인터락
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1. 개요
인터록은 정해진 순서에 따라 작동하도록 설계된 안전 장치로, 기계, 전기, 전자 시스템 등 다양한 분야에서 사용된다. 트랩 키 인터록은 산업 환경에서 작업자가 안전한 순서를 따르도록 하며, 기계식 인터록은 자동차의 조향 휠 잠금 장치와 같이 기계적 제어를 제공한다. 전기식 인터록은 발전기에서 주 전원으로의 안전한 전환을 보장하며, 전자식 인터록은 보안 시스템에서 출입 통제를 위해 활용된다. 인터록은 다양한 적용 분야에서 안전을 증진하지만, 시스템의 한계와 우회 가능성에 대한 주의가 필요하다.
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2. 작동 원리 및 종류
인터락은 오조작이나 확인 부족으로 인해 절차 외의 조작이 이루어지는 것을 방지하거나, 정상적인 운전 조건을 벗어났을 때 자동으로 설비 작동을 제어하는 시스템이다. 주로 보안상 중요한 부분의 운전을 제어하며, 계장 회로에 내장된다.
기기의 기동 상황, 문의 개폐 상황, 압력, 액면, 온도 등의 조건을 AND 또는 OR 조건으로 조합하여 사용한다. 예를 들어, 플랜트나 기기의 시작 버튼을 잘못 눌러도 안전에 필요한 기동 조건이 갖춰지지 않으면 작동하지 않거나, 일정 조건에 도달하면 자동으로 정지하는 시스템이 이에 해당한다.
인터락은 전기 장비의 활선 부분에 직접 접촉하여 발생하는 부상을 방지한다. 인터록 우회는 자격을 갖춘 기술자만 가능하며, 드라이버와 같은 도구가 필요하다. 이러한 인터록은 '해제 가능 인터록'이라 불리며, 언더라이터스 랩 (UL) 표준 UL508a 및 전기 규정 (NEC) 409.2조에 명시되어 있다. 해제 가능 인터록은 최대 600볼트의 전기 장비에 허용된다.[4]
보안 수준이 높은 건물에서는 한쪽 문이 열리려면 다른 쪽 문이 먼저 닫혀야 하는 접근 통제 시스템, 즉 맨트랩을 구축하기도 한다. 이는 무임승차나 테일게이팅을 방지하는 효과가 있다.[5]
2. 1. 기계식 인터록
기계식 인터록은 자동차의 조향 장치와 같이 순전히 기계적인 방식으로 작동하는 인터록을 말한다. 자동차에는 시동 장치에 열쇠가 꽂혀 있지 않으면 조향 휠의 회전을 제한하는 도난 방지 기능이 있다. 이는 기계식 인터록이 자동차 앞바퀴의 방향 운동을 제한하여 차를 움직일 수 없게 하기 때문이다.[2]
전기 가마의 경우 트랩 키 시스템을 사용하여 단로 스위치와 가마 문을 상호 잠글 수 있다. 스위치가 켜져 있는 동안에는 키가 단로 스위치에 부착된 인터록에 의해 유지된다. 가마 문을 열려면 먼저 스위치를 열어 키를 해제해야 한다. 그런 다음 키를 사용하여 가마 문을 잠금 해제할 수 있다. 키가 스위치 인터록에서 제거되면 인터록의 플런저가 기계적으로 스위치가 닫히는 것을 방지한다. 가마 문이 잠기고 키가 해제된 다음 키가 단로 스위치 인터록으로 반환될 때까지 가마에 전원을 다시 공급할 수 없다.[1]
트랩 키 인터록은 정의된 일련의 키, 잠금 장치 및 스위치를 사용하여 작업자가 미리 결정된 순서를 따르도록 강제한다. 이 방식은 키를 미리 정해진 순서로만 해제하고 가둘 수 있기 때문에 "트랩 키"라고 불린다. 제어 또는 전원이 차단된 후 개별 또는 여러 문에 접근할 수 있도록 허용하는 키가 해제된다.[1]
손으로 조작하는 프레스나 커터와 같은 장치에서는 작업자의 양손에 하나씩 두 개의 버튼을 사용하여 장치를 작동시키면 작업자가 위험에 빠질 가능성을 크게 줄일 수 있다. 그러나 이러한 시스템은 완벽하지 않으며, 작업자가 안전 예방 조치를 무시하거나 강제 인터록을 비활성화하는 경향이 있어 안전 장치의 효과가 떨어질 수 있다. 따라서 이러한 안전 장치는 작업자의 협조를 필요로 한다.[1]
2. 2. 전기식 인터록
많은 사람들은 주 전원(공공 전력)이 끊어졌을 때 가정이나 사업장에 전력을 보충하기 위해 발전기를 사용한다. 발전기에서 전원을 안전하게 전환하여 주 전원으로 다시 전환하기 위해 안전 인터록이 종종 사용된다. 인터록은 주 전원과 발전기 전원이 동시에 주택에 전력을 공급하는 것을 방지하는 하나 이상의 스위치로 구성된다. 이러한 안전 장치가 없으면 두 전원이 동시에 작동하여 과부하 상태가 발생하거나 발전기 전원이 주 전원으로 역류하여 위험한 전압이 건물 외부의 주 전원 공급 장치를 수리하는 작업자에게 도달할 수 있다.
