전기 시퀀스 제어
전기 시퀀스 는 산업 분야뿐만 아니라 건물 자동화, 에너지 관리, 스마트 그리드 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 이를 통해 사용자들은 자동화된 프로세스를 보다 효과적으로 제어하고 모니터링할 수 있습니다. 또한, 전기 시퀀스는 지속적으로 발전하고 있는 기술 중 하나로, 미래에는 더욱 정교하고 스마트한 전력 관리 시스템을 기대할 수 있습니다.
2. 전기 시퀀스 종류
2-1. 유접점 제어
제어 시스템에서 사용되는 논리 소자로서 기계적 접점을 지닌 유접점 릴레이, 즉 전자 릴레이에 의해서 구성되는 시퀀스 제어회로를 말한다. 그림 2-2은 릴레이의 동작 원리, 구조와 접점 기호이다. 전자 릴레이의 기본동작을 살펴 보면, 전자 코일 X에 전류가 흘러 전자석이 되어 가동 철편을 끌어 당기고 이것에 연동하는 기구가 동작하여 접점을 개(ON) 폐(OFF)시킬 수 있다. 표 2-2는 유접점 시퀀스의 장단점을 설명한다.
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| ▶개폐부하용량이 크다 ▶과부하에 견디는 힘이 크다▶전기적 노이즈에 대하여 안정하다▶온도특성이 양호하다▶입력과 출력이 분리될 수 있다▶독립된 다수의 출력회로를 동시에 얻을 수 있다.▶동작상태의 확인을 쉽게 할 수 있다 | ▶소비전력이 비교적 크다 ▶접점이 소모되므로 수명에 한계가 있다▶동작속도가 늦다▶기계적 진동, 충격 등에 비교적 약하다▶외형의 소형화에 한계가 있다 |
[표 2-2 유접점 시퀀스의 장단점]
2-2. 무접점 제어
전자 릴레이에 의해 구성되는 시퀀스 제어 회로에서 유접점인 전자 릴레이 대신에 다이오드(Diode), 트렌지스터(Transitor), 집적회로(IC) 등과 같은 무접점 릴레이로 구성하는 것을 무접점 시퀀스 또는 로직 시퀀스라고 한다. 즉, 반도체 소자를 사용하여 전압의 높음(5V)과 낮음(0V), 신호의 ‘유’, ‘무’로 상태 변화를 나타낼 수가 있다. 무접점 시퀀스의 장단점은 다음 표와 같다
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| ▶ 동작 속도가 빠르다▶ 고빈도 사용에 견디며 수명이 길다 ▶ 고정 밀도로서 응동 시간, 감도에 분산이 적다 ▶ 장치의 소형화가 가능하다 | ▶ 전기적 노이즈, 서지에 약하다▶ 온도 변화에 약하다 ▶ 신뢰성이 떨어진다 ▶ 별도의 전원을 필요로 한다 |
[표2-3 무접점 시퀀스의 장단점]
3. 전기시퀀스 제어 관계도
3-1. 실제 배선도
실제 배선도란 기구나 배선의 상태를 실제의 실물과 동일한 모양으로 그린 배선도를 말한다.
3-2. 실체 배선도
실체 배선도란 부품의 배치, 배선 상태 등을 실제의 구성에 맞추어 그린고 기구를 전기용 심벌로 표시한 배선도를 말한다.
실체 배선도에는 기기의 구조와 배선 등이 정확히 기입되어 있기 때문에 실제로 장치를 제작하거나 보수 점검할 때에 편리하다. 그러나, 복잡한 회로에서는 계통의 동작 원리 및 순서를 이해하는데 어려운 경우가 있기 때문에 간단한 회로 이외에는 사용하지 않는다.
3-3. 이면 배선도
이면 배선도는 전자 계전기 등을 배전반에 설치한 후 배전반 이면에 배선 상태를 나타낸 회로도 입니다. 전개 접속도와 쉽게 대조할 수 있도록 되어 있습니다.
3-4. 전기 접속도
3-4-1. 단선 접속도(Single Line Diagram)
단선 접속도란 전기 기기의 계통과 전기적인 접속 관계를 단선으로 표시한 접속도이다. 주로 발전소, 변전소의 플랜트 등 전기 설비 관계의 계통 구성을 나타내기 위한 전반적인 접속 및 주요 기간의 접속 계기 및 계전기의 접속 등에 사용한다.
