1. Control State Recognition and Decision의 정의

Control State Recognition and Decision은 센서, 구동기, 통신장치 및 내부 제어정보를 이용하여 기계의 실제 상태를 인식하고, 그 상태가 정상인지, 다음 동작을 허용할 수 있는지, 조정·정지·복구가 필요한지를 판단하는 제어 영역이다.

기계는 단순히 명령을 실행하는 것만으로는 안정적으로 작동할 수 없다.

다음과 같은 질문에 지속적으로 답할 수 있어야 한다.

• 장치가 실제로 명령대로 움직였는가

• 제품이 요구된 위치에 있는가

• 목표 위치·속도·힘에 도달했는가

• 다음 기능을 실행할 준비가 되었는가

• 현재 신호를 신뢰할 수 있는가

• 여러 신호가 서로 일치하는가

• 정상조건에서 벗어난 상태인가

• 계속 운전할 것인가, 제한할 것인가, 정지할 것인가

• 현재 상태를 알고 있다고 판단할 수 있는가

따라서 상태 인식 및 판단 제어의 본질은 신호를 읽는 데 있지 않다.

물리적 상태를 의미 있는 기계상태로 변환하고, 그 상태에 따라 다음 행동을 결정하는 것이 핵심이다.

2. Control 시스템에서의 위치

범용기계의 제어 흐름은 다음과 같이 표현할 수 있다.

기능 실행 → 물리적 변화 → 신호 검출 → 상태 인식 → 상태 판단 → 다음 명령 또는 대응

각 영역의 역할은 다음과 같다.

센서는 물리량을 검출하지만, 센서 신호 자체가 기계상태를 의미하는 것은 아니다.

예를 들어 근접센서가 ON 상태라는 사실만으로 제품이 정상 위치에 있다고 판단할 수 없는 경우가 있다.

• 센서가 오염되었을 수 있다.

• 제품이 비정상 방향으로 걸려 있을 수 있다.

• 센서 브래킷이 이동했을 수 있다.

• 다른 물체가 센서를 작동시켰을 수 있다.

따라서 검출과 상태 인식은 구분해야 한다.

3. 신호, 상태, 판단의 구분

3.1 신호

Signal

신호는 센서 또는 제어장치가 제공하는 원시 정보이다.

예:

• 센서 ON/OFF

• 엔코더 위치값

• 압력 0.48 MPa

• 온도 82°C

• 서보 Ready

• 인버터 Fault

• 통신 데이터 수신

• 안전도어 스위치 상태

3.2 상태

State

상태는 하나 이상의 신호를 해석하여 정의한 기계의 의미 있는 조건이다.

예:

• 제품 도착 완료

• 클램프 정상

• 축 정지

• 가공 준비 완료

• 압력 부족

• 위치 불확실

• 제품 걸림 의심

• 자동운전 가능

3.3 판단

Decision

판단은 인식된 상태에 따라 제어시스템이 수행할 행동을 결정하는 것이다.

예:

• 다음 기능 실행 허용

• 현재 동작 유지

• 속도 감소

• 재시도

• 경고 발생

• 정상정지

• 고장정지

• 안전정지

• 작업자 확인 요구

신호는 입력이고, 상태는 해석 결과이며, 판단은 그 상태에 대한 제어 반응이다.

4. 상태 인식의 계층

기계상태는 하나의 수준으로만 정의되지 않는다.

숙련된 제어설계에서는 상태를 여러 계층으로 구분한다.

4.1 물리 상태

Physical State

실제 물리량 또는 물리적 조건이다.

• 위치

• 속도

• 힘

• 압력

• 온도

• 전류

• 진동

• 제품 유무

4.2 장치 상태

Device State

개별 장치의 현재 작동상태이다.

• 모터 정지

• 서보 Ready

• 실린더 전진 완료

• 밸브 작동

• 히터 가열 중

• 브레이크 체결

• 센서 이상

4.3 기능 상태

Functional State

특정 기능 단위의 진행상태이다.