인터록 장치는 발전기가 백업 전력을 제공하도록 설계되어 (a) 주 전원과 발전기 전원이 동시에 연결되는 것을 방지하고, (b) 회로 차단기가 과부하 상태 발생 시 간섭 없이 정상적으로 작동하도록 한다. 전기 시스템용 대부분의 인터록 장치는 회로 차단기의 움직임을 관리하기 위해 기계 장치를 사용한다. 일부는 또한 누군가가 승인 없이 주 전원 시스템을 실수로 활성화하는 것을 방지하기 위해 자물쇠를 사용할 수 있도록 한다.[3]
2. 3. 전자식 인터록
전자식 인터락은 감지 및 식별 시스템 형태를 띤다. PIN 코드, 얼굴 인식, 지문 인식 등이 이에 해당한다.[5]
2. 4. 기타 인터록
마이크로프로세서 아키텍처에서 인터록은 파이프라인에서 해저드가 감지될 때 해저드가 해소될 때까지 파이프라인을 중단시키는 (버블을 넣는) 디지털 전자 회로이다. 해저드의 한 예시는 컴퓨터 프로그램이 로드 명령으로 시스템 버스에서 데이터를 로드하고 로드 명령이 여러 사이클을 차지하는 시스템에서 다음 사이클에 해당 데이터의 사용을 요구하는 경우이다(로드-사용 해저드).[1]인터록은 유한 상태 기계에서 원치 않는 상태를 방지하는 데 사용될 수 있다.[1]
3. 적용 분야
인터록은 다양한 분야에서 안전을 확보하고 오작동을 방지하기 위해 사용되는 중요한 시스템이다. 인터록은 특정 조건이 충족되지 않으면 기기 작동을 막거나, 위험한 상황이 발생하면 자동으로 작동을 중단시키는 방식으로 작동한다.
- 교통:
- 자동차: 음주 운전 방지를 위한 시동 연동 장치(알코올 인터록), 버스의 개문발차 방지 장치(액셀 인터록) 등이 있다.[6]
- 철도: 철도 차량은 모든 문이 닫혀야 출발할 수 있으며, 연동 장치를 통해 안전을 확보한다.
- 산업 현장: 클린룸(패스 박스 등)에서는 오염 공기 유입을 막기 위해 한쪽 문이 열려 있으면 다른 쪽 문은 열리지 않도록 인터록이 사용된다. 엘리베이터는 모든 층의 문이 닫혀야 카가 움직인다. 보일러, 압축기, 펌프 등 다양한 기계에도 인터록이 적용되어 안전한 작동 조건을 보장한다. 단로기는 차단기와 인터록을 걸어 아크 방전 위험을 줄인다.
- 의료: 방사선 치료 장치는 매우 엄격한 인터록 시스템을 갖추고 있어, 수십 가지 조건이 모두 충족되어야만 방사선 조사가 가능하다. 이는 환자와 의료진의 안전을 최우선으로 고려한 조치이다.
3. 1. 산업 현장
트랩 키 인터록은 정의된 일련의 키, 잠금 장치 및 스위치를 사용하여 작업자가 미리 결정된 순서를 거치도록 강제함으로써 산업 환경에서 안전을 보장하는 방법이다.[1]미리 결정된 순서로 키를 해제하고 가두기 때문에 "트랩 키"라고 불린다. 제어 또는 전원이 차단된 후 개별 또는 여러 문에 접근할 수 있도록 허용하는 키가 해제된다. 아래는 트랩 키 인터록 이송 블록의 예시이다. 이는 트랩 키 인터록 시스템의 일부이다.
이 시스템에서 키를 얻으려면 키를 삽입하고 돌려야 한다(그림 시스템 하단의 키처럼). 키를 돌리면 작업자는 다른 문을 여는 데 사용될 나머지 키를 검색할 수 있다. 모든 키가 반환되면 작업자는 처음부터 원래 키를 꺼낼 수 있다. 나머지 키가 제자리에 다시 놓이지 않으면 키가 돌지 않는다.
