PLC에서 정수형 데이터의 최대값에 도달한 뒤 값이 갑자기 음수로 바뀌는 이유는 무엇인가요?

Question

PLC 프로그램에서 누적값이나 계수값을 감시하다 보면 데이터가 정상적으로 증가하다가 특정 값에 도달한 순간 갑자기 음수로 바뀌는 경우가 있습니다. 센서나 입력 신호가 고장 난 것처럼 보일 수 있지만, 실제로는 데이터 형식의 표현 범위를 초과하면서 발생하는 현상일 수 있습니다. 이러한 문제가 발생하는 원리는 무엇이며, 누적 운전시간이나 생산량을 계산하는 프로그램에서는 어떻게 예방해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

PLC의 정수형 데이터가 표현 가능한 최대값을 초과하면 데이터 형식과 CPU의 연산 규칙에 따라 값이 음수로 바뀌거나 작은 값으로 돌아가는 오버플로 현상이 발생할 수 있습니다. 예를 들어 부호 있는 16비트 정수는 일반적으로 -32768부터 32767까지 표현할 수 있으므로 32767 다음 값을 같은 형식으로 처리하면 예상하지 못한 결과가 나타날 수 있습니다. 누적 운전시간이나 생산량처럼 계속 증가하는 데이터를 저장할 때는 해당 값의 최대 범위를 계산하고, 필요하면 32비트 정수나 적절한 실수형 데이터 등 더 넓은 범위의 자료형을 사용해야 합니다. 다만 자료형을 변경할 때는 PLC 기종과 명령어의 지원 범위, 메모리 할당, HMI의 데이터 형식 및 통신 설정도 함께 확인해야 합니다. 기존 프로그램에서 여러 레지스터를 조합해 값을 저장한다면 상위·하위 워드의 순서와 부호 처리 방식도 점검해야 합니다. 또한 최대값에 도달하기 전에 경보를 발생시키거나 누적값을 안전하게 초기화·보정하는 로직을 설계하면 데이터 이상을 예방하는 데 도움이 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

PLC에서 정수형 데이터가 최대값을 초과하게 되면 오버플로가 발생해 값이 음수로 변환이 될 수 있습니다. 이는 센서 고장이 아니라 데이터 형식의 표현 범위가 제한되어 있기 때문 인데요. 누적 운전시간이나 생산량을 계산할 때는 32비트 또는 64비트 정수형을 사용하고 최대값에 도달하기 전에 범위를 확인하는 것이 좋습니다. 또한 누적값이 초기화되거나 통신 과정에서 데이터 형식이 달라지는 경우도 점검할 필요가 있습니다.