• 공급 대기

• 위치 결정 중

• 클램핑 완료

• 가공 중

• 검사 완료

• 배출 실패

4.4 공정 상태

Process State

제품 또는 공정 전체의 진행상태이다.

• 제품 미투입

• 가공 준비 완료

• 공정 진행 중

• 검사 합격

• 재가공 필요

• 공정 중단

4.5 기계 상태

Machine State

기계 전체의 운전상태이다.

• 초기화

• Ready

• 자동운전

• 수동운전

• 일시정지

• 고장정지

• 복구

• 정비

4.6 안전 상태

Safety State

위험동작과 안전기능에 관한 상태이다.

• 안전조건 충족

• 위험구역 접근

• 안전정지 진행 중

• 안전출력 차단

• 정지 확인 완료

• 재기동 금지

각 상태 계층은 서로 연결되어야 한다.

예를 들어 실린더 전진센서의 ON 신호는 장치 상태를 나타내며, 압력 정상과 제품 위치 신호가 함께 확인되면 기능 상태를 클램핑 완료로 판단할 수 있다.

5. 상태변수의 정의

상태변수는 기계가 현재 어떤 조건에 있는지를 판단하기 위해 사용되는 값이다.

5.1 이산 상태변수

제한된 상태값을 가진다.

예:

• ON/OFF

• Open/Closed

• Ready/Not Ready

• Present/Absent

• Normal/Fault

• Automatic/Manual/Maintenance

5.2 연속 상태변수

연속적인 수치로 표현된다.

예:

• 위치

• 속도

• 온도

• 압력

• 토크

• 전류

• 진동값

5.3 파생 상태변수

Derived State Variable

하나 이상의 신호를 조합하여 생성한 상태이다.

예:

• 위치값이 목표범위 안이고 속도가 정지범위 이하이면 위치 도달

• 압력값이 기준 이상이고 일정 시간 유지되면 클램프 안정

• 모터전류가 증가하고 위치 변화가 없으면 제품 걸림 의심

• 두 개의 도어센서가 모두 정상이고 안전릴레이가 Ready이면 안전도어 정상

파생 상태는 실제 제어 판단에서 매우 중요하다.

제어기는 개별 신호보다 이러한 의미 있는 상태를 기준으로 동작하는 것이 바람직하다.

6. 직접 상태 인식과 간접 상태 추정

6.1 직접 상태 인식

최종 확인 대상 자체를 직접 측정한다.

예:

• 테이블 위치를 리니어 스케일로 검출

• 제품 유무를 광전센서로 직접 확인

• 클램핑력을 로드셀로 측정

• 회전체 속도를 속도센서로 측정

직접 검출은 상태의 신뢰성이 높지만 센서 비용과 설치 복잡성이 증가할 수 있다.

6.2 간접 상태 추정

다른 신호를 이용하여 상태를 추정한다.

예:

• 모터축 엔코더로 테이블 위치 추정

• 모터전류로 접촉 상태 추정

• 실린더 압력으로 클램핑 상태 추정

• 밸브 출력과 시간으로 실린더 위치 추정

간접 추정은 구조를 단순화할 수 있지만 다음 문제가 있다.

• 전달기구 파손을 검출하지 못할 수 있다.

• 하중과 마찰 변화에 영향을 받는다.

• 실제 최종 결과와 차이가 발생할 수 있다.

• 오차가 누적될 수 있다.

중요도가 높은 기능은 가능하면 최종 결과를 직접 확인해야 한다.

7. 상태 인식에 필요한 신호의 종류

7.1 위치 및 변위 신호

• 근접센서

• 리미트 스위치

• 광전센서

• 리니어 스케일

• 로터리 엔코더

• 변위센서

7.2 속도 및 운동 신호

• 엔코더 속도

• 회전센서

• 이동시간

• 축 추종오차

• 모션컨트롤러 상태

7.3 힘 및 부하 신호

• 로드셀

• 토크센서

• 모터전류

• 서보 부하율

• 실린더 압력

7.4 열 및 공정 신호

• 온도

• 압력

• 유량

• 진공

• 중량

• 레벨

• 장력

7.5 제품 및 환경 신호

• 제품 유무

• 제품 방향

• 제품 크기

• 도어 상태

• 공급재 유무

• 냉각수 상태

• 윤활 상태

7.6 제어장치 내부 신호

• Drive Ready

• Servo On

• In Position

• Torque Limit

• Alarm

• Communication Healthy

• Safety Ready

상태 인식은 외부 센서뿐 아니라 구동기와 제어기의 내부 상태정보도 함께 활용해야 한다.

