니다.

드라이브와 통신도 되고, 화면상으로 큰 알람도 없어 보이는데 축이 움직이지 않았습니다.

결국 문제는 드라이브가 인터록 입력을 기다리는 설정으로 되어 있었던 것입니다.

이런 경우에는 프로그램이나 위치결정 데이터만 계속 봐도 답이 잘 안 나옵니다.

확인할 항목은 아래와 같습니다.

• 인터록 입력을 실제로 배선했는지
• 파라미터가 인터록 사용 방식인지
• 배선 방식과 파라미터 방식이 같은지
• 안전회로에서 인터록을 대신 처리하는 구조인지
• PLC 내부에서 운전 허가 비트를 따로 만들고 있는지

실제 배선은 인터록을 사용하지 않는데, 파라미터만 인터록 사용 방식으로 남아 있으면 드라이브 입장에서는 운전 허가 조건이 들어오지 않은 상태로 볼 수 있습니다.

[한 줄 직설] 통신이 되고 알람이 없어 보여도, 드라이브가 기다리는 인터록 조건이 안 들어오면 축은 움직이지 않을 수 있습니다.

4. JOG 운전 조건부터 확인한다

자동 위치결정 운전이 안 될 때는 먼저 JOG 운전이 되는지 확인하는 편이 좋습니다.

JOG가 안 되면 기본 운전 조건, 축 상태, 브레이크, 리미트 조건 쪽을 먼저 의심할 수 있습니다.

JOG에서 확인할 항목은 아래와 같습니다.

• JOG 속도값이 들어가 있는지
• JOG 가속 시간이 설정되어 있는지
• JOG 감속 시간이 설정되어 있는지
• JOG 방향 명령이 맞는지
• 서보 ON 상태인지
• 리미트 방향에 걸려 있지 않은지
• 운전 금지 조건이 걸려 있지 않은지

여기서 생각보다 자주 빠지는 것이 JOG 속도값입니다.

초기 셋업 때는 프로그램을 자주 껐다 켜면서 시운전하는 경우가 많습니다.

이때 JOG 속도나 가감속 값을 비휘발성 메모리 쪽에 넣어둔 것이 아니라 임시값처럼 넣어놓고 쓰면, 프로그램을 껐다 켰을 때 값이 0으로 리셋되는 경우가 있습니다.

그러면 명령은 넣고 있는데 축이 안 움직이는 것처럼 보입니다.

실제로는 축이 막힌 게 아니라, JOG 속도값이 0이거나 가감속 조건이 다시 초기화된 상태일 수 있습니다.

그래서 시운전 중 프로그램을 재실행했거나, PC를 껐다 켰거나, 파라미터를 다시 열었다면 JOG 속도값과 가감속값부터 다시 확인하는 것이 좋습니다.

처음 시운전에서는 JOG 속도를 낮게 넣는 편이 안전합니다.

처음부터 빠른 속도로 JOG를 넣으면 방향 설정, 리미트 방향, 브레이크 해제 상태가 틀렸을 때 기계 손상으로 이어질 수 있습니다.

[한 줄 직설] JOG가 안 먹는 것처럼 보일 때는 축부터 의심하지 말고, 속도값이 0으로 돌아가 있지 않은지 먼저 봐야 합니다.

5. Ready가 들어와도 Start 조건은 따로 확인한다

Ready 신호가 들어와 있으면 기본적인 드라이브 상태는 어느 정도 만족된 것으로 볼 수 있습니다.

하지만 Ready가 있다고 해서 위치결정 명령이 무조건 실행되는 것은 아닙니다.

PLC 내부에서 운전 조건이 막혀 있으면 Start 신호가 만들어지지 않거나, 모션 모듈 쪽에서 명령을 받지 않을 수 있습니다.

확인할 조건은 아래와 같습니다.

• 서보 ON 상태
• 원점복귀 완료 상태
• 자동/수동 모드 상태
• 비상정지 해제 상태
• 도어 인터록 상태
• 리미트 입력 상태
• 알람 리셋 상태
• Busy 상태
• 이전 위치결정 완료 처리
• 운전 허가 비트

축이 안 움직일 때는 드라이브 화면만 보지 말고 PLC 래더에서 Start 조건이 실제로 만들어지는지 확인해야 합니다.

Start 버튼을 눌렀을 때 모션 명령 비트가 켜지는지, 아니면 앞단 조건에서 막히는지 보는 것이 중요합니다.

