인더스트리 4.0 응용 분야를 위한 핵심 요소

놀라울 정도로 다양한 특성을 가진 산업 부문에는 특정 작동 요구 사항에 맞게 설계된 광범위한 자동화 솔루션이 사용되고 있으며, 이들 모두가 최첨단 인더스트리 4.0 기술의 이점을 누릴 수 있습니다.

4차 산업 혁명은 요란한 환호 속에 하룻밤 사이에 등장한 것이 아니라, 신뢰할 수 있는 스위치와 센서를 하나씩 더해 가며 기판 레벨에서 계속적으로 진행되어 왔습니다. 이러한 진전의 대표적인 사례로는, Amazon이 현재 출하 물량을 두 배로 늘릴 것으로 예상함에 따라 2033년까지 60만 명의 인력을 채용할 필요를 없애기 위해 로봇을 도입하겠다는 계획을 최근 공개했다는 점을 들 수 있습니다.[1]

공장, 차량, 인프라가 스마트해질수록 각 시스템에 포함되는 전자 부품 비중은 계속해서 급격히 증가하고 있습니다. 제조업체와 기타 산업 기업들이 차세대 제어 시스템, 첨단 안전 솔루션, 최적화된 통신을 도입하여 데이터 전송을 향상시키려고 함에 따라, 부품과 응용 제품에 대한 수요는 급격히 치솟을 것입니다. TE Connectivity의 인더스트리 4.0 지원 부품으로 이루어진 포괄적인 제품군을 간단히 살펴보기만 해도, 새로운 설계를 위해 사용할 수 있는 일부 핵심 요소에 대한 빠른 개요를 얻을 수 있습니다.

최첨단 기술 통합

인더스트리 4.0 전자 제품의 글로벌 시장은 2022년에 1,460억 달러를 넘어섰습니다 2030년까지 AI, 머신 러닝, 사물인터넷(IoT), 클라우드 서비스 등 첨단 기술의 융합으로 이 시장은 6,270억 달러 이상으로 도약할 것으로 전망됩니다.[2]

안목을 갖춘 제품 설계자들은 고급 전력, 스위칭, 연결성, AI 처리 기술을 산업 환경의 모든 구석에 통합함으로써, 이러한 성장세 속에서 많은 수익을 거둘 수 있는 위치에 있습니다. 통신 기능은 인더스트리 4.0 부품을 실시간으로 모니터링하고 제어할 뿐만 아니라, 데이터 분석을 활용하여 잠재적인 문제와 고장을 사전에 진단하고 예측할 수 있습니다.

이 기술 혁명의 중심에는 스위칭 계전기, EMI 필터, 안전 시스템, 그리고 새롭고 더 소형화된 I/O 커넥터가 있습니다. 또한 데이터와 전력을 전선 두 가닥에 통합하여 오늘날의 네 가닥 전선을 대체하고, 더 높은 회복력과 수명을 제공하는 배선 솔루션을 통해 중량과 비용을 절감하는 단일 쌍 이더넷(SPE) 역시 중요한 역할을 수행합니다.

산업 공정의 복잡성과 자동화가 고도화되면서 신뢰할 수 있고 콤팩트하면서 강력한 스위칭 솔루션에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. TE Connectivity는 다음과 같은 다양한 콤팩트 계전기 제품군으로 이러한 기회를 공략하고 있습니다.

• 고전력 22V_DC T9GV1L14-22(그림 1), PCB 실장, 30A 계전기.

그림 1: T9GV1L14-22 계전기는 콤팩트한 실장 면적에서 고전력 스위칭을 제공합니다(이미지 출처: TE Connectivity).

• 저전력 T77S1D10-12. 작은 실장 면적에서 10A 스위칭을 제공하여 설계자가 신뢰성을 희생하지 않고 전력과 공간을 균형 있게 맞출 수 있도록 합니다.
• 제어 랙과 가전 기기 패널에 적합한 T9GS5L24-24(그림 2). 견고성이 강화된 24V_DC PCB 실장형 계전기입니다.

그림 2: T9GS5L24‑24는 고전류 부하를 위한 20A 스위칭 기능을 제공합니다(이미지 출처: TE Connectivity).