8. 신호의 유효성 확인

센서값이 입력되었다고 해서 바로 상태로 인정해서는 안 된다.

먼저 신호가 유효한지 확인해야 한다.

8.1 범위 확인

Range Check

측정값이 물리적으로 가능한 범위에 있는지 확인한다.

예:

• 압력값이 센서 측정범위를 초과하는가

• 온도값이 비정상적으로 낮거나 높은가

• 엔코더값이 축 이동한계를 벗어나는가

8.2 변화율 확인

Rate-of-Change Check

값의 변화속도가 물리적으로 가능한지 확인한다.

예:

• 온도가 1초에 수백 도 변함

• 정지축의 위치값이 급변함

• 압력값이 비현실적으로 빠르게 변함

8.3 시간 일관성 확인

Temporal Consistency

신호가 필요한 시간 동안 유지되는지 확인한다.

예:

• 도어 닫힘 신호가 최소시간 이상 유지되는가

• 위치 도달신호가 순간적으로만 발생하지 않는가

8.4 상호 일관성 확인

Cross Consistency

관련 신호가 서로 논리적으로 일치하는지 확인한다.

예:

• 전진센서와 후진센서가 동시에 ON인가

• 모터 정지 신호인데 엔코더 속도가 검출되는가

• 밸브 OFF인데 실린더가 계속 이동하는가

8.5 명령과 응답의 일관성

실행 명령과 실제 반응이 일치하는지 확인한다.

예:

• 전진 명령 후 위치값이 전진방향으로 변하는가

• 히터 출력 후 온도가 상승하는가

• 모터 정지 명령 후 속도가 감소하는가

9. 신호 필터링과 안정화

물리적 센서 신호에는 노이즈, 채터링, 순간변동이 포함될 수 있다.

9.1 디바운싱

Debouncing

기계식 접점이나 디지털센서의 빠른 ON/OFF 반복을 제거한다.

9.2 지연 확인

On-Delay / Off-Delay

신호가 일정 시간 유지된 후 상태변화를 인정한다.

9.3 평균 및 필터링

아날로그 신호의 순간 변동을 줄인다.

• 이동평균

• 저역통과 필터

• 중앙값 필터

• 이상값 제거

9.4 히스테리시스

임계값 주변에서 상태가 반복 전환되는 것을 방지한다.

예:

• 0.50 MPa 이상에서 정상

• 0.45 MPa 이하에서 압력 부족

신호 필터링은 노이즈를 줄여야 하지만, 지나친 필터링으로 중요한 이상검출이 늦어져서는 안 된다.

10. 상태 확실성과 불확실성

기계는 항상 정상 또는 비정상으로 명확하게 구분되는 것은 아니다.

상태를 신뢰할 수 없는 경우도 존재한다.

10.1 Confirmed State

필요한 신호가 일치하고 상태가 명확하게 확인된 경우이다.

10.2 Unconfirmed State

필요한 신호가 아직 충분하지 않거나 완료 확인이 되지 않은 경우이다.

10.3 Unknown State

전원 복구, 통신 단절, 위치정보 상실 등으로 실제 상태를 알 수 없는 경우이다.

10.4 Conflicting State

관련 신호가 서로 모순되는 경우이다.

예:

• 전진과 후진 완료신호가 동시에 ON

• 도어 Open과 Closed 신호가 동시에 발생

• 축 위치는 정지인데 속도신호가 존재

10.5 Estimated State

직접 확인은 불가능하지만 다른 신호로 추정한 상태이다.

