자동제어시스템의 4-20mA 및 RS-485 통신, 그리고 온도, 압력, 유량, 레벨 센서 등에는 SPD(서지보호장치)가 필요합니다.

필요성 근거

• 낙뢰, 전원 불안정, 외부 노이즈 등으로 인한 과도 전압(서지)은 센서 및 통신라인에 치명적인 영향을 줄 수 있으므로, 시스템 신뢰성 확보와 장비 손상 방지를 위해 서지 보호가 필수적입니다.

• 서지 유입 시 데이터 신호 왜곡, 오동작, 장비 손상, 안전사고 발생 위험이 있으므로 산업 현장에서는 SPD 적용이 요구됩니다.

• RS-485와 센서 회로는 현장 배선 길이가 길고 외부에 노출되는 경우가 많아 서지 위험성이 높으므로, 서지 보호를 반드시 고려해야 합니다.

적용 규격 및 표준

• 4-20mA 센서 및 신호 회로, RS-485 통신라인에는 IEC 61643-21(저전압 신호 및 통신회로용 SPD 국제 표준)이 적용됩니다.

• 센서 보호는 각 센서 종류와 배선 구조에 따라 전용 SPD 제품을 선택·설치하는 것이 바람직합니다.

• 서지 내성 및 안전 기준으로 IEC 61643-21(서지 내성 시험), IEC 61010-2-030(안전 및 절연 요구사항) 등이 참고됩니다.

실무 적용

• 실무에서는 온도, 압력, 레벨, 유량 등 현장 송신기 및 신호 회로, 야외설비·배선 길이가 긴 케이블 구간에 SPD를 설치합니다.

• 통신장비와 센서는 국제 인증 기준(TUV, ISO9001 등)에 따라 적합한 제품을 사용하는 것이 필요합니다.

이와 같이 자동제어시스템의 각종 센서 및 통신회로의 SPD 설치는 현재 국제·실무 표준에서 필수로 요구되고 있습니다.

지멘스 PLC의 신호 라인(센서라인 포함)에도 반드시 서지보호장치(SPD)를 설치해야 하며, 실무 적용 방법과 주의사항은 다음과 같습니다.

적용 근거

• PLC의 신호라인(센서 입출력부, 아날로그/디지털 커뮤니케이션)은 낙뢰, 전원서지, 인접 설비 노이즈에 직접적으로 노출되어 오동작이나 시스템 손상 위험이 있습니다.

• 특히 외부 배선(센서, 원거리 통신, I/O 모듈 등)이 많거나 장거리로 배선될 경우, 과도 전압 유입 가능성이 높으므로 신호라인에 SPD 설치가 요구됩니다.

• 신호라인 SPD는 PLC, 센서 등 중요 장비의 신뢰성과 수명 향상을 위해 현장 표준으로 적용되고 있습니다.

설치 방법

• 신호라인(4-20mA 센서 회로, RS-485 통신선 등)에는 IEC 61643-21에 따라 전용 신호용 SPD를 사용합니다.

• 설치 시 신호선 입력부 근처, 혹은 센서와 PLC가 연결되는 배선함(터미널박스)에 SPD를 삽입하면 효과적입니다.

• 배선 길이는 최대한 짧고, 곧게(스트레이트) 유지해야 SPD의 성능이 제대로 발휘됩니다.

• 접지(earth)가 올바르게 연결되어야만 SPD가 정상적으로 동작합니다. 접지 불량/결함이나 신호라인 접지 미흡은 SPD 성능 저하와 오작동의 주요 원인입니다.

• PLC 제품별로 DIN레일 부착형 SPD, 패널 매입타입 SPD 등 설치 위치에 따라 선택 가능합니다.

실무 팁

• SPD 설치 전, 장치·회로에 맞는 SPD 정격(V) 및 타입(Type)을 확인하세요.

• PLC 주변 분전반/패널에도 전력용 SPD와 신호용 SPD를 병렬 적용하면 전체 보호 효과가 향상됩니다.

• 정기적으로 SPD 동작상태(표시등, 알람, 시험기능 등)를 점검하여 손상 또는 수명이 끝난 SPD는 즉시 교체해야 합니다.

지멘스 PLC 운용 시 신호라인의 SPD 적용은 시스템 안정성과 장비 보호를 위해 현장 표준입니다.

실무자료 및 관련 표준

• 실증 자료: Raycap, Siemens, Hakel , ABB, M-System , Surgefree 등 글로벌 제조사 자료에서 자동제어 신호회로 및 통신라인에

SPD 필요성이 반복적으로 명시됨