[PLC 실무 4편] PLC 인터록(Interlock) 구성 방법 | 설비 안전제어와 PLC 프로그램 실무

1. 인터록(Interlock)이란?

PLC 프로그램에서 인터록(Interlock)​은 설비가 특정 조건을 만족하지 못했을 때 기계의 동작을 제한하거나 정지시키는 제어 방법입니다.

자동화 설비에서는 여러 장치가 동시에 동작하면 충돌, 제품 손상, 설비 고장 또는 안전사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 PLC에서는 "이 조건에서는 이 동작을 허용하지 않는다"​라는 제어 논리를 미리 구성합니다.

예를 들어 모터 정회전과 역회전을 동시에 실행하면 안 되는 경우 다음과 같이 구성할 수 있습니다.

• 정회전 조건이 ON → 역회전 동작 금지
• 역회전 조건이 ON → 정회전 동작 금지
• 비상정지 입력 ON → 모든 위험 동작 정지
• 안전문이 열림 → 자동운전 금지
• 원점 미복귀 → 자동운전 시작 금지

즉, 인터록은 설비의 잘못된 동작을 방지하는 보호 논리라고 이해하면 쉽습니다.

2. PLC에서 인터록이 필요한 이유

PLC 제어에서는 단순히 출력 조건을 만드는 것만으로 충분하지 않습니다.

예를 들어 컨베이어 모터를 구동한다고 가정해 보겠습니다.

START → MOTOR ON

이렇게만 구성하면 START 신호가 들어왔을 때 모터가 동작합니다.

하지만 실제 설비에서는 다음과 같은 조건을 확인해야 합니다.

START
  ↓
비상정지 정상?
  ↓
안전문 닫힘?
  ↓
설비 알람 없음?
  ↓
원점 완료?
  ↓
자동운전 상태?
  ↓
MOTOR ON

따라서 실제 PLC 프로그램에서는 출력 조건에 여러 인터록 조건을 추가하게 됩니다.

3. 가장 기본적인 인터록 구성

가장 기본적인 형태는 다음과 같습니다.

운전요청 AND 안전조건 AND 동작조건
                 ↓
              출력 ON

예를 들어 모터 출력 MOTOR_RUN을 다음 조건으로 제어한다고 가정합니다.

자동운전      = ON
START        = ON
비상정지 정상 = ON
안전문 닫힘   = ON
알람 없음     = ON
              ↓
          MOTOR_RUN

PLC 프로그램에서는 다음과 같은 논리로 구성할 수 있습니다.

여기서 중요한 것은 출력 코일 하나를 만드는 것이 아니라 출력이 켜져도 되는 조건을 먼저 정의하는 것입니다.

4. 정회전과 역회전 인터록

PLC 실무에서 가장 대표적인 인터록 예제가 모터의 정·역회전입니다.

정회전 출력:

FWD_RUN

역회전 출력:

REV_RUN

두 출력이 동시에 ON 되면 안 된다고 가정합니다.

따라서 정회전에는 역회전 출력을 인터록으로 넣습니다.

역회전은 반대로 구성합니다.

이렇게 하면 정회전이 동작하고 있을 때 역회전 출력이 ON 되는 것을 방지할 수 있습니다.

핵심

FWD_RUN = 정회전 요청 AND NOT REV_RUN

REV_RUN = 역회전 요청 AND NOT FWD_RUN

이와 같은 구성을 상호 인터록이라고 합니다.

5. 실무에서는 하드웨어 인터록도 함께 사용

중요한 설비에서는 PLC 프로그램만으로 인터록을 구성하지 않고 하드웨어도 인터록을 구성하여 2중으로 하는 것이 좋습니다.

예를 들어 정·역회전 모터라면 PLC에서 소프트웨어 인터록을 구성하면서 동시에 전자접촉기(MC) 회로에도 하드웨어 인터록을 적용할 수 있습니다.

PLC 프로그램에서 오류가 발생하더라도 하드웨어적으로 두 접촉기가 동시에 동작하지 않도록 구성하는 방식입니다.

안전과 관련된 설비에서는 PLC 인터록만으로 안전 기능을 대체해서는 안 되며, 위험도에 따라 안전릴레이, 안전 PLC, 비상정지 회로 등의 별도 안전회로를 적용해야 합니다.

6. 실린더 전진·후진 인터록

자동화 설비에서 실린더도 인터록이 매우 중요합니다.

예를 들어 실린더가 다음과 같이 구성되어 있다고 가정합니다.

CYL_FWD : 전진
CYL_BWD : 후진

전진 중에 후진 밸브가 동시에 출력되면 문제가 발생할 수 있습니다.

따라서 다음과 같이 구성합니다.

[ 전진 ]

 

 

[ 후진 ]

또한 센서까지 이용하면 더욱 안정적인 제어가 가능합니다.

