특 별 기 고 ( 최종회 ) 글싣는순서 1. 생산설비의노이즈 2. 노이즈진단엔지니어링 3. 전자계노이즈 (EMI/EMC) 대책 4. 노이즈개선사례 조대훈기술영업사장노이즈프리미어랩 nplab@nplab.kr 4. 노이즈개선사례 (1) 개요운용설비의노이즈개선은노이즈진단분석을통해원인을파악하고, 설비구성에맞게개선대책을제안한다. 노이즈간섭의원인설비와영향을받는인접설비를신호적으로차단하여장비와운용환경을보호한다. 전체적인노이즈개선사항은다음과같다. - 전력품질진단에의한노이즈 서지차단대책제안 - 통신및데이터라인의유도노이즈차단대책제안 - 접지설비간의전위차및순환전류차단대책제안 - 인접설비간의 EMI EMC 대책제안 - 이상신호의유입차단및 Bypass 대책제안 - 규격및사양을만족시키는대책제안 2015. 12 87
특별기고 (2) 노이즈장해진단설비노이즈개선사례는산업설비중약전전산설비, DCS 제어설비, 그리고강전모터설비에대한진단및개선사례를통해특성을확인한다. 약전설비인전산시스템은노이즈순환및간섭으로인해오동작이발생하여그원인과노이즈신호를분석진단하였고, DCS 제어설비는제어신호의 Error 와오동작으로인한설비가동중단이발생하여노이즈진단을수행하였다. 강전설비인모테오동작에대해인버터제어신호에대한노이즈와시스템구성을진단분석하였다. 노이즈진단분서은신호측정및설비구성분석, 그리고전원품질에대한모니터링을통해분석하며, 정확한진단분석을통해진단보고서와개선제 안, 그리고개선공사를통해노이즈개선을확인한다. (3) 노이즈장해발생원인산업현장에서설비운용시발생하는노이즈간섭및오동작으로인해운용환경의악화와설비가동중단이라는심각한문제가발생하게된다. 이러한문제를정확히진단하여차후에같은문제가발생하지않도록노이즈진단을통한문제해결은매우중요하며, 가동의안정성확보와경비절감, 그리고생산성향상이라는측면에서큰이득을안겨준다. 노이즈로인한설비가동에심각한문제가발생한설비에대한사례를살펴본다. 항목내용 1 전산시스템 2 플랜트설비 3 제어설비 문제점 Loop 접지배선으로순환노이즈가증폭되고있음접지배선의작렬분기배선으로노이즈가인접장비로전달전원및전산용접지배선구분오류전원선 Tray 철골에발생된전류 ( 약 25A) 가방전되지않고순환유도됨접지선인출이규정없이임의로배선 접지성능악화로간헐적오동작발생 Fault 메시지발생전압 Over 온도 Over 단독접지로구성되어있으나, 비정상적으로공용접속장비간의노이즈순환구조증폭발생및순환노이즈의미방전접지시스템구성의미흡접지선직렬분기, Loop 배선, 접지선규격무시전원및약전용접지배선구분오류접지선접속분기로노이즈증폭접지저항측정치가높음제어선노이즈유입으로오동작 분석사항 노이즈전류방전을위한접지전극보강노이즈전류의급속방전을위한접지배선구성강전및약전설비용단독접지배선구성 Loop 배선구조를제거하고, 에서독립배선인출노이즈전류가내부로순환되지않도록구성전원 Tray 를전산실철골도체와분리하고, 접지봉에서접지선을인출하여독립접속 노이즈순환으로데이터간섭센서동작상태및필터구성개선 통합점지를구성하여제어룸별로독립적으로접지배선구성부식악화된접지성능및접촉저항개선강전및약전접지배선의혼용으로매우복잡제어선차폐및노이즈필터구성개선 표 4. 노이즈장해발생설비 88 계장기술
항목 방안 1 전산시스템 2 플랜트설비 3 제어설비 접지시스템 XIT 서지저감접지시스템보강을통한서지및고주파노이즈전류방전제거장비별독립접지배선및 Loop 구조제거순환전류차단및노이즈증폭차단 고기능의 XIT 서지저감접지시스템을통한성능개선공통접지전극및설비별독립접지배선으로분리순환전류차단을위한접지배선구성및설치 XIT 서지저감접지봉보강하여성능개선기존접지전극의활용 접지배선및 패널별로노이즈전류를신속방전 () 을통한접지선인출로장비간전위차발생방지단독분리접지배선으로대용량전원 Tray 전류방전제거 () 으로부터접지선인출하여장비간의전위차제거접지선의굵기및배선경로의단순화로임피던스최소화제어 Room 별등전위구성 접지배선개선신설 노이즈및서지제거 신속한서지방전기능을갖는 XIT 서지저감접지봉을설치하여방전설비간 Loop 구조및직렬분기배선을제거하여노이즈증폭및간섭제거 임피던스저감의 XIT 서지저감접지봉을설치하여신속한방전통신노이즈필터및전원필터를설치통신및신호선 Shield Cable 로교체 제어장비의노이즈순환차단제어신호케이블교체로신호간섭제거 전원감시장치 전력감시장치의활용 전원노이즈및고조파유무감시장치의설치검토전력감시장치의활용 표 5. 노이즈장해개선설비 (4) 노이즈개선해결사항노이즈신호측정및시스템운용환경, 그리고설비구성등의종합적인진단분석을통해노이즈개선시스템을제안할수있으며, 설비개선보강후에도안정적인설비가동을확보한다. 다양한전자기적신호와노이즈가상존하는산업현장에서는양호한전원품질확보, 노이즈원의최소화, 노이즈간섭경로의차단, 누설전류차단과등전위본딩을통한순환전류차단, 그리고노이즈방전구성을 위한접지시스템등운용안정성확보를위한종합적인시스템구성이필수적이다. 다음은노이즈진단분석을통해확인된사항을개선한사례이다. 1 노이즈개선 : 전산시스템약전설비인전산시스템의노이즈진단분석후개선보강된구조이다. 2015. 12 89
