유연한 제어 패널 설계를 위한 스냅 결합형 모듈식 푸시 버튼 시스템

제가 어렸을 때 아버지가 일하시는 제약 회사 공장에 종종 가곤 했는데요. 그 안에서 수많은 조명과 버튼이 설치된 제어 패널을 보고 감탄했었던 기억이 아직도 생생합니다.

수십 년이 지난 지금도 이러한 푸시 버튼 제어 패널은 어디서나 사용되고 있습니다. 그러나 최신 제어 스테이션에는 푸시 버튼을 더욱 정교하면서도 쉽게 배포할 수 있는 다양한 혁신적인 기술들이 적용되어 있습니다.

모듈식 스냅 결합 아키텍처를 갖춘 Siemens의 SIRIUS ACT 3SU1 계열이 그 대표적인 예입니다. 이 계열은 도구가 거의 필요 없는 조립 공정 덕분에 설계자가 버튼, 선택기 스위치, 표시등 및 인클로저를 쉽게 믹스 앤 매치할 수 있습니다.

이처럼 편리할 뿐만 아니라 까다로운 환경에서도 사용할 수 있는 견고한 설계도 갖추고 있습니다. 3SU1 모듈은 금속 및 고급 플라스틱 구조로 제공되며, IP69K의 침입 방지 기능과 NEMA 4와 같은 강력한 NEMA 등급을 갖추고 있습니다. ATEX 및 SIL 안전 인증을 받은 부품을 포함한 글로벌 인증으로, 위험 지역에서도 비상 정지와 같은 용도로 사용할 수 있습니다.

또한 3SU1 계열은 기존의 하드 배선 외에도 AS-Interface, IO-Link, PROFINET과 같은 네트워크를 지원합니다. 무엇보다도 이러한 네트워크는 하드웨어 구성, 오류 진단 및 데이터 관리를 제공하는 Siemens Totally Integrated Automation(TIA) Portal과 통합할 수 있다는 이점이 있습니다.

3SU1 조작점의 구조 살펴보기

시스템 작동 방식을 이해하려면, 전면 실장 조광형 푸시 버튼에 필요한 소자를 생각해 보세요(그림 1). 시스템의 핵심은 전면에서 푸시 버튼을 장착할 수 있는 실장 홀이 있는 홀더와, 후면에서 접점, LED 및 기타 부속품을 장착할 수 있는 모듈 슬롯입니다.

그림 1: 전면 실장형 조광형 푸시 버튼의 기본적인 소자는 제어 패널(B) 앞의 버튼(A), 제어 패널 뒤의 푸시 버튼 고정용 홀더(C), 접점 모듈(D) 및 LED 모듈(E) 등입니다(이미지 출처: Siemens).

이 모듈식 개념은 더 넓은 3SU1 범위로 확장됩니다. 예를 들어, 이 시스템에는 하나의 내후성 장치에 최대 6개의 컨트롤을 수용할 수 있는 인클로저, 맞춤형 식별을 위한 레이블링 시스템, 중요 컨트롤의 우발적인 작동을 방지하는 보호 고리가 포함되어 있습니다.

빌드 예시: 조광형 시작 버튼

널리 사용되는 제어 소자인 시작 푸시 버튼을 살펴보겠습니다. 이러한 제어에 대한 적합한 옵션 중 하나는 3SU10510AB400AA0입니다(그림 2). 이 조광형 푸시 버튼은 금속 재질로, 녹색 플라스틱 버튼을 둘러싼 고유광의 링이 있습니다.

그림 2: 3SU10510AB400AA0은 열악한 환경을 위해 설계된 조광형 시작 푸시 버튼입니다(이미지 출처: Siemens).

이 액추에이터는 환경적 내구성이 매우 우수합니다. IP69K 보호 등급을 자랑하며 먼지, 물 분사 뿐만 아니라 고압, 고온 세척도 견딜 수 있습니다. 또한 NEMA 등급 1, 2, 3, 3R, 4, 4X, 12, 13을 충족합니다. 작동 온도 범위는 -25°C ~ 70°C이며, 기계적 기대 수명이 3백만 회에 달하는 이 부품은 까다로운 산업용 응용 제품에 적합하도록 제작되었습니다.

금속 홀더로 푸시 버튼 실장하기

이렇게 선택된 버튼들은 3SU15500AA100AA0을 비롯한 다양한 홀더와 통합됩니다(그림 3). 이 모델은 금속으로 제작되었으며 비틀림 방지 설계로 올바른 방향을 보장합니다. 홀더의 뒷면에는 해당 응용 제품에 필요한 접점 및 LED 모듈을 쉽게 실장할 수 있는 3개의 슬롯이 있습니다.

그림 3: 3SU15500AA100AA0은 3개의 모듈 슬롯과 비틀림 방지 설계를 갖춘 금속 홀더입니다(이미지 출처: Siemens).

또한 Siemens는 제어 기능의 복잡성에 맞춰 플라스틱 홀더와 1개 ~ 4개의 슬롯이 있는 홀더를 제공합니다. 모듈을 두 겹으로 쌓을 수도 있어, 좁은 실장 면적에서 정교한 다기능 컨트롤 포인트를 구현할 수 있습니다.

스냅인 모듈을 사용한 고신뢰성 제어 및 조명

3SU14001AA101BA0(그림 4)은 실제 전기적 스위칭 기능을 제공합니다. 이 상시 개방(NO) 접점 모듈은 최대 10A 및 500VAC를 처리합니다. 은합금 접점은 제품의 전기적 수명인 1,000만 주기 동안 안정적인 스위칭을 보장합니다. 이 접점 블록을 홀더에 실장하려면 간단히 스냅으로 끼우기만 하면 됩니다.

그림 4: 3SU14001AA101BA0은 나사 단자가 없는 비접촉식입니다(이미지 출처: Siemens).

3SU14011BB401AA0(그림 5)은 Seimens 시작 버튼의 마지막 제품군으로, 조광을 제공합니다. 이 녹색 LED 모듈은 24VAC 또는 VDC에서 작동하며 최대 1,400mcd(밀리칸델라)를 제공하여 밝은 환경에서도 가시성이 향상됩니다. 접점 모듈과 마찬가지로 LED 모듈은 홀더에 끼워집니다.

그림 5: 3SU14011BB401AA0 모듈은 녹색 1,400mcd LED와 24V 공급을 위한 나사 단자를 갖추고 있습니다.(이미지 출처: Siemens).

3SU1 제품군에는 표준 푸시 버튼 외에도 비상 정지 버섯 버튼, 키 작동형 스위치 및 기타 특수 부품이 포함되어 있습니다. 마찬가지로, 접점, 조명 및 기타 부속품의 범위도 포괄적입니다.

결론

Siemens 3SU1 계열은 산업 자동화의 기본 소자인 제어 패널에 현대적인 혁신을 도입했습니다. 이 계열의 모듈식 스냅 결합 설계는 사양과 설치를 모두 간소화하며, PROFINET 및 AS-Interface와 같은 네트워크를 지원하여 이러한 기존 제어 장치를 오늘날의 산업 자동화 인프라와 연결합니다. 어린 저를 매료시켰던 제어 패널은 겉보기에는 똑같아 보이지만, 자세히 살펴보면 분명히 큰 발전이 있었습니다!