전진 명령
   ↓
후진 완료?
   ↓
전진 출력

후진 명령
   ↓
전진 완료?
   ↓
후진 출력

 

7. 센서를 이용한 인터록

PLC 실무에서는 단순히 출력끼리만 인터록하는 것이 아니라 센서 상태를 이용한 인터록도 많이 사용합니다.

예를 들어 실린더의 전진 완료 센서를 CYL_FWD_SENSOR, 후진 완료 센서를 CYL_BWD_SENSOR라고 하겠습니다.

전진 동작:

START
 AND
후진 완료
 AND
알람 없음
      ↓
전진 출력

후진 동작:

후진 요청
 AND
전진 완료
 AND
알람 없음
      ↓
후진 출력

이러한 방식으로 설비의 현재 위치를 확인한 후 다음 동작을 허용할 수 있습니다.

8. 자동운전 인터록

자동화 설비에서는 자동운전 시작 조건 자체에도 인터록을 적용합니다.

예를 들어 자동운전 시작 조건을 다음과 같이 구성할 수 있습니다.

자동운전 요청
+
비상정지 정상
+
안전문 닫힘
+
알람 없음
+
원점 완료
+
제품 감지 정상
+
설비 준비 완료
        ↓
자동운전 START

이를 PLC 논리로 표현하면 다음과 같습니다.

AUTO_REQ
AND E_STOP_OK
AND SAFETY_DOOR_OK
AND ALARM_OK
AND HOME_OK
AND PRODUCT_OK
AND MACHINE_READY
        ↓
AUTO_RUN

실제 현장에서는 이런 운전 허가 조건(Permit)​을 별도의 내부 비트로 만들어 관리하면 프로그램 유지보수가 쉬워집니다.

예:

MACHINE_READY

MACHINE_READY =
E_STOP_OK
AND SAFETY_DOOR_OK
AND ALARM_OK
AND HOME_OK

그리고 실제 자동운전에서는 다음과 같이 사용합니다.

AUTO_START AND MACHINE_READY
             ↓
          AUTO_RUN

 

9. 인터록과 알람의 차이

인터록과 알람은 비슷하게 사용되지만 목적이 다릅니다.

구분인터록알람

목적	잘못된 동작 방지	이상 상태 표시
출력 제어	동작을 차단할 수 있음	필요에 따라 정지
예	안전문 열림	모터 과부하
역할	동작 허가 조건	이상 상태 통보
PLC 활용	조건 논리	상태 감시 및 표시

예를 들어 모터 과부하가 발생하면 다음과 같이 구성할 수 있습니다.

OVERLOAD
   ↓
ALARM
   ↓
MOTOR 출력 OFF

즉, 알람 발생 자체가 인터록 조건으로 사용될 수도 있습니다.

10. 인터록을 구성할 때 주의할 점

① 인터록 조건을 명확하게 정의

무조건 조건을 많이 넣는 것이 좋은 것은 아닙니다.

각 출력마다 다음 질문을 먼저 해야 합니다.

"이 출력이 ON 되기 위해 반드시 만족해야 하는 조건은 무엇인가?"

이 조건을 정리한 후 PLC 프로그램에 적용해야 합니다.

② 인터록을 너무 복잡하게 만들지 않기

하나의 출력에 너무 많은 조건을 직접 연결하면 프로그램을 분석하기 어려워집니다.

예를 들어 다음과 같은 방식보다

START
AND SENSOR1
AND SENSOR2
AND SENSOR3
AND SENSOR4
AND SENSOR5
AND SENSOR6
AND SENSOR7
...

중간 조건을 만들어 사용하는 것이 좋습니다.

MACHINE_READY
AUTO_READY
SAFETY_OK

그리고 최종 출력에서는

AUTO_START
AND MACHINE_READY
AND SAFETY_OK
        ↓
      OUTPUT

처럼 구성하면 유지보수가 쉬워집니다.

11. 인터록 조건을 표로 먼저 작성하기

PLC 프로그램을 작성하기 전에 인터록 조건을 표로 정리하면 실수가 크게 줄어듭니다.

출력	동작 조건	인터록 조건
컨베이어	운전 요청	비상정지, 알람
정회전	정회전 요청	역회전 OFF
역회전	역회전 요청	정회전 OFF
실린더 전진	전진 요청	후진 출력 OFF
실린더 후진	후진 요청	전진 출력 OFF
자동운전	자동 시작	안전조건, 원점 완료
로봇 동작	로봇 운전 요청	안전문, 알람, Servo Ready

이 표를 먼저 만든 후 PLC 래더를 작성하면 설계가 훨씬 체계적으로 진행됩니다.

12. 인터록 프로그램의 좋은 구조

PLC 프로그램을 유지보수하기 쉽게 만들려면 다음과 같이 단계적으로 구성하는 것을 권장합니다.