필수 안전 응용 제품

TE Connectivity는 안전이 중요한 응용 분야를 위해 1-8588020-1(그림 3)과 같은 다양한 강제 유도 계전기를 제공합니다. 이러한 부품은 모든 접점이 동시에 동작하도록 기계식 인터록을 활용하여, 전기적 고장 위험을 줄이고 진단 커버리지를 제공합니다. 또한 28mm × 6mm × 15.5mm의 슬림 프로파일 형식과 210mW의 코일 소비 전력을 통해, 고온 환경에서의 고밀도 배치를 지원합니다.

그림 3: SRS2 제품군과 같은 강제 유도 계전기는 전기적 고장 위험을 줄이는 동시에 진단 커버리지를 제공하는 데 중요한 부품입니다(이미지 출처: TE Connectivity).

인간과 로봇의 협업 및 인간과 자동화 시스템과의 상호 작용이 점점 더 늘어나는 인더스트리 4.0 응용 분야에서 안전은 작업자를 보호하면서 높은 생산성을 보장하는 데 매우 중요합니다. SRS4-2NO(그림 4)와 같은 안전 계전기는 안전 커튼과 같은 안전 장치로부터의 입력을 모니터링하여, 비상 정지, 인터록, 안전 회로가 제대로 작동하는지 확인합니다.

그림 4: SRS4-2NO 안전 계전기는 손상 및 부상을 예방하기 위해 회로가 제대로 작동하도록 보장합니다(이미지 출처: TE Connectivity).

안전 계전기는 방출기와 수신기 사이에 적외선 빔 펜스를 제공하는 안전 광 커튼(예: SLC4-H30-031(그림 5))에 필수적인 요소입니다. 안전 광 커튼은 인간 작업자, 기계, 환경을 보호하도록 설계되었습니다.

그림 5: SLC4-H30-031과 같은 안전 광 커튼은 작업자와 기계를 보호하기 위해 신뢰할 수 있는 감지 및 모니터링 기능을 제공합니다(이미지 출처: TE Connectivity).

자동화 환경이 갈수록 밀도가 높아짐에 따라, 콤팩트한 연결 솔루션의 중요성이 그 어느 때보다 중요해지고 있습니다. 2069577-1(그림 6)과 같은 TE Connectivity의 Mini-I/O 커넥터는 전통적인 RJ45 커넥터 크기의 25%에 불과하여, 매우 콤팩트한 DIN 레일 시스템 모듈 구현을 가능하게 합니다. Mini-I/O 커넥터는 직렬, 버스 또는 이더넷 연결을 제공할 수 있으며, PoE(이더넷을 통한 전력 공급)와 10Mbps ~ 10Gbps의 데이터 속도를 지원합니다. 콤팩트한 래칭 메커니즘이 안정적인 연결을 보장하며, 이중 접점 설계로 불필요한 통신 손실을 방지합니다.

그림 6: 공간 절약형 인더스트리 4.0 설계는 2069577-1과 같은 Mini-I/O 커넥터의 이점을 활용할 수 있습니다(이미지 출처: TE Connectivity).

설계자는 또한 단일 쌍 이더넷을 통해 케이블링을 간소화할 수 있습니다. 이는 데이터와 전력을 단순화하고 단 두 가닥의 전선으로 통합함으로써, 전통적인 이더넷에 필요한 네 가닥 전선을 대체합니다. 이는 복잡성, 무게, 비용을 줄여주며 비용이 많이 드는 버스 커플러나 게이트웨이 없이도 비용 효율적인 기가비트 속도를 가능하게 합니다. 예를 들어 TE Connectivity의 2364150-1 IP20 SPE 커넥터를 사용하면 장치에 대한 전력 공급 및 최대 1Gbps의 데이터 속도를 위한 PoDL(데이터 라인을 통한 전력 공급)을 실현할 수 있습니다. SPE 케이블링은 전통적인 옵션보다 더 많은 굽힘 주기를 견딜 수 있으며, 이는 로보틱스에 중요한 이점입니다.

결론

TE Connectivity는 인더스트리 4.0 응용 분야를 위해 설계된 포괄적인 제품군을 제공합니다. 이 블로그는 계전기 및 연결 옵션에 대해 일부만 다루고 있으며, 인더스트리 4.0 요구 사항을 충족하려면 이를 다양한 스마트 센서와 고급 전자기적 호환성(EMC) 필터링 제품으로 보완해야 합니다.

[1] "Amazon Plans to Replace More Than Half a Million Jobs With Robots," Oct. 21, 2025. New York Times.

[2] "Industry 4.0 Market (2023 - 2030)", September 2023. Grand View Research.