중요한 동작은 Unknown, Conflicting, Estimated 상태에서 자동으로 실행되어서는 안 된다.

11. 상태 판단의 기본 구조

상태 판단은 일반적으로 다음과 같은 흐름으로 구성된다.

신호 수집 → 신호 검증 → 상태 생성 → 상태 분류 → 우선순위 평가 → 제어 결정

11.1 신호 수집

센서, 드라이브, PLC, 외부 장비에서 데이터를 수집한다.

11.2 신호 검증

범위, 시간, 변화율, 상호 일관성을 확인한다.

11.3 상태 생성

유효한 신호를 조합하여 의미 있는 상태를 만든다.

11.4 상태 분류

상태를 정상·주의·경고·고장·안전 관련 상태로 구분한다.

11.5 우선순위 평가

여러 판단이 동시에 발생할 경우 어떤 대응이 우선하는지 결정한다.

11.6 제어 결정

• 계속 운전

• 다음 단계로 전환

• 출력 조정

• 기능 제한

• 재시도

• 정지

• 안전조치

12. 판단 방식

12.1 임계값 판단

Threshold Decision

측정값이 설정범위를 넘는지를 기준으로 판단한다.

예:

• 온도 90°C 이상이면 경고

• 압력 0.4 MPa 이하이면 운전 금지

• 위치오차 ±0.2 mm 이내이면 완료

12.2 논리조건 판단

Logical Decision

여러 디지털 조건의 조합으로 판단한다.

예:

Product Present AND Clamp Complete AND Door Closed

12.3 시간조건 판단

Temporal Decision

신호의 발생순서와 유지시간을 포함하여 판단한다.

예:

• 명령 후 2초 이내 완료

• 압력이 1초 이상 유지

• 두 신호가 100 ms 이내에 동시에 성립

12.4 상태전이 판단

State-Transition Decision

현재 상태와 입력조건을 기준으로 다음 상태를 결정한다.

예:

• Ready + Start Command → Automatic

• Automatic + Timeout → Fault Stop

• Fault Stop + Reset + Condition Verified → Recovery

12.5 추세 기반 판단

Trend-Based Decision

현재값뿐 아니라 변화 추세를 이용한다.

예:

• 베어링 온도의 지속 상승

• 사이클타임의 점진적 증가

• 모터전류의 장기 증가

• 위치오차의 반복적 확대

13. 동작 허가 판단

상태 인식 결과는 기능 실행의 허가조건으로 사용된다.

13.1 시작 허가

기능을 시작할 수 있는지 판단한다.

예:

• 장치 Ready

• 이전 기능 완료

• 제품 상태 정상

• 안전조건 충족

13.2 지속 허가

기능을 계속 수행해도 되는지 판단한다.

예:

• 압력 정상 유지

• 제품 위치 이탈 없음

• 과부하 없음

• 위험영역 접근 없음

13.3 완료 허가

기능이 정상적으로 완료되었다고 인정할 수 있는지 판단한다.

예:

• 목표 위치 도달

• 압력 유지

• 제품 결과 확인

• 허용시간 이내 완료

13.4 다음 단계 허가

다음 기능으로 전환할 수 있는지 판단한다.

예:

• 현재 기능 완료

• 다음 장치 Ready

• 제품 전달경로 정상

• 인터록 조건 충족

14. 상태에 따른 제어 결정

14.1 Continue

정상조건이 유지되므로 현재 기능을 계속한다.

14.2 Transition

현재 기능이 완료되어 다음 기능 또는 상태로 전환한다.

14.3 Adjust

목표값과 실제값의 차이를 줄이도록 출력을 조정한다.

14.4 Hold

조건이 다시 충족될 때까지 현재 동작을 보류한다.

14.5 Restrict

속도, 출력 또는 허용 기능을 제한한다.

14.6 Retry

안전조건에서 동일 기능을 제한적으로 재실행한다.

14.7 Fault Stop

정상적인 기능 수행이 불가능하므로 정지하고 작업자 개입을 요구한다.