또 다른 예는 전기 가마이다. 전기 가마 내부로의 접근을 방지하기 위해 트랩 키 시스템을 사용하여 단로 스위치와 가마 문을 상호 잠글 수 있다. 스위치가 켜져 있는 동안 키는 단로 스위치에 부착된 인터록에 의해 유지된다. 가마 문을 열려면 먼저 스위치를 열어 키를 해제한다. 그런 다음 키를 사용하여 가마 문을 잠금 해제할 수 있다. 키가 스위치 인터록에서 제거되면 인터록의 플런저가 기계적으로 스위치가 닫히는 것을 방지한다. 가마 문이 잠기고 키가 해제된 다음 키가 단로 스위치 인터록으로 반환될 때까지 가마에 전원을 다시 공급할 수 없다.[1] 이와 유사한 2부분으로 된 인터록 시스템은 기계를 조정하거나 유지 보수하기 위해 들어가기 전에 기계에 대한 에너지 공급이 중단되도록 보장해야 하는 모든 곳에서 사용할 수 있다.
어떤 조작을 할 때, 오조작이나 확인 부족으로 인해 적절한 절차 외의 조작이 이루어지는 것을 방지하거나, 정상적인 제조·운전이 이루어지는 조건을 벗어났을 때, 자동으로 해당 설비에 대한 원자재 등의 공급을 차단하는 등 제조 및 기기의 운전을 제어하는 것이다. 구체적으로는, 보안상 중요한 부분의 운전을 제어하는 기구로서 계장 회로에 내장되어 있다.
조건으로는 기기의 기동 상황, 문의 개폐 상황, 압력, 액면, 온도(대상 물질 및 기온) 등의 조건을 AND 조건이나 OR 조건으로 조합하여 사용한다.
플랜트나 기기의 시작 버튼이 잘못 조작되어도 안전을 확보하기 위해 필요한 기동 조건이 미리 확보되지 않으면 플랜트나 기기가 작동하지 않는 시스템이나, 일정 조건에 도달하면 자동으로 정지하는 시스템도 여기에 해당한다.
3. 2. 교통
- 자동차
- * 시동 연동 장치 "알코올 인터록": 음주 운전 방지를 위해 호흡에서 알코올이 검출되면 엔진 시동이 되지 않는다.
- * 개문발차 방지 장치 "액셀 인터록": 주로 버스 차량에 탑재되며, 문이 닫히지 않으면 액셀 페달을 밟을 수 없다.[6]
- 철도
- * 철도 차량: 좌우 모든 문이 닫히지 않으면 발차할 수 없다.
- * 연동 장치
3. 3. 의료
방사선 치료 장치는 침대나 조사 장치의 위치 및 각도, 차폐문의 닫힘, 콘솔 키의 해제 등, 수십 가지 이상의 조건이 갖춰져야 방사선이 조사된다. 매우 안전을 중시한 장치이지만, 거의 영향을 주지 않는 미세한 이상에도 인터록이 작동하기 때문에, 오검출이나 측정 오차에 의한 위양성도 많다.3. 4. 보안
고도의 보안이 요구되는 건물에서는, 한 문을 열기 위해서는 다른 문이 먼저 닫혀야 하는 접근 통제 시스템을 구축하기도 한다. 이러한 시스템을 맨트랩이라고 한다.
인터락은 높은 수준의 출입 보안으로 사용될 수 있다. 보안을 위한 인터락 시스템에는 두 가지 종류가 있다. 첫 번째 형태는 좀 더 기계적이다. 예를 들어, 어떤 개인이 건물에 들어갈 때, 두 개의 문을 통해 출입할 수 있다. 개인이 첫 번째 문으로 들어서면, 그 문이 닫힌 후에 두 번째 문으로 들어갈 수 있다. 이러한 유형의 인터락 보안은 무임승차 또는 테일게이팅을 방지할 수 있다. 두 번째 형태는 전자적인 방식으로, 감지 및 식별 시스템의 형태를 띤다. 이러한 시스템의 예로는 PIN 코드, 얼굴 인식, 지문 인식 등이 있다.[5]
어떤 조작을 할 때, 오조작이나 확인 부족으로 인해 적절한 절차 외의 조작이 이루어지는 것을 방지하거나, 정상적인 제조·운전이 이루어지는 조건을 벗어났을 때, 자동으로 해당 설비에 대한 원자재 등의 공급을 차단하는 등 제조 및 기기의 운전을 제어하는 것이다. 구체적으로는, 보안상 중요한 부분의 운전을 제어하는 기구로서 계장 회로에 내장되어 있다.
기기의 기동 상황, 문의 개폐 상황, 압력, 액면, 온도(대상 물질 및 기온) 등의 조건을 AND 조건이나 OR 조건으로 조합하여 사용한다.
플랜트나 기기의 시작 버튼이 잘못 조작되어도 안전을 확보하기 위해 필요한 기동 조건이 미리 확보되지 않으면 플랜트나 기기가 작동하지 않는 시스템이나, 일정 조건에 도달하면 자동으로 정지하는 시스템도 여기에 해당한다.
