제4편 AS-interface 통신기술, 자동화 부문의 안전

Safety at Work (2)

2. AS-Interface Safety at Work

1. 일반 정보

여기에 기술된 AS-Interface Safety at Work 시스템의 안전 컴포넌트 설치에 관한 제안 및 유의사항들은 단지 일종의 시사점에 불과하다. 그 외의 기술적 유의점들은 관련 표준 및 규정에서 찾아볼 수 있다. AS-Interface Safety at Work 컴포넌트들이 의도하는 용도에 따라 배치되어 있지 않는다면, 운용 인원 및 플랜트의 안전이 보장되지 않는다. 안전 모듈들이 안전하지 않은 출력정보를 지닐 경우, 이들은 안전 기능에 사용되어서는 안 된다. 안전 모듈들은 각각의 AS-Interface 안전 모니터와 함께 AS-Interface 지선에서 의도된 용도에 따라 오직 안전관련 슬레이브로만 사용되어야 한다. AS-Interface 안전 모니터는 시스템 명세조건인“산업 네트워크 상의 기능, 안전 및 보안 통신을 위한 프로파일의 요건에 부합해야 한다. 안전 표준에 준한 안전 관련 기능을 평가하려면, 해당 기능의 모든 컴포넌트들은 안전 표준규격에 따라 평가되어야 한다. 계획된 안전 기능을 올바로 구현하는 일은 우선적으로 안전 모니터의 배선 및 설정에 좌우된다. 안전 기능은 (제반 안전 관련 센서들을 포함하여) 커미셔닝 이전에 검사되어야 한다 전체 응답 시간은 안전 모니터 및 (전자접촉기 등) 다운스트림 요소에 달려 있다.

2. 배선을 위한 권장사항

EN/IEC 60204-1 (또는 유사 규격)의 요건은 항상 준수되어야 한다. 외부 배선 및 연결 센서의 선택에 관한 요건들은 달성하려는 기능과 아울러 소요 카테고리(EN 954-1 또는 EN 954-1의 부속서) 모두에 적용된다. 해당 카테고리는 (가령, EN 1050에 준한) 위험도 분석 내지 C 표준에서 가져온 방법으로써 확정될 수 있다. 안전 모니터의 카테고리는 최소한 해당 애플리케이션이 요구하는 카테고리에 상응해야 한다. 또한 이것은 다운스트림 배선에도 해당한다. AS-Interface 컴포넌트에 대한 전원공급용 AS-Interface 전원공급장치 및 24V 전원공급장치는 IEC 60742에 준한 안전 전원 분리와 최대 20ms의 단기 정전을 극복하여 연결할 수 있는 능력을 입증해야 한다. AS-Interface 안전 모니터는 EN 61000-4-2에 준하여 8kV 대기 방전 상태에서 무간섭 운용 능력을 테스트한 것이다. 이는 가령, 배전반 등의 설치와 아울러, 훈련된 인원에 의한 운용에도 충분한 것이다. 그럼에도, 필자들은 사용자가 파라미터화 케이블을 안전 모니터에 삽입하기에 앞서 적절한 지점에서 방전(접지) 작업을 수행할 것을 권장한다. 터미널 M이 해당 디바이스에 바로 인접하여 접지 연결이 된 경우에는 안전 모니터의 터미널 FE로 이어지는 접지 연결을 필요로 하지 않는다.

AS-Interface 안전 모니터는 하나의 안전 컴포넌트이기 때문에, 해당 설정 인터페이스 및 디바이스의 서비스 버튼 등은 접촉 방지 봉인된 투명 커버를 써서 비인가 접근을 예방할 수 있다 (안전 모니터 운전 매뉴얼 참조). 안전 훅 오프 커버는 사용 전에 깨뜨려야 한다. 이 투명 커버는 또한 정전기 방전(ESD)을 예방하며, 이물질이 RJ45 소켓 안으로 들어오지 못하도록 방지한다. 이러한 까닭에, 이 커버는 항상 설치되어 있어야 한다.
대체로, 강한 간섭 원인이 되는 전원공급장치는 배전반 내의 입력 및 출력 신호처리와는 별도로 분리시키는 것이 일반적이다(그림 참조). 또한 이들 디바이스의 케이블을 번들로 묶지 않도록 유의하되, 가능한 한 케이블이 서로 멀리 떨어지도록 루트를 정한다. 해당 라인들 간의 거리에 대해서는 다음과 같은 경험식이 제시될 수 있다:

3. 안전 모니터의 배선
애플리케이션에 따라, 구역 (zone) 0B에 대한 낙뢰 방지 모듈의 사용도 바람직하다 (간접적인 낙뢰에 대한 보호). 또한 해당 모듈은 이러한 환경에서 시스템의 무간섭 운용을 보장하기 위해 안전 모니터의 전원공급에 미치는 간섭을 감쇠시킬 수 있다.

출력 회로의 연결
하나의 OSSD가 딸린 안전 모니터의 예는 안전 테크놀로지 측면에서의 통합을 예시하고 있다.

각 출력 회로에 대해, 안전 모니터는 터미널 쌍 1.13 및 1.14, 그리고 1.23 및 1.24를 통하여 외부로부터 접근이 가능한 두 개의 감시 릴레이 접점들을 지니고 있다.

위의 보기에서, 위험 동작은 드라이브“M”으로 표시되어 있다. 나란히 연결된 전자접촉기“K1”및“K2”는 해당 드라이브를 개폐하기 위한 안전 테크놀로지를 완성한다. 각 전자접촉기는 안전 모니터의 릴레이 접점에 연결되어 있다. 내부 릴레이 접점을 보호하기 위해, 각 릴레이 출력당 하나의 퓨즈가 제공된다. 긴급 상황 발생 시 (전자접촉기 내지 출력 릴레이 고장 등의 경우), 각 전자접촉기“K1”및“K2”는 해당 드라이브에 대한 전원 공급을 개별적으로 차단할 수 있다.

작업장 기계 내지 플랜트의 안전 관련 등급이 단지 하나의 전원용 전자접촉기만으로 위험 동작에 대한 차단을 허용하더라도, 항상 안전 모니터의 양측 릴레이 출력을 모두 사용하도록 한다.

접점을 배가하기 위해, 적절한 확장 디바이스를 해당 안전 모니터에 연결하는 것도 물론 가능하다.
전자접촉기들이 올바로 기능하는 지는 외부 디바이스 모니터링 회로를 터미널 1.Y1에 직접 연결하거나 혹은 표준 AS-Interface 슬레이브를 경유하여 배선함으로써 점검해 볼 수 있다. 이를 위해, 별도로 분리된 기능 컴포넌트들이 구성 소프트웨어에서 통용될 수 있다. 만일 안전 모니터가 분리된 전자접촉기 쌍을 통하여 하나의 출력 회로로써 동시에 여러 개의 드라이브들의 연결을 끊는다면, 각각의 전자접촉기 쌍에 대해 별도의 외부 디바이스 모니터링 컴포넌트가 구성 상에 포함될 수 있다. 이 경우, 외부 디바이스 모니터링 컴포넌트를 위한 대화창에 서“한정된 오류 잠금(limited error locking)”옵션을 반드시 추가적으로 활성화해야 한다.

글_ 오상원 객원기자 news@icnweb.co.kr