14.8 Safety Stop

사람과 설비의 위험을 제한하기 위해 안전 관련 정지를 수행한다.

15. 상태 심각도 분류

모든 비정상 상태를 동일하게 처리해서는 안 된다.

심각도는 단순히 측정값 크기만으로 결정하지 않는다.

• 기능에 미치는 영향

• 제품 품질에 미치는 영향

• 장치 손상 가능성

• 사람에 대한 위험

• 복구 가능성

• 상태 신뢰성

을 함께 고려해야 한다.

16. 다중 신호를 이용한 상태 판단

중요한 상태는 하나의 신호만으로 판단하지 않는 것이 바람직하다.

16.1 동일 상태의 중복 검출

두 개 이상의 센서로 같은 상태를 확인한다.

예:

• 두 개의 도어센서

• 두 개의 위치센서

• 엔코더와 리미트센서

16.2 서로 다른 물리량의 교차 확인

다른 종류의 신호를 조합하여 상태를 판단한다.

예:

• 위치 + 압력으로 클램핑 완료 판단

• 속도 + 브레이크 피드백으로 정지 판단

• 모터전류 + 위치변화로 걸림 판단

• 온도 + 히터출력으로 가열 이상 판단

16.3 명령·신호·결과의 비교

다음 세 요소를 비교한다.

• 어떤 명령이 출력되었는가

• 장치가 어떤 반응을 보였는가

• 최종 결과가 발생했는가

이러한 비교는 기계적인 전달 불량이나 장치고장을 조기에 검출하는 데 효과적이다.

17. 모드에 따른 상태 판단

동일한 신호도 운전모드에 따라 다르게 해석될 수 있다.

17.1 자동운전

• 모든 기능 완료조건 적용

• 엄격한 공정 인터록 적용

• 자동 상태전이

• 타임아웃 자동 판단

17.2 수동운전

• 개별 장치 상태 중심

• 자동 상태전이 제한

• 필수 충돌방지 조건 유지

• 작업자 조작 중 상태 지속 확인

17.3 조정운전

• 설정값 변경에 따른 상태 재평가

• 제한속도와 제한행정 적용

• 단계별 상태 확인

17.4 복구모드

• 기존 위치정보의 신뢰성 재평가

• 미완료 기능의 상태 확인

• 제품과 공구 위치 확인

• 자동운전 재진입 가능 여부 판단

17.5 정비모드

• 일부 일반조건 우회 가능

• 안전조건과 제한조건 유지

• 장치별 상태 직접 표시

• 우회상태 기록

18. 이벤트 기반과 연속 상태 판단

18.1 이벤트 기반 판단

Event-Based Decision

특정 신호 변화가 발생할 때 판단한다.

예:

• 제품 도착

• 버튼 입력

• 완료신호 발생

• 알람 발생

• 도어 개방

18.2 연속 상태 판단

Continuous Decision

상태값을 지속적으로 감시한다.

예:

• 위치오차

• 온도

• 압력

• 전류

• 속도

• 진동

이벤트 기반 판단은 시퀀스 전환에 적합하고, 연속 상태 판단은 피드백 제어와 이상감시에 적합하다.

실제 기계에서는 두 방식을 함께 사용한다.

19. 이상상태와 진단

상태 인식은 이상을 검출하는 것뿐 아니라, 가능한 원인을 구분할 수 있어야 한다.

19.1 신호 이상

• 센서 단선

• 단락

• 신호 고착

• 노이즈

• 통신 오류

• 비현실적 측정값

19.2 장치 이상

• 모터 미동작

• 실린더 미완료

• 밸브 응답 없음

• 브레이크 미체결

• 히터 출력 이상

19.3 메커니즘 이상

• 벨트 파손

• 커플링 이탈

• 기계적 걸림

• 과도한 마찰

• 백래시 증가

19.4 공정 이상

• 제품 미도착

• 제품 중복

• 위치 불량

• 클램핑 불량

• 검사 불합격

19.5 상태 불일치

• 명령과 실제동작 불일치

• 센서 간 모순

• 공정상태와 제품상태 불일치

• 제어기 내부상태와 실제 기계상태 불일치

20. 상태 복구와 재검증

이상이 해제되었다고 해서 상태를 즉시 정상으로 변경해서는 안 된다.

