PLC 메모리의 체계와 데이터의 단위

PLC의 기본 데이터 단위는 Bit(비트) 입니다.

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이 Bit라는 데이터 영역은 0 또는 1을 표현할 수 있습니다.

따라서 펌프나 팬에 달린 모터가 켜졌는지, 혹은 꺼졌는지를 표현할 수 있죠.

또는 모터를 켜지거나 꺼지도록 명령을 내릴 수 도 있지요.

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여튼 경우의 수가 단 두가지의 경우라면 1bit의 데이터 크기로 표현이 가능합니다.

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그럼 단 두가지의 경우가 아니고 훨씬 많은 경우를 표현해야 한다면?

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예를 들어자면 모터의 RPM 속도를 나타내야 하는 경우 1Bit로는 힘들겠지요?

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100RPM인 경우도 있고 101, 102, 103, 104.....등등 많은 경우를 표현해야 하니

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단 두가지 경우를 표현 할 수 있는 1bit로는 표현이 힘듭니다.

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이러한 경우 Bit를 모아 더 큰 수를 표현 할 수 있습니다.

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Bit보다 큰 데이터의 단위는 아래와 같습니다.

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1) 1Bit(비트)

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2) 4Bit = 1Nibble(니블)

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3) 8Bit = 1Byte(바이트)

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4) 16Bit = 2Byte = 1Word(워드)

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5) 32Bit = 4Byte = 2Word = Double Word(더블워드)

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6) 64Bit = 8Byte = 4Word = Long Word(롱워드)

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자 그렇다면 각 데이터의 크기가 다르니

각 데이터마다 표현이 가능한 수의 크기도 다르겠지요?

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이에 대해서 알아보겠습니다.

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1) 1 Bit (비트)

2가지 수를 표현가능 하며 숫자 0과 1을 표현 할 수 있습니다.

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2) 1 Nibble (니블)

16가지 수를 표현가능 하며 0 ~15까지 표현 가능합니다.

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3) 1 Byte (바이트)

256가지 수를 표현가능 하며 0 ~ 255까지 표현 가능합니다.

단 0 ~ 255의 표현은 부호가 없는 0을 포함하는 양의 정수일때의 영역이고,

부호를 포함하여 정수(음의 정수와 양의 정수 모두를 포함)를 표현하고 싶을때는

-128 ~ 127까지의 표현이 가능합니다.

(부호가 있고 없고를 어떻게 나타내는지는 다음 포스팅에서 자세히 다루도록 하겠습니다.)

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4) 1 Word (워드)

65,536가지 수를 표현가능 하며 0 ~ 65,535까지 표현이 가능합니다.

단 바이트와 마찬가지로 부호를 포함한 전체영역의 정수 표현은

-32,768 ~ 32,767까지의 표현이 가능합니다.

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5) 1 Double Word (더블 워드)

4,294,967,296가지 수를 표현가능 하며 0 ~ 4,294,967,2985 까지 표현이 가능합니다.

바이트나 워드와 마찬가지로 부호를 포함한 전체영역의 정수 표현은

-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647까지 표현이 가능합니다.

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6) 1 Long Word (롱워드)

사실 롱워드까지는 잘 사용하지 않습니다.

표현가능한 수는

$0\ \sim \ \combi{2}^{64}\ -\ 1$0 ~ 264 − 1​

입니다. 손으로 풀어서 쓰거나 계산하기에도 어마어마하게 큰 값이죠.

바이트나 다른 워드종류들과 마찬가지로 부호를 포함한 전체영역의 정수 표현은

-9,223,372,036,854,775,808 ~ 9,223,372,036,854,775,807 입니다.

 

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그럼 이번엔 이러한 데이터 단위마다 표현가능한 값이 정해지게 되는 배경에 대해서 한번 알아보겠습니다.

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먼저 '컴퓨터는 0과 1밖에 모른다' 라는 얘기를 들어보신적이 있으실겁니다.

맞습니다. 컴퓨터는 이진수체계만을 이해하고 컨트롤 가능하죠.

그래서 모든 데이터 단위의 기본이 Bit(비트)가 되는겁니다.

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그럼 바이트를 예로 들어서 표현 가능한 값을 풀어서 보겠습니다.

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1Byte(바이트)는 위에서 얘기했듯이 256가지 수를 표현가능 하며 0 ~ 255까지 표현 가능합니다.

그리고 1Byte는 8Bit(비트), 즉 8개의 Bit로 이루어져 있다고 했습니다.

중학생때 이진법을 배울때 이진수의 표현방법에 대해서 배웠던 것을 기억하시나요?

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만약 이진수가 10111011 로 되어 있다면,

제일 오른쪽 첫번째 자리는 2의 0제곱의 자리

제일 오른쪽부터 두번째 자리는 2의 1제곱의 자리

제일 오른쪽부터 세번째 자리는 2의 2제곱의 자리가 됩니다.

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이 내용은 아래와 같은 내용이 된다는 거죠.

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기억나시는지요?

PLC나 PC에서도 동일합니다.

(즉 1Byte는 2의 7제곱의 자리까지, 1Word는 2의 15제곱의 자리까지 있는 이진수가 되는 것입니다.)

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따라서 1Byte의 데이터는 CPU가 위와 같이 인식을 하기때문에

1Byte(8Bit)최대의 수가 255가 되는겁니다.

(모든 자리가 1일 경우가 최대의 수인 경우이고 이를 계산해보면 255가 나옴.)

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Word, Double Word, Long Word 모두 마찬가지 입니다.

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이때까지 알아본 내용을 토대로 우리가 평상시에 사용하는 10진수를 변환해보면 아래와 같습니다.

10진수 = Decimal

16진수 = Hexadecimal

2진수 = Binary

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10진수 0부터 27까지를 1Byte 2진수로 표현한 것을 잘 보십시오.

(16진수는 PLC 메모리 주소체계가 16진수인 경우가 있습니다. 이 내용은 향후에 자세히 다루겠습니다.)

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오늘은 여기까지 이며 다음 포스팅에서 각 데이터 단위별 사용 예를 알아보며

활용법에 대해 한번 알아보겠습니다.

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감사합니다.