PLC에서 사용되는 2진법과 16진법 변환 방법, 사용 이유

PLC에서 사용되는 2진법과 16진법 변환 방법, 사용 이유

 

PLC(Programmable Logic Controller)는 산업 자동화 제어에서 필수적인 도구로, 다양한 데이터를 처리하는 데 사용되곤 하죠. 이런 데이터 처리의 중요한 부분 중 하나가 2진법과 16진법의 사용이라고 정의해볼 수 있겠습니다. 특히, 프로그래밍과 데이터 전송에서 자주 사용되며, 숫자를 효율적으로 다루기 위해 변환이 필수적입니다. 아마 영화나 수학 수업 시간에 들어보았을텐데 여러 프로그램에서도 사용하기도 하죠. 그 중 PLC에서 사용되는 2진법과 16진법의 변환 방법과 그 중요성에 대해 알아보려고 합니다. 애매하게 알고있는 지식이라면 꼭 확실하게 배우고 넘어가길 바랍니다.

1. 왜 PLC에서 2진법과 16진법을 사용할까?

PLC는 주로 2진법을 사용하여 데이터를 처리합니다. 컴퓨터와 마찬가지로 PLC 역시 디지털 신호를 사용하기 때문에, 전기 신호를 0과 1로 구분하여 데이터를 처리합니다. 이러한 특성 때문에 **이진수(2진법)**가 기본적으로 사용됩니다. 하지만 2진법만으로 데이터를 처리하기엔 숫자가 너무 길어져 효율적이지 못한 경우가 많습니다. 이때 16진법을 사용하면 긴 2진수를 짧게 표현할 수 있어 데이터 처리 및 디버깅이 훨씬 수월해집니다.

2진법은 매우 길어질 수 있습니다. 예를 들어, **32(10진수)**는 2진수로 100000이 됩니다. PLC가 처리하는 많은 데이터는 이보다 훨씬 크고 복잡하기 때문에 16진법을 통해 더 간결하게 표현할 필요가 있습니다. 16진법은 09와 AF까지의 16가지 값을 사용하여, 숫자를 보다 직관적으로 표현할 수 있습니다. 예를 들어, **100000(2진수)**는 **20(16진수)**로 표현됩니다.

2. 2진법과 16진법 변환 방법

2진법과 16진법은 서로 쉽게 변환할 수 있습니다. 이는 두 진법이 모두 2의 거듭제곱 기반으로 이루어져 있기 때문입니다. 변환 과정은 간단하며, 이를 통해 PLC 데이터를 더 효율적으로 처리할 수 있습니다.

1) 2진법에서 16진법으로 변환하는 방법

2진수를 16진수로 변환할 때는 2진수를 오른쪽부터 4자리씩 끊어서 변환합니다. 각 4자리 이진수는 고유의 16진수 값에 대응됩니다.

예시:

• 2진수: 1010111010001011011
• 4자리씩 나누면: 101/0111/0100/0101/1011
• 각 4자리 2진수를 16진수로 변환:
  • 101 → 5
  • 0111 → 7
  • 0100 → 4
  • 0101 → 5
  • 1011 → B
• 최종 결과: 5745B

이처럼, 2진수를 16진수로 변환하면 데이터의 길이가 짧아져 더 직관적으로 데이터를 확인할 수 있습니다.

2) 16진법에서 2진법으로 변환하는 방법

16진수를 2진수로 변환하는 방법은 그 반대입니다. 각 16진수를 4자리 2진수로 변환하여 나열하면 됩니다.

예시:

• 16진수: A3BEF5
  • A → 1010 (10진수 10)
  • 3 → 0011
  • B → 1011 (10진수 11)
  • E → 1110 (10진수 14)
  • F → 1111 (10진수 15)
  • 5 → 0101
• 최종 결과: 101000111011111011110101

이처럼 16진수를 2진수로 변환하면, PLC가 처리할 수 있는 기본 단위로 변환된 데이터를 쉽게 다룰 수 있습니다.

3. PLC에서 2진법과 16진법의 실제 활용

PLC에서 2진법과 16진법의 변환은 필수적입니다. PLC는 기본적으로 비트(bit) 단위로 데이터를 처리하며, 이는 2진수로 표현됩니다. 하지만, 수많은 비트를 효율적으로 관리하고 해석하기 위해 16진법을 사용하여 데이터를 표현합니다. 이는 PLC의 메모리 주소나 데이터 레지스터 값에서 자주 볼 수 있습니다.

1) 2진법과 PLC

PLC에서 2진법은 주로 디지털 신호의 상태를 표현합니다. 각 비트는 0 또는 1의 상태로, On/Off와 같은 디지털 신호를 처리하는 데 사용됩니다. 예를 들어, PLC에서의 **디지털 입력(DI)**와 **디지털 출력(DO)**은 2진법으로 동작 상태를 기록하고 처리합니다. 1은 '작동 중', 0은 '비작동'을 의미합니다.

2) 16진법과 PLC

16진법은 PLC에서 더 큰 데이터를 간결하게 표현하는 데 사용됩니다. PLC의 레지스터나 메모리 주소는 매우 길어질 수 있기 때문에 16진법을 통해 짧고 직관적으로 표현합니다. 예를 들어, 메모리 주소 0x1F는 10진수로 31이지만, 16진법을 사용하면 훨씬 짧고 쉽게 기억할 수 있습니다.

PLC 프로그램을 작성하거나 디버깅할 때, 레지스터 값을 해석할 때도 16진법이 주로 사용됩니다. 하드웨어 레지스터 값은 16진법으로 표현되어, 각 메모리의 값을 더 쉽게 추적하고 관리할 수 있습니다.

4. 왜 16진법을 사용해야 할까?

16진법은 2진법으로 표현된 데이터를 짧고 간결하게 표현할 수 있는 장점이 있습니다. PLC와 같은 산업용 제어 시스템에서는 매우 긴 2진 데이터를 관리해야 하는 경우가 많기 때문에 16진법을 통해 보다 효율적으로 데이터를 처리할 수 있습니다. 또한, 16진법은 메모리의 위치나 레지스터 값과 같은 정보를 표시하는 데 자주 사용되므로, 프로그래머나 엔지니어가 데이터를 해석할 때 훨씬 직관적입니다.

16진법은 실제로 메모리 주소, 레지스터 값, 유니코드 값 등을 수치로 나타낼 때 주로 사용되며, 이를 통해 데이터를 더 빠르고 쉽게 처리할 수 있습니다. PLC 프로그램에서 역시 이러한 16진법 표현이 자주 사용됩니다.

중요성

앞서 PLC에서 자주 사용되는 2진법과 16진법의 변환 방법과 그 중요성에 대해 알아보았는데 어떤가요? 그렇게 어렵지는 않을 것이라고 믿습니다. 2진법은 컴퓨터와 PLC가 기본적으로 사용하는 숫자 체계이지만, 그 표현이 길고 복잡할 수 있습니다. 반면, 16진법은 이러한 데이터를 더 짧고 간결하게 표현할 수 있어, 메모리 주소나 레지스터 값을 다루는 데 매우 유용하답니다.

PLC 시스템을 다룰 때, 2진법과 16진법의 변환을 빠르고 정확하게 할 수 있어야 하며, 이를 통해 복잡한 데이터를 쉽게 처리할 수 있습니다. 2진법과 16진법을 자유롭게 변환할 수 있는 능력은 프로그래머와 엔지니어에게 필수적인 스킬이니 만약 어렵다고 느껴진다면 친숙하게 만들어내는 것이 관건일 것 입니다.