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안전한 제동장치를 위한 안전 제어는 위험을 최소화하고 수고를 덜어준다.

사진설명: TÜV가 검사한 ROBA-SBCplus 브레이크 제어 프로토타입은 최고 성능 레벨 PLe 및 SIL(Safety Integrity Level) 3까지 효율적으로 사용할 수 있다.

마이어 파워 트랜스미션(Mayr Power Transmission)은 이미 입증된 안전한 브레이크 구조의 ‘ROBA-stop’ 시리즈를 위한 새롭고 안정적인 브레이크 제어 기능을 선보였다. 이 ‘ROBA-SBCplus’ 브레이크 제어는 안전성 전문기업인 필츠(Pilz)와 공동으로 개발한 것으로, 접촉 회로의 안전성과 관련한 모든 면에서 기술적으로 탁월하다. TÜV(Technical Inspectorate)가 검사한 프로토타입 모듈은 최고 성능 레벨 PLe 및 SIL 3까지 효율적으로 사용할 수 있다.

머신 및 시스템에서 위험을 줄이는데 기여할 수 있는 브레이크의 안전성을 달성하기 위해서는 안정적인 제어가 필요하다. 예를 들어, 수직 축은 사람에게 심각한 부상을 입힐 수 있는 특히 위험한 머신 부품들 사이에 자리잡고 있다. 만약 액터가 매달려 있는 화물들 아래에서 수행된다면, 이와 유사한 위험 가능성은 스테이지 장비에서도 일어날 수 있다. 이러한 상황에서 모든 위험으로부터 사람을 보호하기 위해 안전표준 DIN EN ISO 13849-1에 부합되도록 남아있는 기능적 위험들이 가장 먼저 평가되어야 하며, 그 뒤에 위험을 경감시키기 위한 적절한 측정이 수행되어야 한다. 기계부품과 마찬가지로 브레이크도 이러한 표준에 부합하도록 기능 안전성 범주를 지켜야 한다.

안전성 요소들의 기능

마이어 파워 트랜스미션의 안전 브레이크는 ‘안전 장치 부착’ 원칙에 따라 기능하며, 전원 차단 상태로 폐쇄된다. 브레이크 제어는 브레이크-오프로 전환되면, 자기 코일의 전류를 안정적으로 차단하는 역할을 한다. 브레이크 제어 모듈은 마모가 없는 전자식 반도체를 이용해 동작하기 때문에 사실상 무제한의 스위칭 주파수 및 스위칭 안정성을 달성할 수 있다. 이 프로토타입 모듈은 TÜV Süd에 의해 검사를 마쳤으며, 안정적인 내부 구조를 가지고 있고, 최고 성능 레벨 PLe 및 SIL(Safety Integrity Level) 3까지 효율적으로 사용할 수 있다.

안전장치가 있는 제어 모듈의 내부 구조에는 무엇보다도 단락회로 및 선로 단락회로(Earth Short-Circuit), 라인 중단을 위한 내부 진단 검사는 물론, 브레이크를 풀거나 오픈 브레이크로 감소된 홀딩 전압으로 전환하기 위한 안정적인 과여기를 포함하고 있다. 수많은 다른 안전성 기능을 통해 종합적인 오류 진단이 가능하며, 결과적으로 브레이크 출력전압도 모니터링된다. 만약 예를 들어, 수직 축이 허용할 수 없는 수준으로 약화된다면, 스위치-오프동안 브레이크의 과도한 고전압은 드롭-아웃 시간을 위험한 상태로 늘어지게 할 수 있다. 따라서 브레이크 거리에 영향을 미치는 스위칭 시간 모니터링은 통합 오류 진단의 추가적인 필수 구성요소이다.

개연성 검사 기반의 릴리스 모니터링 신호 평가는 브레이크의 스위치 상태를 모니터링할 수 있도록 해준다. 스위치 상태 모니터링을 이용함으로써 브레이크가 폐쇄되는 대신 드라이브가 움직이는 것을 안정적으로 방지할 수 있다. 스위칭 시간에 영향을 주는 마모 증가와 같이 서서히 진행되는 결함은 이러한 방법으로 검출할 수 있다. 브레이크의 스위칭 상태 및 오류 메시지와 관련된 브레이크 제어 모듈의 출력 신호는 반드시 안전한 PLC 입력을 통해 모니터링되어야 한다. 이는 장비의 안전 제어를 위한 필수적인 구성요소로 항상 고려된다.

접촉 회로 대비 장점

안전 접촉 회로와 비교해 이 브레이크 제어 모듈의 기술적 우월성은 다양하다. 전자식의 마모가 없는 반도체 접촉 덕분에 훨씬 더 안정적이고 안전하며, 복잡한 하드웨어보다 뛰어나다. 이 모듈은 전압 변경으로 고속으로 동작하는 정류기 및 안전 릴레이, 미러 접촉식 2개의 접촉기, 스파크 소거 장치를 대체한다. 이러한 기능 컴포넌트들의 감소는 배선 및 구조적인 공간 요건이 줄어들기 때문에 제어 캐비닛의 공간을 상당히 절감할 수 있다. 만약 이 모듈의 성능 용량이 완전히 활용되고 2개의 브레이크가 동시에 안정적으로 제어된다면, 훨씬 더 많은 공간이 절감될 것이다. 5A 공칭 전류를 가진 브레이크는 연결이 가능하고, 이 2개의 브레이크는 구조적으로 동일할 필요는 없다.

수많은 통합 안전 기능 덕분에 이 모듈은 각각의 브레이크에 상응하는 파라미터 입력 및 각 시스템의 요건에 따라 매우 쉽고 빠르게 적용이 가능하다. 예를 들어, 스위치-온 전압, 과여기 시간, 홀딩 전압이나 스위치-오프 타입에 따라 모든 브레이크를 개별적으로 변수화할 수 있다. 반면 접촉기를 이용한 스위칭이 이러한 안정적인 브레이크 제어를 사용함으로써 더 이상 쓸모가 없게 되면, 프로그래밍 및 검증에 대한 노력이 필요하다.

ROBA-SCBplus는 간단한 변수화 작업이 가능하기 때문에 24~ 48VI의 입력전압이 전원회로에서 제공된다면, 가장 다양한 안전-중심 애플리케이션에 사용할 수 있다.

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