특별기고 LV/A6 LV/A7 Main PDF OLD LV/A5 LV/A5-1 LV/A4 LV/A3 LV/A1 LV/A1-1 i+1.1a i = 0.58A i = 0.71A i = 0.51A i = 0.43A i = 0.54A i = 0.75A i = 0.47A i = 0.27A i = 0.43A No Conn. GV60SQ GV60SQ 별도 ( 신설 ) LV/A2 NEC OLD PDB PANEL4 PANEL5 PANEL8 PANEL9 ir = 2.92A ( 신설 ) i = 0.33A i = 0.10A 변전실 (FG) - 제거 i = 0.09A i = 0.01A i = 0.07A 그림 11. 전산설비 - 노이즈개선 < 접지배선구성 - 개선후 > 공통접지 : 2ohm ( 외부신설접지 ) 2 노이즈개선 : 플랜트설비 플랜트설비인 DCS 제어설비의노이즈진단분석후개선보강된구조이다. TOSHIBA 2PM SCR Room DCS Room(PM2 UNI 실 ) Inverter P1546 LC2 분전반 전원노이즈제거 NF Field a 통신노이즈제거 노이즈필터 NF c MASTER (P1201) 데이터선 (Analog) b RTD Converter RTD Converter Inverter Inverter #1-1 #1-2 d DCS 설비 4950 (3) 통신노이즈제거 4950 4950 (1) e 노이즈필터 NF 데이터선 (Analog) 4950 (2) Shielding 통신케이블교체 PM2 Aquatrol f Steam Box 통신케이블 Shielding 교체 g LC2 LC1(1) LC1(2) LC1(3) LC1(4) LC3 LC3 abcd efgh h 접지단자항신설 ( 접지배선 ) GV200SQ XIT 서지저감접지봉 개선사항 1. XIT 서지저감접지봉보강 2. 신설 3. 장비특성별접지배선분리 ( 기존직렬연접배선분리 ) 4. 통신선의노이즈필터설치 5. 통신케이블 -Shielding 교체 6. 전원노이즈필터설치 7. PQ 모니터링장비설치확인 (DCS 장비 ) 그림 12. 플랜트 DCS 제어설비 - 노이즈개선 90 계장기술
3 노이즈개선 : 제어설비 모테구동인버터제어설비의노이즈진단분석후개선보강된구조이다. [ 전원 + 제어케이블교체 ] 제어패널 전압 CT M 전압 CT 온도센서 M 온도센서 [ 노이즈제거 ] 전원패널 #1 #2 GV Line [ 접지배선교체 ] SGB GV Line 접지시스템본딩 [ 동봉 ] XIT 접지보강 [XIT 봉 ] 그림 13. 인버터제어설비 - 노이즈개선 < 접지설비구성도 > 원고를받습니다 월간계장기술이참신한원고를받습니다. 소장하고계신원고나, 평소에소개됐으면하는내용을기사로작성하여보내주시면감사하겠습니다. ( 특별기고기술정보연재산업동향 & 전망 / 자세한사항은본지참조 ) 원고게재분양및내용 FA 와 PA 분야의주요품목인 DCS, PLC, 센서, 유량계, 인버터, 컨트롤밸브, 필드버스 ( 산업통신망 ), 계측및계장기기, 중전기기및발전플랜트와이를활용한기술및산업전망계측제어자동화설비 ( 플랜트 ) 분야의산업트렌드와시장전망 원고분량및발송 A4 지 4~10 매 ( 연재는편집부와협의 ) 이며, E-mail 로보내시면됩니다. E-mail 이어려운원고와첨부자료 ( 카탈로그와제품사진등 ) 는우편발송하시면됩니다. 보내실곳서울시영등포구당산로 2 길 12 708 호 ( 문래동 3 가에이스테크노타워, 월간계장기술편집부 ) TEL : (02)2168-8897 / FAX : (02)2168-8895 E-mail : procon@procon.co.kr / lch1248@naver.com 원고마감 : 매월 15 일 2015. 12 91