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홈 및 빌딩제어를 위한 KNX 네트워크의 과전압 보호 방안

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건물 및 빌딩에 대한 제어 및 관리 시스템에 대한 비중이 날로 높아가고 있다. 냉난방은 물론 조명, 환기, 접근 통제 제어 등에 대한 비용과 이들을 최적의 조건으로 통합 제어하는 방안이 새로운 과제로 부각되고 있다. 또한 끊임없이 증가하는 에너지 사용을 최적화하는 방안도 적극 모색중이다. 이에 건물 및 빌딩 제어를 위한 개방형 표준 네트워크인 KNX(KONNEX)가 부각되고 있다. [편집자 주]
오늘날, 파워 시스템, 안테나 인스톨레이션용 분배 네트워크 및 전화 네트워크는 물론 PC 네트워크 및 KNX 시스템의 네트워크도 빌딩에 설치된다. 예를 들어, KNX 장치는 4KV까지의 과전압에 대하여 보호되어 있다. 특정 상황에 있어서, 이러한 보호 작용은 빌딩에 직접적으로나 간접적으로 번개가 내리칠 경우에는 불충분하다. 적절한 보호를 하기 위하여 그 밖의 수단이 취해져야 한다.
1. 번개 보호수단의 필요성
빌딩에 필요한 번개 보호 시스템을 셋업할 필요성은 다음과 같기 때문이다.
* 각각의 주 연방(자치구)에 따른 빌딩 규정
* VDE V 0185 파트 2 에 따라서 인스톨레이션의 구조에 대한 리스크 평가
* VdS 2010 에 따른 손해 보험 컴퍼니의 필요성
일반적으로, 번개 보호수단을 필요로 하는 빌딩은 빌딩의 위치, 구조 형태나 쓰임새에 따라 번개가 쉽게 치거나, 번개가 심각한 영향을 미칠 수가 있는 빌딩이다. 번개 보호 시스템은 일반적으로 공공 건물 예를 들면, 학교 같은 곳은 규정상 필수적이다.
2. 번개 및 과전압 보호 수단을 위한 프로젝트 설계 가이드라인
번개 보호수단이 필요하다면, 능동 코어의 연결은 VDE V 0185 파트 3에 따른 피뢰침으로 수행되어야만 한다. 저전압 콘슈머 인스톨레이션에 있어서, 타입 1 의 서지 보호 장치(SPD)가 사용된다. 카테고리 D1 의 보호장비는 데이터 및 전기 통신 시스템은 물론 KNX 인스톨레이션에 사용되어야 한다.
다음과 같은 경우 마찬가지로 카테고리 D1의 보호 장비 사용이 권장된다. 예를 들면,
– 빌딩이 저전압 오버헤드 라인을 통해 연결된 경우
– 번개가 맞을 수도 있는 빌딩에 예를 들면, 금속 굴뚝 또는 안테나 같은 금속 구조물이 있는 경우
– 빌딩 부근에, 번개 보호 시스템을 갖춘 다른 빌딩이 있는 경우이다.
케이블이 빌딩을 가로질러 부설된다면, 피뢰침은 빌딩 입구에 있는 버스 케이블 또는 서지 어레스터에 의해 보호되는 버스 케이블에 인스톨되어야만 한다. 서지 어레스터는 금속 트렁킹 또는 금속 도관에 매설되어 있으며, 금속 도관은 양 단부에 등전위 본딩이 되어있다.
트렁킹 또는 도관의 최소 단면은 번개 전류의 중요 부분이 도관을 통해 이끌어지도록 하기 위하여 정격화되어야한다(DIN VDE V 0185-3: Cu 16mm2, Al 25mm2, Fe 50mm2).
피뢰침은 어떤 손상도 없이, 에너지가-풍부한 번개 전류를 여러 번 전환할 수 있다. 다음과 같은 요구조건을 적용한다.