다음 절차가 필요하다.

1. 이상 원인을 제거한다.

2. 관련 신호가 정상으로 복귀했는지 확인한다.

3. 장치의 실제 위치와 상태를 확인한다.

4. 필요한 경우 원점복귀를 수행한다.

5. 제품과 공구상태를 확인한다.

6. 미완료 기능을 정리한다.

7. 인터록과 안전조건을 다시 확인한다.

8. 작업자의 리셋을 확인한다.

9. Ready 상태로 전환한다.

복구 후에는 상태를 다시 인식하고 검증해야 한다.

이전 상태를 단순히 복원하는 방식은 위험할 수 있다.

21. 상태 판단의 우선순위

여러 판단이 동시에 발생할 경우 우선순위가 필요하다.

일반적인 우선순위는 다음과 같다.

1. Safety-Related Decision

2. Equipment Protection Decision

3. Fault Decision

4. Process Quality Decision

5. Functional Transition Decision

6. Performance Optimization Decision

예를 들어 다음 기능으로 전환할 조건이 충족되었더라도 안전도어가 열리면 상태 전환보다 안전정지가 우선한다.

우선순위가 정의되지 않으면 서로 다른 제어명령이 충돌할 수 있다.

22. Control Function Execution과의 관계

Control Function Execution은 실행해야 할 기능과 명령을 정의한다.

Control State Recognition and Decision은 다음을 판단한다.

• 기능을 시작할 수 있는가

• 기능이 정상적으로 진행 중인가

• 기능이 완료되었는가

• 다음 기능으로 전환할 수 있는가

• 중단·재시도·복구가 필요한가

즉,

Function Execution은 행동을 만들고, State Recognition and Decision은 그 행동의 결과와 다음 행동을 결정한다.

23. Feedback Control과의 관계

상태 인식은 현재값을 확인하지만, 피드백 제어는 목표값과 실제값의 차이를 지속적으로 보정한다.

예:

• 상태 인식: 온도가 정상범위에 있는가

• 피드백 제어: 온도가 설정값을 유지하도록 히터 출력을 조절한다

• 상태 인식: 위치가 목표범위에 도달했는가

• 피드백 제어: 위치오차를 줄이도록 모터 출력을 조절한다

상태 인식은 판단을 제공하고, 피드백 제어는 지속적인 조정을 수행한다.

24. Interlock Control과의 관계

상태 인식 결과는 인터록의 입력조건으로 사용된다.

예:

• Clamp Complete 상태가 아니면 가공축 하강 금지

• Product Present 상태가 아니면 압착 금지

• Axis Stopped 상태가 아니면 도어 잠금 해제 금지

• Pressure Normal 상태가 아니면 자동운전 금지

인터록은 상태를 인식하는 기능이 아니라, 인식된 상태를 이용하여 동작을 허용하거나 차단하는 기능이다.

25. Safety-Related Control과의 관계

안전 관련 상태는 일반 공정상태보다 높은 신뢰성과 독립성이 요구된다.

예:

• 안전도어 상태

• 비상정지 상태

• 안전속도 상태

• 정지 확인 상태

• 브레이크 상태

• 위험구역 접근 상태

안전상태 판단에서는 다음을 고려해야 한다.

• 단선과 접점고착 검출

• 이중채널

• 상호감시

• 안전제어기의 진단

• 안전출력 피드백

• 재기동 방지

일반 PLC의 공정상태 판단만으로 안전기능을 대체해서는 안 된다.

26. Assembly와의 연계

상태 인식의 신뢰성은 센서의 실제 설치상태에 크게 영향을 받는다.