PLC 래더에서 Start 조건 앞에 직렬로 걸린 접점 중 하나만 빠져도 축은 움직이지 않습니다.

6. 브레이크 조건은 반드시 따로 본다

수직축이나 하중을 잡고 있는 축에서는 브레이크 조건을 반드시 확인해야 합니다.

브레이크가 풀리지 않은 상태에서도 서보가 억지로 토크를 내려고 하면, 축이 안 움직이거나 버벅이는 것처럼 보일 수 있습니다.

또 구조에 따라서는 브레이크가 완전히 풀리지 않았는데도 축이 조금 움직이는 경우도 있습니다.

이게 더 위험할 수 있습니다.

브레이크 관련해서 확인할 항목은 아래와 같습니다.

• 브레이크 전원 공급 여부
• 브레이크 해제 출력 상태
• 브레이크 릴레이 동작
• 서보 ON 후 브레이크 해제 타이밍
• 브레이크 해제 지연 시간
• 브레이크 배선 상태
• 실제 브레이크가 물리적으로 풀리는지 여부

브레이크가 풀리지 않은 상태에서 계속 JOG나 위치결정 명령을 넣으면 모터, 감속기, 커플링, 브레이크에 무리가 갈 수 있습니다.

특히 브레이크가 물린 상태에서 모터가 억지로 밀어붙이는 구조가 되면 브레이크 마모나 손상으로 이어질 수 있습니다.

현장에서 말하는 “브레이크 터진다”는 상황도 이런 조건에서 나올 수 있습니다.

브레이크 설정이 안 되어 있다고 해서 모든 축이 무조건 안 움직이는 것은 아닙니다.

구조에 따라서는 서보가 힘으로 억지로 움직이는 경우도 있습니다.

하지만 이 상태로 계속 운전하면 아래 문제가 생길 수 있습니다.

• 모터 과부하
• 브레이크 마모
• 감속기 손상
• 커플링 손상
• 축 기동 시 충격
• 위치결정 불안정
• 수직축 낙하 위험

그래서 축이 조금 움직인다고 해서 브레이크가 정상이라고 판단하면 안 됩니다.

브레이크가 완전히 풀린 상태에서 움직이는지 확인해야 합니다.

7. 원점, 리미트, Busy 상태를 확인한다

JOG는 되는데 자동 위치결정이 안 되는 경우에는 원점복귀 완료 조건을 봐야 합니다.

자동 운전에서는 원점복귀 완료 비트를 조건으로 잡는 경우가 많습니다.

확인할 항목은 아래와 같습니다.

• Home complete 비트
• 원점복귀 완료 플래그
• 현재 위치값
• 원점복귀 방식
• DOG 센서 상태
• 원점복귀 후 좌표 기준

Homed 상태가 켜졌다고 해서 실제 기계 원점이 항상 맞는 것은 아닙니다.

하지만 자동 운전 조건에서는 이 비트가 없으면 다음 위치결정 명령을 막는 경우가 많습니다.

리미트 조건도 같이 봐야 합니다.

특히 리미트 센서가 평상시 ON인 구조에서는 정상 상태와 이상 상태를 헷갈리기 쉽습니다.

NC 접점 구조에서는 정상 상태가 ON이고, 끊어졌을 때 OFF가 되는 경우도 많습니다.

확인할 항목은 아래와 같습니다.

• 상한 리미트 상태
• 하한 리미트 상태
• 리미트 입력 논리
• 정상 시 ON인지 OFF인지
• 파라미터 방향 설정
• JOG 방향과 리미트 방향 일치 여부

상한과 하한 방향이 바뀌어 있으면 실제로는 안전한 방향으로 움직이려는데 제어상으로는 리미트 방향이라고 판단할 수 있습니다.

이 경우 축이 안 움직이거나 특정 방향만 막히는 것처럼 보일 수 있습니다.

모션 제어에서는 이전 명령 상태도 확인해야 합니다.

• 축 Busy 상태
• 위치결정 완료 플래그
• Error 상태
• Start 신호 유지 시간
• 이전 명령 완료 후 다음 명령 조건
• Reset 처리 여부

Busy가 아직 ON이면 다음 명령이 무시될 수 있습니다.

반대로 완료 플래그가 남아 있는데 시퀀스가 다음 조건으로 넘어가지 못하는 경우도 있습니다.

