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기능 안전이란 무엇입니까?
기능 안전은 시스템이 올바르게 작동함으로써 안전을 확보하는 원리를 말합니다. 시스템 또는 설비가 사고 또는 손상의 위험을 안전 등급에 따라 허용 가능한 수준으로 줄이는 방식으로 운영되도록 보장합니다.
능동적 안전
능동적 안전은 사고와 위험 상황을 예방하기 위해 고안된 조치와 시스템을 포함합니다. 이는 위험한 상황이 발생하기 전에 시스템 작동에 적극적으로 개입하는 예방 조치입니다.
기능 안전에서 능동 안전은 센서, 액추에이터, 컨트롤러의 상태를 지속적으로 모니터링하고 결함이나 위험을 감지하면 위험을 피하기 위한 조치를 취하는 안전 기능을 구현하는 것을 말합니다. 이러한 기능은 소프트웨어와 하드웨어에 통합되어 있는 경우가 많으며, IEC 61508 또는 ISO 26262와 같은 표준에 의해 지정되어 있습니다.
수동적 안전 (비반응성 셧다운)
수동적 안전은 사고나 위험 상황이 발생한 후, 그 영향을 최소화하는 데 도움이 되는 조치와 시스템을 포괄합니다. 수동 안전은 사전에 개입하지 않고, 발생한 사고의 영향을 줄이는 방식입니다.
기능 안전의 맥락에서 수동적 안전은 시스템이 오류 발생 시 '안전하게 고장’ 나도록 디자인된 것을 의미할 수 있습니다. 예를 들어 결함이 감지되면 디바이스가 안전 상태로 전환되거나 전원이 차단되는 것을 들 수 있습니다. 또한 하위 시스템 장애 발생 시, 기능을 대신하는 이중화 시스템도 수동적 안전의 일부로 간주할 수 있습니다.
기술적 과제는 고장 발생 시, 액추에이터에 전원이 의도치 않게 공급되지 않도록 보장하는 것입니다. 예를 들어, 안전 관련 전원 공급인 UA가 이미 비활성화되었음에도 불구하고, US를 통해 전원이 공급되지 않도록 합니다.
이 문제를 해결하기 위해 IO-Link 시스템 내에서 액추에이터 공급 장치 (UA)의 단일 고장 안전 (single-fault-safe) 차단에 대한 일관된 컨셉을 개발했습니다. 이 컨셉은 기능 안전 요구사항이 있는 어플리케이션에서 ifm 구성요소를 사용하기 위한 기술적 요구사항을 정의합니다. 영향을 받는 모든 디바이스는 그에 따라 조정되었으며 관련 고장 메커니즘이 신뢰성있게 배제되도록 디자인이 개선되었습니다. 이를 통해 ifm 제품은 안전이 중요한 환경에서도 신뢰할 수 있는 운용이 가능하며, 동시에 모든 적용 가능한 표준 및 지침을 준수합니다.
IO-Link 마스터 / 이더넷 모듈 스위치 off
애니메이션은 IO-Link 마스터 또는 이더넷 모듈의 공급 전압으로서 UA 전압의 안전 차단을 보여줍니다. 예를 들어 보호구역을 위반하거나 기계 또는 시스템에서 비상스톱을 누르면 안전 릴레이 또는 F-PLC가 모듈에 대한 이 UA 전압을 차단합니다. 이때 연결된 액추에이터는 더 이상 밸브를 통해 스위칭될 수 없으며 안전한 상태가 됩니다.
IO-Link 모듈 스위치 off
Bus 지원 모듈 외에도 기능 안전 요구사항은 IO-Link 모듈에도 구현되었습니다. 이 사례에서는 두 개의 서로 다른 UA 전압 (UAL/UAR)을 가진 IO-Link 모듈을 사용합니다. 이를 통해 F-PLC에 두 가지 차단 조건을 저장할 수 있습니다. UAL 또는 UAR을 차단하면 밸브의 동작도 동시에 차단됩니다.
"수동 안전"이라는 용어는 IO-Link 시스템 논의에서 자주 사용됩니다. 그러나 이 용어는 기계류 지침의 의미 내에서 안전 관련 구성 요소라는 인상을 주기 때문에 오해의 소지가 있습니다. 실제로 IO-Link 마스터나 IO-Link IO 모듈 모두 기능 안전 요구사항을 충족하지 않습니다: 진단 범위가 없거나 안전 관련 제품에 대한 특정 개발 프로세스에 따라 개발되지 않았습니다.
액추에이터를 안전하게 비활성화해야 하는 어플리케이션에서 이러한 디바이스를 사용하는 경우, 사용되는 부품이 안전 기능의 효과를 손상시키거나 무효화하지 않도록 하는 것이 중요합니다. 이러한 이유로 의도적으로 "수동 안전"이라는 표현 대신 비간섭 및 고장 배제라는 용어를 사용합니다.
다운로드 가능한 이 문서에서는 안전 릴레이와 ifm 디바이스 제품군 Al1xxx (IO-Link 마스터) 및 Al2xxx (IO-Link 입력/출력 모듈), AL43xx (IO 모듈)과 같은 적합한 장치를 사용하여 액추에이터의 공급 전압을 간섭 없이 차단하는 시스템을 설정하는 방법에 대해 설명합니다.