PLC Timer란? TON·TOF·TP 동작 원리

2026년 9월 1일 읽는 시간 약 5분

PLC Timer란 설정한 시간을 기준으로 출력이나 내부 상태를 지연·유지시키는 시간 제어 명령입니다. PLC Timer의 기본 구조와 TON·TOF·TP 타이머의 동작 차이, 설정시간과 경과시간을 활용하는 원리를 알아봅니다.

PLC Timer란 무엇이며 왜 사용할까?

PLC Timer는 입력조건이 성립하거나 해제된 시점을 기준으로 일정한 시간을 측정하여 출력이나 내부 상태를 제어하는 명령입니다. 산업자동화에서는 모든 장치가 입력과 동시에 움직이는 것이 아니라 정해진 시간이 지난 후 동작하거나 일정 시간 동안만 출력을 유지해야 하는 경우가 많습니다. 예를 들어 Start 버튼을 누른 뒤 5초 후 모터를 운전하거나, 센서가 OFF된 이후에도 팬을 10초 동안 더 작동시키는 제어가 필요할 수 있습니다. 이러한 시간 기반 제어를 프로그램에서 구현하는 기능이 Timer입니다. PLC의 타이머는 일반적인 물리적 Timer Relay와 달리 CPU가 프로그램과 내부 시간기준을 이용하여 상태를 관리합니다. IEC 61131-3 계열에서는 TON, TOF, TP와 같은 대표적인 Timer Function Block이 사용되며 PLC 제조사에 따라 명령 이름과 데이터 구조, 시간 단위 및 세부 동작에는 차이가 있을 수 있습니다. 따라서 Timer를 사용할 때는 단순히 몇 초를 설정하는 것뿐 아니라 어떤 조건에서 시간 측정을 시작하고 출력이 언제 ON·OFF되는지를 이해해야 합니다.

TON 타이머는 일정 시간이 지난 후 어떻게 ON될까?

TON(On-Delay Timer)은 입력조건이 TRUE가 된 뒤 설정한 시간이 경과하면 출력이 TRUE가 되는 지연 동작 타이머입니다. 예를 들어 PT(Preset Time)를 5초로 설정했다면 입력 IN이 TRUE가 되는 순간부터 경과시간 ET(Elapsed Time)가 증가하고, ET가 PT에 도달하면 출력 Q가 TRUE가 됩니다. 따라서 입력이 들어온 즉시 출력이 ON되는 것이 아니라 지정된 시간만큼 기다린 후 동작합니다. 일반적인 TON에서는 설정시간에 도달하기 전에 입력조건이 FALSE가 되면 시간 측정이 해제되고 Q도 활성화되지 않습니다. 이 특성을 이용하면 모터의 순차기동, 일정 시간 이상 유지된 센서신호 확인, 경보 지연 등에 활용할 수 있습니다. 예를 들어 순간적인 센서 노이즈가 발생하더라도 신호가 2초 이상 지속될 때만 이상상태로 판단하도록 구성할 수 있습니다. 다만 Timer의 실제 시간 정밀도는 PLC의 실행환경과 명령 사양에 영향을 받을 수 있으며 매우 정밀한 고속 타이밍이 필요한 경우에는 전용 기능이나 하드웨어를 검토해야 합니다.

TOF와 TP 타이머는 TON과 무엇이 다를까?

TOF(Off-Delay Timer)는 입력이 FALSE로 바뀐 뒤에도 일정 시간 동안 출력을 유지한 후 OFF시키는 지연 해제 방식입니다. 입력 IN이 TRUE일 때 Q가 TRUE가 되고, IN이 FALSE가 되면 설정시간 PT의 측정이 시작되어 그 시간이 지난 뒤 Q가 FALSE로 전환되는 방식이 대표적입니다. 예를 들어 설비가 정지한 후에도 냉각팬을 일정 시간 더 작동시키는 후냉각 제어 등에 활용할 수 있습니다. TP(Pulse Timer)는 입력에서 트리거 조건이 발생하면 설정된 시간 동안 출력 Q를 TRUE로 유지하는 펄스형 타이머입니다. 따라서 입력신호가 짧더라도 정해진 시간만큼 출력 펄스를 만드는 용도로 사용할 수 있습니다. 다만 TP가 동작 중일 때 입력이 다시 변화하는 경우의 재트리거 여부와 세부 동작은 PLC 구현에 따라 확인이 필요합니다. 세 가지를 간단히 구분하면 TON은 늦게 켜기, TOF는 늦게 끄기, TP는 정해진 시간 동안 켜기에 해당합니다.

Timer를 사용할 때 PT·ET와 Scan Cycle은 왜 중요할까?

PLC Timer를 정확하게 사용하려면 PT와 ET, 출력상태뿐 아니라 PLC Scan Cycle과 프로그램 구조도 함께 이해해야 합니다. PT는 사용자가 설정한 목표시간이고 ET는 Timer가 현재까지 측정한 경과시간을 의미합니다. 예를 들어 PT가 10초이고 ET가 7초라면 아직 설정시간에 도달하지 않은 상태입니다. 프로그램에서는 Timer의 Q뿐 아니라 ET 값을 이용해 현재 진행상태를 표시하거나 다른 제어조건으로 활용할 수도 있습니다. 또한 일반 PLC 프로그램은 입력처리와 프로그램 연산, 출력처리를 반복하기 때문에 Timer 명령 역시 프로그램 실행과 연계되어 평가됩니다. 프로그램에서 Timer Function Block을 조건에 따라 실행하지 않는 구조를 사용하면 제조사와 언어 구현에 따라 예상과 다른 결과가 나타날 수 있으므로 매뉴얼을 확인해야 합니다. 정전이나 CPU 정지 이후에도 시간을 유지해야 하는 경우에는 일반 TON·TOF와 별도로 Retentive Timer 또는 유지 메모리 기능이 필요한지도 검토해야 합니다. 결국 PLC Timer는 단순한 시간 지연 기능이 아니라 공정의 순서와 동작시간을 설계하는 자동제어의 핵심 명령입니다.