비상정지 스위치(Emergency Stop Device) 기술 문서 번역

一、비상정지 스위치 핵심 사명
비상정지 스위치(Emergency Stop Device, IEC 60947-5-5 준수)는 산업 제어 시스템의 강제적 안전 부품으로, 핵심 목표는 비상 시 위험한 운동/에너지원을 최대한 신속히 차단하여 인명 피해, 장비 손상 또는 환경 위험을 방지하는 것입니다. "고장 시 안전(Fail-Safe)" 원칙(고장 시 안전 상태로 전환)을 따르며, 기계 제조, 자동화 생산라인, 로봇, 전력 시스템 등 고위험 분야에 적용됩니다.

二、핵심 작동 원리

• 강제 구동 작동(Positive-Drive Operation)
  • 조작부(버섯 버튼/당김 코드/발판)가 기계적 연동 장치를 통해 접점을 직접 구동하며, 탄력 부품에 의존하지 않음.
  • 스프링 고장 또는 구속 시에도 버튼 누름으로 접점을 강제로 분리 가능.
• 상시 폐접점(Normally Closed Contact, NC)
  • 정상 상태에서 접점이 폐쇄되어 장비 주 제어 회로에 직렬 연결됨.
  • 작동 시 접점 개방 → 제어 회로 전원 차단 → 장비 정지 (IEC 60204-1 준수 정지 카테고리 0/1).
• 자동 잠금 및 수동 복귀(Self-Latching & Manual Reset)
  • 작동 후 기계적으로 잠금 상태 유지.
  • 수동 회전/뽑기로만 복귀 가능하여 우발적 복원 방지.
• 중복성 및 모니터링(Redundancy & Monitoring) (고안전 등급)
  • 두 그룹의 NC 접점을 안전 릴레이에 연결, 접점 상태, 동기성 및 회로 무결성 모니터링.
• 고장 시 안전 설계(Fail-Safe Design)
  • 스프링 고장: 접점 강제 분리 가능.
  • 접점 용접: 중복 접점으로 정지 보장.
  • 기구 구속: 조작부 누름으로 구속 극복 가능.

三、핵심 성능 파라미터

• 전기적 성능

  파라미터	표준값/범위	설명
  정격 절연 전압 (Ui)	250V~600V AC	IEC 60947-1
  정격 작동 전류 (Ie)	6A~10A (제어 회로)	안전 릴레이 코일 용
  사용 범주	AC-15 (≤72VA), DC-13	전자석 부하 제어
  전기적 수명	5만~100만 회	부하 상태 개폐 능력
  안전 접점	≥1 그룹 강제 개방 NC	고안전 등급 시 2 그룹 NC 필요

• 기계적 성능

  파라미터	표준값/범위	설명
  조작력 (버섯 버튼)	50N~200N	IEC 권장 50N~400N
  조작 행정 (버섯 버튼)	6mm~12mm	과행정 여유 포함
  기계적 수명	100만~1000만 회	무부하 조작 횟수
  보호 등급 (IP)	IP65/IP66/IP69K	패널 설치 시 일반적

• 환경 파라미터

  • 작동 온도: -25℃~+70℃ (산업용)
  • 습도: ≤95% RH (+25℃)
  • 오염 등급: PD 3 (산업 환경)

四、핵심 소재 및 공정

• 접점 소재: 은합금 (주로 AgSnO₂), 아크 방지, 용접 방지.
• 외관 소재:
  • 엔지니어링 플라스틱: PA(나일론), PC(폴리카보네이트), 난연성 V-0 등급.
  • 금속: 스테인리스강 (SS304/316), 내식성 환경용.
• 조작부: 빨간색(RAL 3000 준수) 열경화성 플라스틱, UV 저항.
• 공정:
  • 정밀 사출/금속 프레스 성형.
  • 접점 레이저 용접.
  • 100% 검사: 조작력, 접점 상태 및 내압(≥2Ui+1000V).

五、적용 분야

六、설치 규정 (ISO 13850/IEC 60204-1)

• 위치 요건:
  • 접근성: 조작자 및 위험 구역 인원이 빠르게 접근 가능해야 함.
  • 가시성: 빨간색 버섯 버튼 + 노란색 배경, 시야 방해물 없음.
  • 커버리지: 대형 장비는 다중 점 설치 필요 (작업 위치/위험 구역 입구마다).
• 설치 방식:
  • 패널 설치: M22/M30 나사 고정, IP 등급 보장을 위한 씰링.
  • 당김 코드 스위치: 코드 높이 0.8m~1.7m, 코드 파단 감지 기능.
  • 발판 스위치: 지면에 견고히 고정, 미끄럼 방지 패드.
• 안전 회로 설계:
  • 접점은 안전 릴레이/PLC에 연결 (일반 제어 회로 아님).
  • 중복 접점 직렬 연결 입력, 이중 채널 모니터링.
  • 전선 색상 구분 (주황색), 동력 케이블과 분리.

七、선정 가이드

• 안전 등급: PLd/e 또는 SIL 2/3 시 2그룹 NC 접점 + 안전 릴레이 필요.
• 조작 방식:
  • 버섯 버튼 (일반적), 당김 코드 (긴 경계선), 발판 (양손 작업 시나리오).
• 환경 적응:
  • 식품 공장: IP69K + 스테인리스 외관.
  • 고온 작업장: 70℃ 이상 내열 소재.
• 인증: CE, UL/cUL, CCC (목표 시장 강제 인증).

八、유지보수 및 시험

• 정기 시험:
  • 연간 최소 1회, 비상정지 작동 시 장비 완전 정지 확인 (결과 기록).
• 일상 점검:
  • 외관 손상, 오염, 고정 풀림.
  • 조작 원활성 (구속/이상 소음 없음).
• 교체 원칙: 손상, 이상 또는 수명 도달 시 즉시 교체.
• 안전 문화:
  • "비상 시에만 사용" 하도록 조작자 교육.
  • 비상정지 기능 차단(바이패스) 금지.
  • 조작 경로 확보 유지.

九、발전 동향

• 지능화: 진단 기능 통합 (접점 상태 모니터링), LED 상태 표시.
• 네트워크화: PROFIsafe 등 안전 버스를 통한 신호 전송.
• 인체 공학: 버섯 버튼 질감/조작력 곡선 최적화, 세척 용이 설계.

十、결론
비상정지 스위치는 산업 안전의 "최종 방어선(Final Safeguard)" 입니다. 그 신뢰성은 다음에 달려 있습니다:

• 강제 개방 + 중복 접점 설계;
• 표준(전기/기계/IP 등급) 준수한 선정;
• 올바른 설치 (위치/회로 모니터링);
• 정기 시험 및 유지보수 문화.