기술사 시험 공부 - 연동 가드 (인터록 장치)

가드를 자주 움직이거나 열 필요가 있는 곳에서는 그것을 고정시키는 것이 매우 불편하며 이때 가드들은 기계식, 전기식, 공압식등의 방법으로 전체 기계시스템제어의 일부로 연동시킨다. 이 경우 2가지 요건을 갖추어야 하는데,
 
첫째, 가드가 완전히 닫혀지기 전까지는 기계의 작동이 시작되면 안되고
둘째, 가드가 열리는 순간 기계의 작동이 반드시 멈추어져야 한다.
 
만약에 완전정지까지 시간이 걸리는 경우는 지연 릴레이 장치(Delay Relay Mechanism)를 설치할 필요가 있으며 예기치 않은 운동을 막기 위해서는 시동제어(Start Control)와 결합되어 있어야 한다. 인터록 가드 메커니즘은 신뢰성이 있어야 함은 물론 어떤 충돌이나 사고등에 견딜 수 있어야 하며 특히 그 시스템은 페일세이프 개념으로 설계되어야 한다. 인터록가드는 작업자의 안전을 확신할 수 있어야 하며 또한 쉽게 접근할 수 있게 설치되어야 한다. 그러나 때로는 가드가 열렸을때 기계가 움직이는 상황이 필요할 때도 있다. 예를 들면 기계의 설치, 청소, 고장처리등이며 이때 기계의 최소속도등이 엄격하게 지켜지는 상황에서만 허용되어야 한다.
연결방법은 동력공급방식, 기계의 운전배열, 보호되어야 하는 위험의 정도, 그리고 방호장치의 작동불량에 따른 결과등에 따른 선택된다. 선택된 시스템은 가능한 단순하며 직접적인 것이 좋다. 복잡한 시스템은 잠재적인 위험요인을 가지고 있어 눈에 보이지 않는 작동불량의 위험성을 가지고 있으며 이에 대한 보수유지가 매우 어렵다.
 
연동 가드(인터록 장치)의 종류는 다음과 같다.
 
1) 직접 수동 스위치 인터록 (Direct Manual Switch Interlock): 가드가 닫혀질 때까지 동력원인 스위치나 밸브가 작동될 수 없다. 가드가 완전히 닫혀야만 스위치나 밸브가 작동할 수 있으며 스위치가 ON위치에 있을 경우 가드는 열리지 않는다.
 
2) 기계적인 인터록 (Mechanical Interlock): 동력이나 동력전달조절까지 직접적으로 연결. 가드가 동력전달장치와 연결되어 있어 동력의 제어나 조절까지도 직접 가능한 구조로써 기계프레스에 많이 적용됨.
 
3) 캠구동 리미트 스위치 인터록 (Cam-Operated Limit Switch Interlock): 안전위치부터 가드가 움직이게 되면 스위치 플런저를 누르고 제어기능을 구동시켜 기계를 멈춤. 다양하게 사용되고 있는 인터록 시스템으로 매우 효과적이며 잘 파손되지 않는 특징으로 회전식과 왕복식이 주로 사용됨. 안전위치로부터 가드가 움직이면 스위치플런저가 눌러져 제어기능이 작동하여 기계정지됨.
 
4) 키 교환시스템 인터록 (Key Exchange System Trapped Key Interlock): 마스터열쇠가 개개의 가드에 대한 열쇠를 잠그기전에는 오프위치임. 마스트 열쇠상자의 스위치를 통해서 기계류에 동력을 제어하는 마스트 열쇠가 각각의 가드에 대한 열쇠를 제거하기 전에 OFF위치에 있어야 하는 원리로 가동됨.
 
5) 캡티브 키 인터록 (Captive Key Interlock): 전기S/W와 기계적인 잠금장치가 조합된 형태로써 보통 이동형 가드에 부착, 열쇠를 돌리면 처음에는 기계적으로 가드를 닫게 하고 계속 돌리면 전기스위치를 작동시켜 안전회로가 구성되는 형태이다.
 
6) 시간지연장치 (Time Delay Arrangement) :  방호되어야 할 기계가 큰 관성을 가지고 있어 정지하는데 오랜시간이 필요할 경우에 사용되는 장치이다.

(출처: KOSHA 교육교재 기계안전, 교육원 2009)

인터록 스위치는 포지티브 모드(Positive Mode)에서 작동해야 하며 네거티브 모드(Negative Mode) 작동은 허용되지 않는다. 그런데 어떤 위험한 영역에서는 포지티브 모드와 네거티브 모드의 조합이 추천된다. 예를 들면 스위치 파손 감시회로 (Switch Failure Monitoring Circuit)로 사용 할 수 있다. 인터록장치에 사용되는 전기 스위치 형태는 매우 중요하다. 방호장치를 갖고 있어야 하며 회로에 최대전류를 흐르게 할 수 있는 접점을 갖고 있는 포지티브 모드에서 작동하는 리미트 스위치가 적격이다. 접촉에 의한 판스프링의 변위에 의존하는 마이크로스위치는 사용해서는 안된다.

(출처; KOSHA 교육교재 기계안전, 교육원 2009)

안전접점은 회로차단장치의 확실한 분리(positive separation)에 의해 작동되어야 한다.이 분리는 접점이 서로 용착되는 경우에도 이루어져야 한다. 안전접점은 부품 고장으로 인한 단락의 위험을 최소로 하는 것으로 설계되어야 한다. 모든 접점-차단 요소가 개방위치에 있고, 운행의 상당한 부분 동안 가동접점과 구동력이 작용하는 액추에이터 부품 사이에 탄성부품(스프링 등)이 없을 때 확실히 개방되어야 한다. (엘리베이터 안전기준 15.2.2.2 중에서)
 
 

2023.4.6.
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