제어반이란?
제어반은 산업용 생산라인이나 기계설비를 제어하기 위한 전기기기가 집약된 상자입니다.
일반적으로 금속 재질의 견고한 박스 형태로 제작되며, 녹, 부식, 염해 등을 방지하기 위해 소부도장이나 분체도장을 합니다.
제어반의 사용 용도
제어반은 산업에서 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 다음은 제어반의 사용 용도입니다.
- 공장 배수용 펌프의 운전 제어용
- 상수도 펌프 운전 제어용
- 제품 이송 설비의 제어 및 조작용
- 엘리베이터 운전 제어용
- 제품 가공 설비의 운전 조작용
제어반은 생산라인 및 기계설비의 제어를 담당합니다. 기계의 제어기기를 외부 환경으로부터 보호할 목적으로 제어반 캐비닛에 수납된 일체가 제어반입니다.
일상생활에서는 상하수도 펌프 등 인프라 장비 제어용 제어반을 거리에서 볼 수 있습니다.
제어반의 원리
제어반은 제어반 캐비닛, 보호 및 구동 장치, 제어 장치 등으로 구성됩니다.
1. 제어반 캐비닛
제어반 캐비닛은 제어반의 외함입니다. 주로 철제이며 전면에는 손잡이가 달린 문이 설치되어 있습니다. 하단에 접지용 단자가 부착되어 있으며, 접지극과 전선으로 연결하여 접지합니다. 또한, 판상문에는 표시등이나 표시계기 등이 설치되어 제어하는 기계설비의 상태를 표시하는 경우가 있습니다.
2. 보호 및 구동 장치
보호-구동 장치는 전기 기계를 작동시키는 동력 부품입니다. 차단기나 누전 계전기 등은 보호 장치로 전기 회로에서 단락, 지락 사고 등이 발생했을 때 경보를 발령하거나 안전하게 차단하는 역할을 합니다. 전자기 개폐기, 인버터, 서보앰프 등은 구동장치로 전기기계에 전력을 공급하여 구동시키는 역할을 합니다.
3. 제어장치
제어장치는 전기기계 등을 제어하는 계장부품입니다. 시퀀서나 릴레이가 이에 해당합니다. 계기의 정보를 바탕으로 구동장치에 지령을 내려 기계 설비를 제어합니다.
제어반의 기타 정보
1. 제어반, 배전반, 분전반의 차이점
제어반과 배전반, 분전반은 사용되는 외함은 같지만 사용 용도가 다릅니다. 다만, 각각 차단기 등의 보호장치가 사용되어 단락사고 등의 상부로의 파급을 방지합니다.
- 배전반
전력회사 등으로부터 송전되는 전력을 강압하여 배분하는 장치입니다. 큐비클 등이 이에 해당합니다. - 분전반
배전반에서 받은 전력을 더 분기하여 각 기기에 분배하는 장치입니다. 일반 가정에 배치된 차단기가 늘어선 상자가 분전반에 해당합니다. 또한 제어반은 분전반에서 전력을 공급받습니다. - 제어반
분전반에서 받은 전력을 모터 등 산업기기에 분배하는 역할을 하는 장치로, PLC 등 제어기기에서 운전상태를 감시하면서 기계설비의 운전을 제어합니다.
2. 제어반 설계
제어반 설계는 전기설비를 다뤄본 경험이 있어야 합니다. 저압기기 제어반은 대부분 주축이 되는 주 차단기를 좌측 상단에 배치하고, 우측 하단으로 갈수록 계장 관련 부품을 배치하는 경우가 많습니다. 단, 인버터나 스테퍼 모터용 증폭기 등 소음을 발생시키는 장치는 제어 신호 배선과 최대한 멀리 떨어뜨린다. 노이즈로 인한 장비의 오작동을 방지하기 위함입니다.
제어반의 부하가 되는 장비를 미리 파악하여 그에 따라 부품 개수를 결정합니다. 그 부품 수를 바탕으로 사람이 조립할 때 무리하지 않도록 배치합니다. 유지보수 공간으로 사람의 손가락이 들어갈 수 있는 폭을 확보하여 부품 배치를 설계합니다.
기판 내 배선은 커팅 덕트에 의해 정리되어 수납됩니다. 덕트 내 배선의 점유율을 미리 정해두고, 그 점유율을 넘지 않도록 덕트 폭을 늘리거나 줄입니다. 제어반 하단에는 외부 단자대가 배치됩니다. 외부에서 깔고 도입되는 배선을 기판 내 배선과 연결하기 위한 단자대입니다. 단자대에서는 외부 배선과 내부 배선을 볼트나 나사로 연결합니다. 대형 볼트로 외부 배선과 연결되는 경우, 비접촉으로 느슨함을 확인할 수 있도록 맞물림 표시를 해 놓습니다.
제어반의 케이스는 캐비닛 박스 제조사에서 규격품이 판매되고 있어 규격품을 사용하면 저렴하게 제작할 수 있습니다. 특수한 치수의 제어반을 설계할 경우 판금 가공으로 제작해야 하므로 예상보다 더 비싸질 수 있습니다.