머신비전 기초

비전 검사와 PLC 통신 구조 완벽 정리

샵테크 sharptech 2026. 4. 7. 11:26

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비전 검사와 PLC 통신 구조 완벽 정리

비전 검사(머신비전)와 PLC 통신 구조는 자동화 라인의 핵심입니다. 현재는 PC 제어도 많이 사용하나,...

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비전 검사(머신비전)와 PLC 통신 구조는 자동화 라인의 핵심입니다.

최근에는 PC 제어도 많이 사용하나, 가장 기본적인 PLC 제어 기준으로

“현장에서 바로 적용 가능한 수준”으로 구조를 정리해 드리겠습니다.

1. 전체 구조 개념 (한눈에 이해)

비전 + PLC 구조는 기본적으로 아래 흐름입니다.

​

[센서] → [PLC] → [비전 시스템] → [PLC] → [설비 제어]

​

좀 더 풀면:

1. 제품 감지 (센서)

2. PLC가 트리거 신호 생성

3. 비전 카메라 촬영 및 검사 수행

4. 검사 결과 PLC로 전달

5. PLC가 OK/NG에 따라 분기 제어

2. 구성 요소별 역할

1) PLC (제어의 중심)

​

  • 라인 전체 타이밍 관리
  • 트리거 신호 생성
  • 검사 결과 기반 액추에이터 제어 (에어, 모터 등)

​

✔ 핵심 역할

→ “언제 찍고, 결과로 무엇을 할지 결정”

2) 비전 시스템

​

(카메라 + 조명 + 비전 SW)

​

  • 이미지 취득
  • 검사 알고리즘 수행
  • 결과 출력 (OK / NG / 코드값 등)

​

✔ 핵심 역할

→ “판단만 한다 (제어는 안 함)”

3) 통신 방식

​

PLC ↔ 비전 간 데이터 교환 방식

​

대표 방식:

1. 디지털 I/O (가장 단순)

2. Ethernet 통신 (TCP/IP, 산업용 프로토콜)

3. Fieldbus (PROFINET, EtherNet/IP 등)

4. 시리얼 통신 (RS-232/485)

3. 가장 많이 쓰는 통신 구조 3가지

1) 디지털 I/O 방식 (기초형)

​

가장 단순하고 안정적

​

구조

PLC → Trigger ON → 비전 촬영

비전 → OK/NG → PLC 입력

​

신호 구성 예

  • PLC → Vision
  • Trigger
  • Reset
  • Vision → PLC
  • Busy
  • OK
  • NG
  • Error

​

✔ 특징

  • 속도 빠름
  • 구현 쉬움
  • 데이터는 제한적 (OK/NG 수준)

2) Ethernet 통신 (실무 주력)

​

요즘 가장 많이 사용하는 방식

​

구조

PLC ↔ Vision (데이터 통신)

​

전달 데이터

  • 검사 결과 (OK/NG)
  • 측정 값 (치수, 위치)
  • 문자열 (QR, OCR 결과)

​

✔ 특징

  • 데이터 다양하게 전달 가능
  • MES 연동 쉬움
  • 설정이 약간 복잡

3) Fieldbus 방식 (대형 설비)

​

대기업 자동화 라인에서 사용

​

예:

  • PROFINET
  • EtherNet/IP

​

✔ 특징

  • PLC와 완전 통합
  • 실시간성 우수
  • 설정 난이도 높음

4. 실제 동작 시퀀스 (중요)

실무에서 가장 중요한 부분입니다.

​

기본 시퀀스

1. 제품 위치 도달

2. 센서 ON

3. PLC → Vision Trigger

4. Vision Busy ON

5. 촬영 및 검사 수행

6. Vision 결과 출력

  • OK or NG

7. PLC 결과 수신

8. PLC → 리젝 or 통과 제어

타이밍 핵심 포인트

​

✔ Trigger는 짧고 정확하게

✔ Vision Busy 확인 필수

✔ 결과 타이밍 지연 고려

​

→ 타이밍 안 맞으면 “오검/미검” 발생

5. 신호 설계 (실무 핵심)

반드시 들어가야 하는 신호

​

PLC → Vision

  • Trigger
  • Reset (초기화)

​

Vision → PLC

  • Busy
  • OK
  • NG
  • Error
  • Ready (가능하면 추가)

추천 추가 신호

​

  • Inspection Complete
  • Data Valid
  • Result Code (비트 분리)

6. 흔한 문제와 원인

1) 결과 미수신

​

원인:

  • Busy 상태에서 Trigger 입력
  • 타이밍 불일치

2) 오검 발생

​

원인:

  • 촬영 타이밍 불량
  • 위치 흔들림

3) PLC와 데이터 불일치

​

원인:

  • 통신 지연
  • 데이터 동기화 실패

7. 고급 구조 (추천)

1) Queue 구조

​

고속 라인 필수

  • 제품 여러 개 동시에 이동
  • 결과와 제품 매칭 필요

​

제품 A → 결과 A

제품 B → 결과 B

→ FIFO 구조로 관리

2) ID 기반 검사

​

QR / 바코드 사용

  • 제품 ID 기준으로 결과 관리
  • MES 연동 가능

8. 설계 시 체크리스트

✔ 검사 위치 고정 여부

✔ 사이클 타임 vs 검사 시간

✔ 통신 속도

✔ 조명 안정성

✔ PLC 스캔 타임

9. 핵심 요약

1. PLC는 “제어”, 비전은 “판단”

2. 기본 구조는 Trigger → 검사 → 결과

3. 통신 방식은

  • 간단 → I/O
  • 일반 → Ethernet
  • 대형 → Fieldbus

4. 타이밍 설계가 80% 성능을 좌우

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