인터락(Interlock) 의 개념 과 분류

 

 

 

인터락(interlock)은 안전과 관련된 중요한 개념으로, 기계나 시스템의 작동을 특정 조건에서 방지하거나 제어하는 장치입니다. 이는 사람들의 안전과 설비의 안전한 운영을 보장하기 위해 중요한 역할을 합니다. 그러나 이에 대한 학교 교육이 부족한 경우가 많아, 이를 이해하고 알아보는 것이 중요합니다. 이에 따라 인터락에 대해 알아보고 정리하고자 합니다.

 

인터락의 개념

 

인터락은 두 가지 이상의 메커니즘 또는 기능을 상호 의존하도록 만드는 기능으로, 주로 유한 상태 기계에서 원치 않는 상태를 방지하는 데 사용됩니다. 전기적, 전자적, 기계적 장치나 시스템으로 구성될 수 있으며, 주로 환경에서 기계의 작동이나 상태 변경을 제어합니다.

 

인터락의 분류

 

안전 인터락 (Safety Interlock)

이상 상황 발생 시 즉시 설비를 정지시켜 재해를 예방하는 기능을 가집니다. 예를 들어, 로봇이나 회전 기계의 끼임 위험을 방지하기 위해 출입문에 설치될 수 있습니다.

 

공정 인터락 (Process Interlock)

제품 품질과 관련되며, 설정된 공정 기준을 만족시키지 못할 경우 설비 작동을 중단하여 제품의 품질을 제어합니다.

 

하드웨어 인터락 (Hardware Interlock)

기계적 장치를 사용하여 위험 상황 시 자동으로 기계를 정지시키는 인터락을 말합니다.

 

소프트웨어 인터락 (Software Interlock)

DCS, PLC 등의 계장 제어 시스템을 사용하여 설정되며, 하드웨어 구성 없이 프로그램으로 구현됩니다.

 

Safety Category Level

 

안전 시스템의 설계에 있어 중요한 개념으로, EN 954-1 및 EN ISO 13849-1에서 사용되는 Safety Category 등급과 성능 수준(PL)을 고려합니다. Safety Category는 B, 1, 2, 3, 4로 분류되며, 시스템의 안전성을 보장하기 위해 중요한 기준입니다.

 

Safety Category B	- SRP/CS와 그들의 구성요소들뿐만 아니라 그들의 방호장치는 예상되는 영향을 견딜 수 있도록 관련표준에 맞추어 설계, 제작, 선택, 조립되어야 한다. 기본적 안전 원칙이 적용되어야 한다.
Safety Category 1	- B의 요구사항이 적용되어야 한다. Safety Category B와 같은 구조의 시스템 - 충분한 시험을 거친 구성요소(검증된 부품)와 안전원칙들이 사용되어야 한다. - 검증된 부품은 안전 관련 활용에서 검증이 된 부품이라는 의미
Safety Category 2	- Safety Category B, 1의 요구사항을 기본으로 함 - B의 요구사항과 충분한 시험을 거친 안전원칙이 적용되어야 한다. - 안전기능은 기계제어시스템에 의해 적절한 주기로 점검되어야 한다. (초기 기동 시, 안전 기능 수행 전, 필요에 의한 일정한 주기) - 안전 기능의 진단 기능이 포함된 구조를 가짐 - EN ISO 13849 규격에서는 Safety Category 2 이상부터 진단 유효 범위 (DC, Diagnostic Coverage)의 개념을 적용
Safety Category 3	- B의 요구사항과 충분한 시험을 거친 안전원칙이 적용되어야 한다. - Safety CategoryB와 Safety Category1의 요구사항을 기본으로 함 - 안전관련 부품은 다음과 같이 설계되어야한다. - 이 부품들 중의 어떠한 단일결함도 안전기능의 상실을 초래하지 않는다. - 합리적으로 실현가능한 모든 경우 단일결함이 검출된다. - 단일 고장이 전체 안전 기능의 상실로 이어지지 않게 설계되어야 함 - 두 개의 채널을 구성하여 단일 고장이 시스템 내에서 검출되어 이중성을 구현 함 - EN ISO 13849 규격에서는 Safety Category 2 에서와 같이 DC와 CCF의 개념을 적용 - 소프트웨어에 의해 제어 기능인 경우 소프트웨어도 EN ISO 13849 규격에 의해 검증이 되어야 함
Safety Category 4	- B의 요구사항과 충분한 시험을 거친 안전원칙이 적용되어야 한다. - Safety Category B와 1, 2, 3의 요구사항을 기본으로 함 - Safety Category 3과 같은 시스템 구조를 가짐 - 누적된 검출되지 않은 고장들이 전체 안전 기능 상실의 원인이 되지 않도록 설계되어야 함. - 시스템 내에서 두 개의 고장이 일어날 경우를 판단하면 됨 - 안전관련 부품은 다음과 같이 설계되어야 한다. - 이 부품들 중의 어떠한 단일결함도 안전기능의 손실을 초래하지 않는다. 또한, 단일결함은 안전기능에 대한 다음 사용요구 시 또는 그 이전에 검출된다. - 만약 이것이 불가능한 경우, 결함의 축적이 안전기능의 상실을 초래하지 않아야 한다. - EN ISO 13849 규격에서는 Safety Category 2 에서와 같이 DC와 CCF의 개념을 적용 - 소프트웨어에 의해 제어 기능인 경우 소프트웨어도 EN ISO 13849 규격에 의해 검증이 되어야 함 - Safety Category 4의 시스템은 고장에 대한 최고의 내성을 가져야 하므로 높은 수준의 MTTFd와 DCavg 그리고 충분한 CCF에 대한 대책이 있어야 함

 

마무리

 

인터락은 기계나 시스템의 안전한 운영을 위해 중요한 역할을 합니다. 이를 통해 작업자의 안전과 제품 품질을 보장할 수 있습니다. Safety Category Level은 설계 시 안전성을 평가하는 중요한 기준으로, 이를 고려하여 안전 시스템을 구축해야 합니다.