시퀀스 제어와 PLC 응용 제 2장 시퀀스용 제어기기

(2) 조작용 기기 1) 푸시버튼 스위치 (복귀형 수동 스위치)  (2) 조작용 기기   1) 푸시버튼 스위치 (복귀형 수동 스위치)

     푸시버튼 스위치는 손으로 누르는 동안만 동작을 하고, 손을 놓으면 동작이 복귀되는 접점으로 a접점과 b접점이 있다. a 접점 : 외부로부터 어떠한 조작이나 에너지도 가하지 않은 상태에서는 항상 개로 상태로 있는 접점 NO(Normally open) b 접점 : 동일한 조건하에서 a 접점의 반전 상태를 나타내는 상시폐로 접점을 의미 NC (Normally close) c 접점 : 가동 접점부 (Common)을 공유하는 a접점과 b접점이 동시에 동작하는 접점

2) 유지형 수동 스위치 유지형 수동 스위치는 사람이 일단 수동 조작을 하면 반대로 조작할 때까지 접점의 개폐상태가 유지된다.   2) 유지형 수동 스위치      유지형 수동 스위치는 사람이 일단 수동 조작을 하면 반대로 조작할 때까지 접점의 개폐상태가 유지된다. 종류에는 토글 스위치, 셀렉터 스위치, 캠 스위치 등이 있으며 위의 그림중 우측은 기호를 나타낸 것이다. 토글 스위치(스냅 스위치)는 상하 또는 좌우로 움직여 ON/OFF할 수 있는 것이고, 셀렉터 스위치는 손잡이를 좌우 회전하여 ON/OFF하는 것이며, 캠 스위치(로터리 스위치)는 손잡이를 회전하여 접점을 접속하는 것으로 10단 이상의 접점을 가질 수 있다.

  3) 검출 스위치      검출 스위치는 자동화 시스템에서 없어서는 안될 만큼 제어 대상의 상태나 변화 등을검출하기 위한 것으로 위치, 액면, 온도, 전압, 그 밖의 여러 제어량을 검출하는 데에 사용되고 있다. 사람이 가해주는 힘 이외에는 복귀형 스위치와 같은 동작을 한다.

① 마이크로 스위치 및 한계 스위치(limit switch )  시퀀스 제어의 촉각 작용을 하는 것으로, 제어대상의 위치 검출, 기계의 구동 거리제한 및 공정의 변환 등을 위한 검출용 스위치의 대표적 인 것으로 기계적인 신호를 전기적신호로 변환한다 . 동작은 검출될 부 분에 스위치의 접촉부가 닿으면 접촉자가 움직여 접점이 개폐된다. 역시 a접점과  b접점이 있다. 캠은 정해진 위치의 진행상황을 검출하며,   도그는 정해진 위치에 있는지의 여부를 검출한다.

   ② 리드 스위치(reed switch) 절연 용기 속에 불활성 가스와 2개의 가늘고 긴 접점이 봉입되어 있는 곳에 N극과 S극의 자석을 접근시키면 이 접점은 자석    에 의하여 N, S극이 생겨 서로 흡입되어 접점이 동작한다.

③ 근접 스위치(proximity switch) 물리적인 접촉으로 대상물의 유무 상태를 검출하는 무접촉형 스위치이다.

   ④ 광전 스위치(photo electric switch)      빛을 발생하는 광원과 빛을 받아들이는 포토 다이오드나 포토트랜지스터를 1개조로 하여 물체가 광로(光路)를 지나갈 때 광로의 변화나   광량의 변화를 이용하여 접점을 개폐하여 물체를 검출하는 접점으로,    물체의 접촉에 의한 것이 아니고 움직이는 물품의 계수나 기계적 동     작의 제한 등에 사용한다. 빛의 전달속도가 빠르므로 무접점 회로의     경우 분당 수만 회의 검출도 가능하다. 이에는 투과형, 반사형, 복사      형이 있다.  투과형은 빛을 내는 투광기와 빛을 받아들이는 수광기 사이에 물체가 지나가는 것을 감지하는 것이고, 반사형은 투광기에서 발사된 빛이 물체에 반사되어 수광기에 들어오는 방식이며, 복사형은 투광기 없이 물체의 자연 복사광에 의해 수광기에서 받아 물체를 검출하는 것이다.

   ⑤ 플로트 스위치(float switch)       레벨 스위치라고도 하며, 액면의 높이를 검출하기 위한 것으로 액면이 올라가면 액면에 떠있는 플로트가 리밋스위치를 밀어 접점을 개폐하기 위한 것이다. 액면이 내려가면 플로트도 내려가 리밋스위치는 스프링의 힘에 의해 원상 복귀된다

  ⑥온도 스위치       온도스위치란 온도가 예정치에 달했을 때 동작하는 검출스위치를 말하며 온도의 변화에 대해서 전기적 특성이 변화하는 소자 즉 열전대   등을 측온체에 이용하여 그 변화에 의해서 미리 설정된 온도를 검출     하여 동작하는 스위치이다.