3. 5. 기타
- 자동차
- * 시동 연동 장치 "알코올 인터록". 음주 운전 방지를 위해, 호흡에서 알코올이 검출되면 엔진을 시동할 수 없다.
- * 개문발차 방지 장치 "액셀 인터록". 주로 버스 차량에 탑재된다. 문을 닫지 않으면 액셀 페달을 밟을 수 없다[6]。
- 철도
- * 철도 차량 - 좌우 모든 문이 닫히지 않으면 발차할 수 없다.
- * 연동 장치
- 클린룸(패스 박스 등) - 오염 공기가 클린 측으로 흘러 들어가는 것을 방지하기 위해, 좌우 어느 한쪽 문이 닫히지 않으면 반대쪽 문은 열리지 않는다.
- 엘리베이터 - 각 층의 모든 문이 모두 닫히지 않으면 카가 이동하지 않는다.
- 보일러 - 연료·수위가 낮을 때는 연소를 시작하지 않는다.
- 압축기 - 윤활유 액면·압력·흡입구 밸브·냉각수 압력이 정해진 값에 도달하지 않으면 기동하지 않는다.
- 펌프 - 펌프 파손 방지를 위해, 정해진 토출 압력이 되면 정지한다. 액체가 들어 있지 않은 상태에서는 기동하지 않는다.
- 단로기 - 차단기와 인터록을 걸 경우도 있다(아크 방전의 위험성이 있어, 전류가 흐르지 않을 때가 아니면 단로기를 개폐할 수 없기 때문).
- 방사선 치료 장치 - 침대나 조사 장치의 위치나 각도, 차폐문의 닫힘, 콘솔 키의 해제 등, 수십 가지 이상의 조건이 갖춰지지 않으면 방사선이 조사되지 않는다. 매우 안전을 중시한 장치이지만, 거의 영향을 주지 않는 미세한 이상에도 인터록이 작동하기 때문에, 오검출이나 측정 오차에 의한 위양성도 많다.
4. 인터록 시스템의 한계 및 주의사항
인터록은 안전을 위해 설계되었지만, 작업자가 안전 조치를 우회하거나 비활성화할 수 있다는 한계가 있다. 이러한 문제는 작업 압력이나 기타 요인으로 인해 발생할 수 있다.[1] 따라서 인터록 시스템은 작업자의 협조를 필요로 하며, 이를 장려하는 방식으로 설계되어야 한다.
예를 들어, 손으로 조작하는 프레스나 커터와 같은 장치에서는 두 개의 버튼을 사용하여 작업자가 위험에 노출되지 않도록 할 수 있다. 그러나 이러한 시스템도 완벽하지 않으며, 작업자가 안전 장치를 우회할 수 있는 가능성이 있다. 따라서 작업자가 착용하는 케이블로 당겨지는 장갑과 같이 추가적인 안전 장치가 필요할 수 있다.
또한, 발전기를 사용하는 경우 주 전원과 발전기 전원이 동시에 연결되는 것을 방지하기 위해 인터록이 사용된다. 그러나 이러한 인터록도 전기 기술자가 도구를 사용하여 우회할 수 있다. 이러한 인터록은 '해제 가능한 인터록'이라고 하며, 특정 조건 하에서 허용된다.[4]
보안이 중요한 건물에서는 맨트랩과 같이 한 문이 닫혀야 다른 문을 열 수 있는 인터록 시스템이 사용되기도 한다. 이러한 시스템은 무임승차나 테일게이팅을 방지하는 데 효과적이다. 그러나 이러한 시스템도 전자적인 방법(PIN 코드, 얼굴 인식, 지문 인식 등)으로 우회될 수 있다.[5]
결론적으로, 인터록은 다양한 분야에서 안전과 보안을 강화하는 데 중요한 역할을 하지만, 완벽하지 않으며 작업자의 협조와 추가적인 안전 장치가 필요할 수 있다.
참조
[1]
서적
The electric kiln: a user's manual
University of Pennsylvania Press
2000
[2]
웹사이트
What is an Interlock? {{!}} Different Types of Interlocks
https://realpars.com[...]
2023-04-12
[3]
웹사이트
A Sample Lockout/Tagout Procedure
https://www.bwc.ohio[...]
Ohio Bureau of Workers' Compensation: Division of Safety and Hygiene
2015-03-24
[4]
웹사이트
Understanding Industrial Control Panels
https://library.ul.c[...]
Underwriters Laboratory
2022-12-20
[5]
웹사이트
How Interlocking Doors Work
https://blog.gunnebo[...]
2023-04-12
[6]
뉴스
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https://busmagazine.[...]
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