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제2편 AS-interface 통신기술, 자동화 부문의 안전

1995년경, 독일과 미국의 제조사들이 안전 기술에 유용한 표준 버스 시스템을 만들기 위해 출범했다. 전기 기술 전문위원회는 독일에서 이 기술을 담당하면서, 안전 기술 요건들과 산업계와의 공조로 안전 척도를 개발할 목적으로 BGIA의 초석이 되는 투자에 착수했다. 안전 작업을 수반한 버스 시스템을 위한 검사절차를 구축한 BGIA와 더불어, 산업계와의 공조 작업을 수행하는 하나의 워킹그룹이 수립되었다. 오늘날, 고도의 가용성을 목적으로 고안되지 않은 기계 부문에서 알려진 모든 안전 버스 시스템들은 사용자 조직들, 제조사 및 검사 센터 등이 이 워킹그룹에서 내놓은 것이다. 해당 작업은 전기 기술 전문위원회의 연구보고서와 책으로 완성되었는데, 여기서 BGIA는 버스 시스템의 기본 요건을 기술하고 알려진 제반 버스시스템을 개괄적으로 설명하였다. 해당 서적은 이미 이 프로젝트의 두 번째 결과물이 되는 셈이다. 이제, 안전 버스 시스템들이 도래하였다. 이들은 시장에 진입하였고, 기계 제어 분야에서 기술을 혁명적으로 바꾸고 있다. 이 분야 역시 표준화를 통해 위원회 의제에 포함되게 되었다.

명세규격 2.1 및 3.1에 준한 AS-Interface의 핵심 데이터 (출처. AS-interface)
명세규격 2.1 및 3.1에 준한 AS-Interface의 핵심 데이터 (출처. AS-interface)

2. 제어 시스템 카테고리

여기에 제시된 보기들은 EN 954-1에 준하여 우리가 이해하는 카테고리와 일치하는 것으로, 어떤 구속력이 있는 것으로 보아서는 안될 것이다.

EN 954-1 규격에 따른 카테고리에 대한 요구사항
EN 954-1 규격에 따른 카테고리에 대한 요구사항 (출처. AS-interface)

카테고리 1

제1 카테고리는 (기본 안전 원칙을 사용하는) 카테고리 B와 아울러, 안전 기술상으로 입증된 컴포넌트를 사용하도록 요구한다. 이는 해당 컴포넌트들이 반드시 안전 기술에 적합해야 된다는 말이다. 일반적으로 이것은 안전 기술상으로 검증된 원칙을 적용함으로써 달성된다. 기계식 안전 가드 스위치의 경우, EN 60947-5의 여러 부분에 그 요건이 기술되어 있다. 기계식 안전 가드 스위치 제작자들은 설계 요건에 관한 이 표준을 참조해야 한다. 통상적으로, 이들 표준요건은 문서화되어 있으며, 시제품 테스트를 거쳐 검증된 것이다.

안전 AS-Interface 입력 모듈 전용으로 쓰이는 표준규격이 전무한 까닭에, 이 시제품 테스트의 문서화 역시 현 카테고리 내지 상위 카테고리에 적합한 모든 요건들을 시사한다. 카테고리 2에서 4에 대해서는, 카테고리 B (기본 안전 원칙의 사용)의 요건들과 아울러 안전 기술상으로 입증된 컴포넌트 및 원칙의 사용 요건 등도 역시 부합해야 한다. 두 개의 안전 가드들은 안전 모듈에서 카테고리 1로 보호될 수 있다. 다음으로 안전 모니터의 구성은 두 개의 독립 채널들로 구성된 안전 가드 디바이스들을 사용하여 수행된다.

카테고리 2

안전 기능은 기계 제어에 의해 구동 시는 물론, 적절한 시간 간격을 두고 검사되어야 한다. 이 검사 간격은 해당 애플리케이션에 적합한 것이어야 한다. 기계식 포지션 스위치의 연결은 카테고리 1에 해당한다. 검사 요건들은 제어 부문의 도움을 받아야만 얻을 수 있다. 기계식 스위치의 경우, 일반적으로 안전 가드가 자동으로 열리지 않는 점도 역시 난점이다. 이는 제어 부문이 검사 가능한 스위칭 시그널을 생성하기 위해 해당 기계 운전자가 문을 수동으로 이동시킬 것을 요구 한다.

보기 1:
두 개의 안전 가드들은 안전 모듈에서 카테고리 2로 보호될 수 있다. 이 경우, 안전 모니터의 구성은 두 개의 독립 채널들로 구성된 안전 가드 디바이스들을 써서 수행된다. 중요한 점은, 해당 안전 모니터에 대해 외부적으로 검사가 이루어져야 한다는 것이다.

보기 2:
하나의 안전 모듈에 대해 단지 한 개의 안전 가드가 연결된 경우라면, 해당 모듈의 양측 입력 시그널들을 하나의 접점으로 연결할 것을 권장한다. 이는 안전 모니터 상에서 해당 검사 옵션이 사용될 수 있는 장점을 지니고 있다. 이후 그 구성은 두 개의 의존형 채널들을 지닌 디바이스를 써서 수행되어야 한다.

인쇄 회로 기판 생산에서의 비상 정지 기능
인쇄 회로 기판 생산에서의 비상 정지 기능 (이미지. AS-interface)

카테고리 3

오류 발생으로 인해 안전 기능을 상실하는 결과를 초래해서는 결코 안 된다.

보기: 채널 당 두 개의 의존형 기계식 포지션 스위치들의 연결. 스위치 중 하나가 고장 나면, 이차 스위치에 의한 정지 기능이 확보된다.

마찬가지로 일차 스위치가 고장 난 경우, 이차 스위치가 안전 기능을 넘겨받아 단락 및 단선 방지 효과를 거두게 된다. 이러한 목적으로, 안전 모니터는 두개의 의존형 채널을 써서 안전 가드 디바이스로 구성되어야 한다.

카테고리 4

오류 발생 및 오류 누적으로 인해 안전 기능이 상실되는 결과로 이어져서는 안된다.
위험한 오류 누적 상황을 탐지해 내기 위해, 안전 기능이 정기적으로 점검되어야 한다. 점검 간격은 해당 애플리케이션에 적합해야 한다. 이를 위해, 안전 모니터는 두 개의 의존형 채널을 써서 안전 가드 디바이스로 구성되어야 한다.

글_ 오상원 객원기자 news@icnweb.co.kr

About 오승모 기자

인더스트리어리 커뮤니케이션 네트워크 (산업통신망)의 오승모 편집장입니다. 산업용사물인터넷(IIoT)에서 산업기술에 대한 미래의 희망을 엿보고 있습니다.

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