이 경우 드라이브 알람이 없더라도 PLC 내부 시퀀스에서 축이 멈춘 것처럼 보일 수 있습니다.

8. PLC 내부 인터록을 확인한다

서보 드라이브와 모션 모듈 상태가 괜찮아 보여도 PLC 내부 조건이 막고 있으면 축은 움직이지 않습니다.

현장에서 자주 보는 조건은 아래와 같습니다.

• 자동 모드가 아님
• 수동 모드가 아님
• 안전문 열림
• 비상정지 이력 미리셋
• 실린더 원위치 미확인
• 클램프 미완료
• 로봇 인터페이스 대기
• 이전 스텝 미완료
• 축 선택 조건 불일치
• 운전 허가 비트 OFF

이럴 때는 서보 쪽만 보면 답이 늦게 나옵니다.

PLC 래더에서 Start 조건 앞에 어떤 접점들이 직렬로 걸려 있는지 봐야 합니다.

접점 하나가 OFF라서 명령이 안 나가는 경우도 많습니다.

[한 줄 직설] 서보가 안 움직일 때 드라이브보다 PLC 접점 하나가 범인일 때도 많습니다.

9. 현장에서 보는 순서

미쓰비시 서보 알람이 눈에 띄지 않는데 축이 움직이지 않을 때는 아래 순서로 보는 것이 좋습니다.

순서	확인 항목	볼 내용
1	알람 기준	드라이브 본체, PLC 진단, 모션 모듈, 전용 프로그램
2	전원과 연결	제어전원, 주회로, 모터, 엔코더, MC, 안전회로
3	인터록	인터록 배선 사용 여부, 파라미터 설정, 운전 허가 입력
4	Servo ON / Ready	서보 ON, Ready, 리셋 완료, 운전 가능 상태
5	JOG 조건	속도, 가속, 감속, 방향, 속도값 초기화 여부
6	브레이크	브레이크 전원, 해제 출력, 릴레이, 해제 지연 시간
7	원점·리미트	원점 완료, 현재 위치, 상하한 리미트, 방향 설정
8	모션 상태	Busy, Done, Error, Start 신호, 이전 명령 완료
9	PLC 인터록	자동/수동, 안전문, 실린더, 클램프, 로봇 인터페이스

이 순서로 보면 드라이브 문제인지, 브레이크 문제인지, PLC 조건 문제인지 방향을 잡기 쉽습니다.

마무리

미쓰비시 서보에서 알람이 눈에 띄지 않는데 축이 움직이지 않는 경우는 여러 가지가 있습니다.

같은 메이커끼리 구성된 시스템이라면 알람 코드나 상태값이 PLC나 모션 모듈 쪽으로 연동되는 경우가 많습니다.

그래도 PLC나 모션 모듈 상태값만으로 원인이 바로 잡히지 않으면 드라이브에 직접 접속해서 상세 상태와 알람 이력을 확인하는 것이 좋습니다.

또 통신이 된다고 해서 모터 구동 조건이 모두 맞는 것은 아닙니다.

통신은 되지만 주회로 전원, 모터 연결, 엔코더 연결, 브레이크 해제 조건 중 하나가 맞지 않을 수 있습니다.

실제 배선은 인터록을 사용하지 않는데 파라미터만 인터록 사용 방식으로 남아 있으면, 통신도 되고 알람도 크게 안 보이는데 축이 움직이지 않는 상황이 나올 수 있습니다.

초기 셋업 중에는 프로그램을 자주 껐다 켜기 때문에 JOG 속도나 가감속 값이 유지되는 값인지, 재실행하면 초기화되는 값인지도 확인해야 합니다.

처음 시운전에서는 JOG 속도를 낮게 잡고, 가감속을 여유 있게 넣은 뒤, 브레이크와 리미트 방향을 먼저 확인하는 편이 안전합니다.

특히 브레이크가 풀리지 않은 상태에서 계속 운전 명령을 넣는 것은 기계 손상이나 브레이크 손상으로 이어질 수 있습니다.

서보 축이 안 움직일 때는 드라이브 화면만 보지 말고, 알람 기준, 전원, 연결 상태, 인터록, Ready, JOG 조건, 브레이크, 원점, 리미트, Busy, PLC 인터록을 순서대로 확인하는 것이 좋습니다.

[한 줄 직설] 서보 알람이 안 보이면 고장이라고 단정하지 말고, 먼저 어느 조건에서 운전 허가가 막혔는지 잘라서 봐야 합니다.