필요한 조립정보

• 센서 설치 기준면

• 감지방향

• 감지거리

• 조정범위

• 브래킷 강성

• 케이블 방향

• 오염과 충격 보호

• 센서와 대상물의 관계

• 반복 조립 시 기준 위치

• 교체 후 재조정 방법

조립오차가 상태 판단범위보다 크면 신호의 반복성을 확보할 수 없다.

따라서 센서 설치공차와 상태 판단 허용범위를 함께 검토해야 한다.

27. Manufacturing과의 연계

모든 생산 장비에서 동일한 상태 판단이 이루어져야 한다.

관리해야 할 항목

• 센서 설정값

• 임계값

• 히스테리시스

• 디바운스 시간

• 필터 조건

• 타임아웃

• 허용편차

• 경고 및 정지 기준

• 신호 논리

• 센서 보정값

제조 및 시운전 시험

• 센서 ON/OFF 시험

• 아날로그값 범위시험

• 신호 단선시험

• 상반 신호시험

• 타임아웃 시험

• 상태 전이시험

• 모드별 판단시험

• 통신 단절시험

• 전원 복구 후 상태시험

• 센서 교체 후 재설정시험

28. 주요 설계 산출물

29. 상태 인식 및 판단 검토 질문

상태 정의

• 필요한 상태가 명확하게 정의되어 있는가

• 신호와 상태가 구분되어 있는가

• 장치상태와 최종 기능상태가 구분되어 있는가

• Unknown과 Conflicting 상태가 정의되어 있는가

신호 신뢰성

• 센서 신호가 실제 상태를 대표하는가

• 범위와 변화율 검사가 있는가

• 노이즈와 채터링을 처리하는가

• 상반 신호를 검출할 수 있는가

• 명령과 응답의 관계를 확인하는가

판단 기준

• 정상범위와 이상범위가 정의되어 있는가

• 임계값과 히스테리시스가 적절한가

• 시간조건이 포함되어 있는가

• 여러 신호를 적절하게 조합하는가

• 우선순위가 정의되어 있는가

동작 결정

• 시작·지속·완료 허가조건이 구분되어 있는가

• Hold, Restrict, Retry, Stop 조건이 명확한가

• 다음 상태 전환조건이 정의되어 있는가

• 상태 불확실 시 동작이 차단되는가

복구

• 상태를 신뢰할 수 없는 경우 복구방법이 있는가

• 원점복귀 필요 여부가 정의되어 있는가

• 복구 후 상태를 다시 검증하는가

• 자동운전 재진입 조건이 명확한가

조립과 제조

• 센서 위치공차가 정의되어 있는가

• 판단 파라미터를 반복적으로 재현할 수 있는가

• 모든 상태를 시험할 수 있는가

• 신호 고장과 모순상태를 시험하는가

30. 결론

Control State Recognition and Decision은 기계의 물리적 신호를 의미 있는 상태로 변환하고, 그 상태에 따라 기능의 실행·지속·완료·중단·복구를 결정하는 제어 영역이다.

그 핵심은 센서의 수를 늘리는 것이 아니다.

다음 관계를 명확하게 설계하는 것이 중요하다.

• 어떤 상태를 알아야 하는가

• 어떤 신호로 그 상태를 확인할 것인가

• 해당 신호를 신뢰할 수 있는가

• 여러 신호가 서로 일치하는가

• 상태를 정상·이상·불확실 중 어디로 분류할 것인가

• 그 상태에서 어떤 동작을 허용하거나 차단할 것인가

• 다음 상태로 언제 전환할 것인가

• 상태를 잃었을 때 어떻게 복구하고 재검증할 것인가

좋은 상태 인식 및 판단 제어는 정상신호만 처리하지 않는다.

센서고장, 상충신호, 위치정보 상실, 통신단절 및 전원복구와 같은 불확실한 상태에서도 기계가 잘못된 판단을 하지 않도록 설계한다.

이를 통해 Control Function Execution은 실제 기계상태에 기반하여 실행되고, Interlock, Fault Recovery 및 Safety-Related Control은 일관된 상태정보를 바탕으로 안정적으로 작동할 수 있다.