AC 230/400 V 시스템의 경우
– 적어도 12.5kA(10/350)의 공칭 방전 용량
– 보호 레벨: < 4kV - EN 61643-11:2001에 따르는 SPD 타입 1의 피뢰침 - 버스 케이블의 경우 - 코어당 적어도 2.5kA(10/350)의 공칭 방전 용량 - 보호 레벨: < 600V - EN 61643-21:2002에 따르는 피뢰침 D1 * 주의 * 프로젝트 디자인 동안, 피뢰침은 서지 어레스터와 동위이어야 한다. 에너지 코오디네이션의 증거는 DIN VDE V 0185-4에 따라 구해져야 한다. 제조업자 데이터도 고려되어야 한다. 서지 어레스터
(1) AC 230/400V 시스템의 경우
AC 230/400V 시스템의 서지 어레스터는 분배 보드에 장착되어 장치를 보호하는데 사용된다. 서지 어레스터 SPD 타입 2 는 EN 61643-11:2001에 따라 제공되어야 하고후속하
는 다음 필요조건에 따라야 한다.
* 적어도 5kA(8/20)의 공칭 방전 용량
* 보호 레벨: < 2.5kV * 바리스터(varistors)가 사용된다면, 바리스터는 열적으로 모니터되어야 하고, 디스코넥터(disconnector)에 제공되어야 한다. * 주의 * 앞서 언급한 필요조건을 충족하는 서지 어레스터는 과전압 보호를 위하여 다이버터(diverters)로 사용될 수 있다. 삽입된 데이터 레일이 있는 DIN 레일 상에서 사용하는 경우 다음의 사항에 주목해야 한다. * 어레스터는 완전하게 절연되어야 한다(기본 절연 250V: 예를 들면, 오픈 스파크 갭 없음) * DIN 레일은 어레스터를 접지하는데 사용될 수 없다(스냅-온 고정을 위한 금속 부분이 없다); 어레스터는 해당하는 단면을 가진 지역적 등전위 본딩 스트립에 접속된 접지 단자를 구비해야 한다. (2) 버스 케이블의 경우
* 적어도 5kA(8/20)의 공칭 방전 용량
* 보호 레벨: < 358A 서지 어레스터는 KNX 인스톨레이션에서 레벨 비율에 특별하게 매치하여 DIN EN 50090 의 필요조건에 따라야 한다. 서지 어레스터는 버스 연결 터미널과 같은 크기를 가진다. 어레스터는 그 색깔과 부수적인 접지 컨덕터로 구별된다(완전한 터미널은 블루이다). 서지 어레스터는 버스 연결 터미널 대신에 사용될 수 있다: 서지 어레스터는 이웃한 접지 포인트(예컨대 PE 컨덕터)에 연결된다. 버스를 통해 이러한 서지 어레스터로 루프하는 것은 불가능 하다. 번개 보호 프레임워크 내에서 실행된 과전압 보호 수단과 관계없이, 서지 어레스터를 사용하는 KNX 인스톨레이션의 인터퍼런스 면역(interference immunity)을 증가시키는 것이 필수적이다. 3. 서지 어레스터의 인스톨레이션을 위한 권고
서지 어레스터는 보호 등급 1의 버스 장치는 물론 제 2 와이어링 시스템(AC 230/400 V 및/또는 가열 시스템의 배관)이 버스 케이블에 부가적으로 연결된, 장치를 위해 권장된다. 접지 포인트도 또한 규정된다. 분배 보드에 있어서, 접지 포인트는 각각의 버스 라인을 서지 어레스터와 연결하기 위해 충분히 있다. 버스 라인이 분배 보드의 서지 어레스터에 연결된다면, 외부 컨덕터와 중립 컨덕터도 또한 서지 어레스터에 연결되어야 한다.
빌트-인 스위치 액추에이터가 있는 루미나리의 경우, 서지 어레스터의 인스톨레이션은, 버스 케이블과 파워 케이블이 넓은 에리어에 걸쳐 컨덕터 루프를 형성하는 경우에만 필요하다.
4. 루프 형성의 결과로 인한 서지의 회피
파워 케이블과 버스 케이블 사이는 물론 파이프 시스템과 버스 또는 파워 케이블 사이의 루프는 서지를 위하여 가장 자주 사용된 엔트리 라우트(routes)이다. 따라서 루프는 이미 프로젝트 디자인 단계 동안 회피되어야 한다.
그러므로, 버스 및 파워 케이블은 항상 가능한 서로 근접하게 부설되어야 한다. 이것은 또한, 버스 장치가 접지 구성요소 및 버스 케이블과 필드 조건 하에서 소통한다면, 환기 덕트와 같은 접지 구성요소 및 버스 케이블에도 적용된다.
그러나 루프는 또한 수도 및 가열 파이프와 공동으로 형성된다. 이 경우, 루프는 등전위 본딩 스트립을 경유해 폐쇄된다.