[입력부]
     ↓
[센서 및 상태 확인]
     ↓
[안전조건]
     ↓
[인터록 조건]
     ↓
[운전 허가]
     ↓
[동작 명령]
     ↓
[출력]

예를 들어,

X0 : START
X1 : STOP
X2 : 비상정지 정상
X3 : 안전문 정상
X4 : 원점 완료
X5 : 알람 없음

내부 조건:

M0 : SAFETY_OK
M1 : MACHINE_READY
M2 : AUTO_RUN

출력:

Y0 : MOTOR

논리 구조는 다음과 같습니다.

X2 AND X3
     ↓
SAFETY_OK

SAFETY_OK
AND X4
AND X5
     ↓
MACHINE_READY

START
AND MACHINE_READY
     ↓
AUTO_RUN

AUTO_RUN
     ↓
MOTOR

이렇게 입력 → 상태 → 인터록 → 운전허가 → 출력으로 단계화하면 PLC 프로그램의 가독성과 유지보수성이 좋아집니다.

13. 현장에서 자주 발생하는 인터록 문제

문제 1. 모터가 동작하지 않는다

인터록 조건 중 하나가 OFF일 가능성이 있습니다.

다음 항목을 순서대로 확인합니다.

START
↓
AUTO_RUN
↓
SAFETY_OK
↓
MACHINE_READY
↓
ALARM
↓
센서 상태
↓
출력

문제 2. 실린더가 움직이지 않는다

전진 출력 조건뿐만 아니라 후진 센서와 후진 출력 인터록 조건을 함께 확인해야 합니다.

문제 3. 자동운전이 시작되지 않는다

HOME_OK, SAFETY_OK, ALARM_OK, MACHINE_READY 등의 내부 비트를 모니터링하면 원인을 빠르게 찾을 수 있습니다.

14. PLC 실무에서 추천하는 인터록 설계 방법

인터록은 처음부터 다음 순서로 설계하는 것을 추천합니다.

1단계. 위험 동작을 정의합니다.

모터
실린더
로봇
컨베이어
클램프

2단계. 각 동작의 금지 조건을 정의합니다.

정회전 ↔ 역회전
전진 ↔ 후진
클램프 ↔ 언클램프
자동운전 ↔ 안전문 OPEN

3단계. 안전조건을 별도로 구성합니다.

SAFETY_OK

4단계. 설비 준비조건을 구성합니다.

MACHINE_READY

5단계. 최종 출력에 인터록을 적용합니다.

동작요청
AND
운전허가
AND
인터록 정상
      ↓
출력

이 방법으로 설계하면 PLC 프로그램이 복잡해져도 각 조건을 쉽게 추적할 수 있습니다.

15. 마무리

PLC 인터록은 단순히 출력 두 개가 동시에 켜지는 것을 방지하는 기능이 아닙니다.

실제 자동화 설비에서는 설비의 안전성, 동작 순서, 장비 보호, 제품 보호, 오동작 방지​를 위해 매우 중요한 제어 기술입니다.

특히 실무에서는 다음 네 가지를 기억하는 것이 좋습니다.

① 안전조건을 먼저 만든다.

② 운전 허가 조건을 만든다.
③ 상호 충돌하는 출력에는 상호 인터록을 적용한다.
④ 중요한 안전 기능은 필요한 경우 별도의 안전회로로 구성한다.

다음 PLC 실무에서는 인터록과 함께 자주 사용되는 자기유지(Self Holding) 회로와 SET/RESET 제어​를 이해하면 자동운전 프로그램을 훨씬 쉽게 구성할 수 있습니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

Q1. 인터록과 자기유지는 같은 것인가요?

아닙니다. 자기유지는 한 번 입력된 운전 명령을 유지하는 목적이고, 인터록은 특정 조건에서 동작을 제한하는 목적입니다.

Q2. PLC 프로그램에서 인터록만 사용하면 안전한가요?

위험한 설비의 안전 기능을 PLC 논리만으로 구성해서는 안 됩니다. 설비의 위험도와 관련 규격에 따라 비상정지, 안전릴레이, 안전 PLC 등의 별도 안전회로가 필요할 수 있습니다.

Q3. 인터록 조건이 많으면 어떻게 관리해야 하나요?

SAFETY_OK, MACHINE_READY, AUTO_READY처럼 의미가 명확한 내부 상태 비트를 만들어 단계적으로 관리하는 것이 좋습니다.

Q4. 정회전과 역회전에는 왜 상호 인터록이 필요한가요?

두 출력이 동시에 ON 되는 것을 방지하기 위해서입니다. 모터 제어 방식에 따라 두 방향 출력이 동시에 활성화되면 설비 고장이나 위험한 동작이 발생할 수 있습니다.