| DS : 단로기(LA 점검용) | G.PT 접지용 트랜스 |
|---|---|
| LA : 피뢰기 | CT : 변류기 |
| 52M : 차단기 | ZCT : 영상 변류기 |
| 42M : 2차 회로 단락용 전자접속기 | F : 단로기형 고압용 퓨즈 |
| 88 : 보조기기용 전자개폐기 | 27 : 저전압 릴레이 |
| IM : 유도 전동기 | 51 : 과전류 릴레이 |
| WR : 액체 저항기 | 50G : 선택 접지 릴레이 |
| Tr : 트랜스 | 49 : 열동형 과전류 릴레이 |
3-4-2. 복선 접속도(Double Line Diagram)
복선 접속도란 CT, PT 등의 접속 및 접지 상태와 전기 기기의 계통과 전기적인 접속 관계를 복선으로 표시한 접속도 이다. 복선 접속도의 장점은 접속 상태를 선의 수대로 표시하고 모든 접속을 그려서 회로의 이해가 쉽다. 그러나 회로도가 복잡해지는 결점이 있다.
3-4-3. 전개 접속도
(1)플로우 차트
시퀀스 제어에서는 각종의 기기가 결합되어서 복잡한 회로가 구성되므로 각 구성기기간의 작동 순서를 상세하게 그리면 복잡하여 오히려 전체를 이해하기 어렵게 되는 수가 있다. 이러한 경우 회로의 이해를 돕기 위하여 기호와 화살표로 간단하게 표시하여 동작순서를 나타낸 것이다.
(2)전개 접속도의 종류
① 상세 전개 접속도 : 제어계의 기기와 장치 등의 접속을 KS C 0102에 정해진 그림 기호를 사용하여 상세히 전개해서 동작 순서 및 배선 상태를 알기 쉽게 그린 접속도이다.
② 간략 전개 접속도 : 제어계의 기기와 장치 등의 접속을 □ 또는 ○ 속에 기능이나 장치의 문자 기호, 명칭 혹은 약호를 표시하여 동작 순서를 알기 쉽게 그린 접속도이다.
(3) 전개 접속도의 번지제 표시
① 접점의 표시 : 전개 접속도의 접점은 KS C 0102에 정해진 그림 기호를 사용하여 소속되는 기구의 문자 기호를 첨부하여 표시하며, 필요에 따라 그 기구가 표시되어 있는 그림 기호의 적당한 위치에 표시한다.
② 번지제 표시 : 제어 모선에 번호를 붙여서 각 계전기 접점이 어디에 사용되고 있는가를 a접점과 b접점으로 구별하여 번호를 표시하는 방법이 번지제이다. 그리고, 제어 모선에 붙인 번호를 번지라고 한다. 이 번지제는 회로의 동작을 조사하기도 하고 보수와 점검할 때에 도움이 된다.
3-5. 배면 접속도
배면접속도란 배전판 제어반의 뒷면 혹은 내부에 배선되는 전선의 접속 및 그 선종을 나타내는 도면으로서 일명 내부 접속도라 한다.
판상의 표면에 기기를 표면 고정하고 배선을 배면에서 행하는 것이 배면에서 본 배면(내부) 배선도가 실제 배선 작업 및 보수시 편리하다. (그림2-7 참조)
3-6. 플로우차트, 타임차트
(1)플로우 차트 (흐름도)
시퀀스 제어에서는 각종의 기기가 결합되어서 복잡한 회로가 구성되므로 각 구성기기간의 작동 순서를 상세하게 그리면 복잡하여 오히려 전체를 이해하기 어렵게 되는 수가 있다. 이러한 경우 회로의 이해를 돕기 위하여 기호와 화살표로 간단하게 표시하여 동작순서를 나타낸 것이다.
① 램프 점멸 회로의 시퀀스 회로도(작동 설명)
→푸시버튼 PBS를 누르면 전자릴레이 R이 동작한다.
→전자릴레이 R이 작동하면 a접점이 연동되어 닫힌회로가 된다.
→전자릴레이 a접점이 닫히면 램프 L이 점등한다.
그림 [2-8 램프 점멸 회로의 시퀸스 회로도 ]
② 램프 점멸 회로의 플로 차트
(2)타임 차트 (동작 순서도)
타임 차트란 시퀀스 제어에 있어서 동작되는 기기 및 기구에 대한 시간적인 변화에 동작 상태를 알기 쉽게 나타낸 도면이다.
① 그리는 방법
ⓐ 세로축에 제어기기를 동작 순서에 따라 그린다.
ⓑ 가로 축에 이들의 시간적 변화를 선으로 표현한다. 제어 기기의 동작이 다른 어느 기기의 작동과 어떤 관계가 있는가를 점선으로 나타내는 수도 있다.
ⓒ 기동, 정지, 누르다, 떼다, 닫힌회로 (ON), 개회로 (OFF), 점등, 소등 등의 동작 상태를 타임 차트 위에 또는 아래에 표시한다.