그림 6.4-2 은 빌딩 차폐가 없어지고 코드 엔트리가 바람직하지 못할 경우, 심지어 등전위 본딩이 있는 번개 보호가 실행되는 경우, 어떻게 높은 서지가 예를 들면, KNX 파워 서플라이 유닛 및 시각화 PC 와 같은 두 개의 상이한 시스템에 연결되어 있는 장치 상에 위험하게 발생할 수 있는지를 보여준다. 부가적인 수단이 장치의 입력(그림 6.4-2)에 필요하다. KNX 인스톨레이션이 지속적인 유용성을 가지려면, KNX 장치에 손상을 입지 않도록 관리되어야 한다. KNX 장치들은 EMC 법률 제정법을 필요로 하고 DIN EN 50090-2-2 에서 정의된 기본 인터퍼런스 면역을 나타낸다.
과전압 보호 수단은 이러한 상태에서 만들어져야 한다. KNX 장치는 과전압 분류기준 III 즉, 4kV 의 정격 임펄스 전압으로 설계된다. 이것은 그림 6.4-2의 시각화 PC 와 같이, 특히 서지를 일으키기 쉬운 버스 장치에 부가적인 과전압 보호 수단이 제공되어야만 하는 것을 의미한다. 이 같은 상황에서는, KNX 측 및 파워 시스템 측 모두에서 과전압 보호를 실행한다는 것이 중요하다.
인덕션 루프를 피하기 위하여 다음의 규칙에 주목하여야 한다.
* 버스 및 파워 케이블은 항상 가능한 서로 근접하게 부설되어야 한다. 이것은 또한, 버스 장치가 접지 구성요소와 필드 조건 예를 들면, 가열 밸브 하에서 소통한다면, 접지 구성요소에도 적용된다.
* 케이블 단부 및 접지 구성요소와 다른 케이블 단부 사이의 거리는 가능한 최대 거리이어야 한다.
* 번개 보호 시스템으로부터 예를 들면, DIN VDE V 0185-3에 따라서 터미털 리드로부터 충분한 분리 간격이 유지되어야만 한다.
5. 구조 인스톨레이션을 위한 EMC 보호 매니지먼트
번개 및 과전압 보호 이외에, EMC 보호 매니지먼트 계획이 컴퓨터 센터와 같은 구조적인 인스톨레이션을 위해 계획될 수 있다.
KNX 인스톨레이션이 이러한 형태의 빌딩에서 사용되면, KNX 인스톨레이션은 EMC 보호 매니지먼트에 통합되어야만 한다.
관련 측정 기준 예를 들면, DIN VDE V 0185-4에 따른 번개 보호 구역 개념은 상세하게 EMC 보호 매니지먼트를 책임지는 사람과 동의해야 한다.
6. 접지 및 등전위 본딩
등전위 본딩은 전기적인 장비와 다른 전도성 부분의 하우징이 동일하거나 또는 대체로 동일한 전위를 일으키는 연결을 말한다. 접지 시스템과 대비하여, 등전위 본딩은 접지에 대한 직접적인 콘택트가 없다. 이러한 연결은 단지 접지에 연결하기 위한, 이른바 터미널 러그를 갖춘, 메인 등전위 본딩 컨덕터를 통해서만 설정된다. 등전위 본딩은 구조적인 인스톨레이션의 모든 기술 장비의 기능적인 신뢰성과 사람을 보호하는 것을 기본으로 형성되며 DIN VDE 0100-540 또는 DIN VDE 0800-310으로 규정된다.
스태틱 차지(정전기 충전)를 피하기 위하여, 각각의 라인은 제조업자에 의해 KNX 파워 서플라이에서 이미 설치된 보호 임피던스를 통해 접지 전위에 접속되어야만 한다. 이렇게 하기 위하여, 접지 기호로 표시된 KNX 파워 서플라이의 터미널은 다음의 PE 터미널에 연결된다. 이러한 연결은 초록색-노란색으로 실행되어야 한다.
버스 케이블은 차폐되어야 한다. 그러나 이러한 차폐는 접지되지 않고 등전위 본딩에 통합되지 않는다. 차폐는 케이블 설치로 상호 연결되지 않는다. 차폐가 접지 전위 또는 전도성 부분을 접촉하지 않는다는 것이 보장되어야만 한다.
아이씨엔 매거진 2009년 06월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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