(3) 제어용 기기 1) 보조 계전기(제어 릴레이, auxiliary relay) 계전기는 푸시버튼과는 달리 사람의 손으로 동작되는 것이 아니라 계전기 내의 전자석에 의해 동작되며, 전자석 코일에 전류가 흐르는 동안에만 접점이 동작하는 스위치의 일종으로 코일부와 접점부로 나누어지고  기호로 나타낼 경우에도 코일부와 접점부로 나누어 표시한다. 접점은 a접점과 b접점이 공유하고 있는 접점을 주로 사용하며 이를 c접점이라 한다. c접점은 a접점, b접점을 동시에 사용할 수도 있고 별도로 한 접점만 사용할 수도 있다.

특히 c접점에서 a접점, b접점을 동시에 사용할 경우에 c접점(공통접점)으로 인하여 회로가 단락되는 경우가 있으니 반드시 공통접점부가 회로에서 공통으로 사용되고 있는지 확인하고 사용하여야 한다. 제어용 릴레이의 사용 시는 조작 전원의 정격, 필요한 접점의 수, 제어 전원의 용량등을 고려하여 특성에 맞게 선택하여야 한다.

2) 한시계전기(TIMER) 한시계전기는 입력신호를 받아 설정된 시간이 경과한 후 동작이 되는 일종의 계전기이다.    한시계전기는 입력신호를 받아 설정된 시간이 경과한 후 동작이 되는 일종의 계전기이다. 시간을 계산할 때에는 소형의 전동기를 사용하는 방법과 전자회로를 사용하는방법이 있는데 주파수의 영향을 받는 경우가  있으므로 이를 고려해야 한다.      접점의 동작은 한시동작접점과 한시복귀접점이 있다. 한시동작접점은 동작하는데 시간이 걸리는 접점으로, 타이머 기동 후 설정된 시간이 지나서 접점이 동작한다. 한시복귀접점은 복귀하는데 시간이 걸리는 접점으로, 타이머 기동과 동시에 접점이 동작하고 설정된 시간이 지난 후에 원래의 위치로 복귀되는 접점이다. 대부분 한시 a접점과 한시 b접점은 한쪽을 공통(c접점)으로 하여 사용되게 만들어져 있다.

  3) 전자접촉기(MC) 전자접촉기는 전자석의 동작에 의해 접점을 개폐하는 기구로서, 전동기등의 동력부하에는 필수적으로 사용되고 있다. 동작은 계전기와 같고, 접점은 주접점과 보조접점으로 나뉘어 있어 주접점은 부하의 전원을 개폐하며 보조접점은 계전기와 동일하게제어회로에 사용된다.

4) 과부하계전기(THR, thermal relay)      과부하계전기는 열동계전기 또는 서멀릴레이라고도 하며 주로 과부하 보호에 사용된다. 정격 전류 이상의 전류(과부하 전류)가 흐르면 내부에서 발생된 열에 의해 바이메탈이 동작하여 접점이 차단되고 전자접촉기의 회로를 차단하여 부하와 전선의 과열을 방지하는데 사용한다.

5) 전자개폐기      전자개폐기는 전자접촉기와 과부하계전기가 일체화 된 것으로, 전자접촉기에 의한 부하의 ON, OFF 조작과 열동계전기에 의한 과부하 보호 기능을 함께 갖는 기구이다.   6) 압력스위치      압력스위치(pressure switch)는 명칭과 같이 일정한 압력에 이르면 스위치가 ON/OFF되는 것이다. 저압인 것은 다이어프램의 신축을 이용하고 유압, 수압과 같이 고압인 것은 부르동관(Bourdon tube)의 신축을 이용하여 스위칭(switching)동작을 하게 하는 것이다

  7) 유지형 계전기와 스테핑 계전기      유지형 계전기는 입력 신호의 변화에 의해서 출력신호를 개폐하는 계전기이다. 즉 계전기의 변화 신호로써 상태 신호를 변환하는 기능을 갖는다. 이 계전기는 한쪽 접점이 동작되고 여자전류가 없어도 이 상태는 계속 유지된다. 이때 반대쪽 코일에 전류를 가하면 본래의 상태로 복귀된다. 이러한 유지형 계전기는 여자 전류가 흐르는기간이 짧고 소비전력 및     발열이 적으며 특히 출력 접점의 개폐 상태가 정지되었을 경우 그대로 유지되는 것이 특징이다. 이러한 유지형 계전기는 대형전자접촉기나 차단기 등의 제어용으로 사용된다. 스테핑계전기는 다수회로의 순차절환스위치로서 펄스의 계수 축적과 재송출 임의회로의 자동 선택 등 그 용도는 매우 다양하다. 코일이 여자될 때마다 도그를 이용한 가동접점이 움직여 다음 접점으로 차례로 절환된다.

8) 배선용차단기(MCCB)      배선용차단기는 손잡이를 ON, OFF 시킴으로써 단자 부에 배선된 전기 회로를 개폐할 수 있으며, 단락보호와 과부하 보호의 목적으로 사용된다. 단락이나 과부하 시 자동적으로 트립(trip)되어 회로를 자동으로 차단하며 트립의 원인을 제거한 후 다시 손잡이를 올리면 정상동작을 한다. 트립되는 것은 바이메탈의 원리를 이용한 것으로 과전류에 의해 발생된 열에 의해 동작한다.      단락이란 배선된 회로에 어떠한 도체가 접촉하여 정상적인 전류보다 수십 배 이상의 많은 전류가 흐르게 되는 상태를 말하고, 과부하란 회로에 정격을 초과하여 전류가 지속적으로 흘러 전선 등이 과열될 수 있는 상황으로 화재의 원인이 된다