기술분석 사례[자동화장비 비례제어, 장비성능, 전기기술사, 비례제어, 사출기제어]

[파인트리]

사출기의 비례제어의 하자문제에 대해서 분석 기술사례를 알아보겠습니다.

비례제어 등이 일부 나타난 LADDER DIAGRAM은 제대로 보이지 않으므로 비례제어가 제대로 구성되었는지 확인이 어렵지만, 추가로 제공된 레더 다이어그램을 보면 비례제어를 적용한 사실이 그대로 나타나므로 적정하게 구성하였다고 볼 수는 있음.

이 때문에 프로그램을 제대로 구성하였더라도 입력값을 공급하기 위한 압력 트랜스미터 (PA-21Y) (=압력 센서)가 없으면 이를 통해서 입력값이 나와야 하나 압력센서가 없어서 제어를 위하여 활용할 수 없었던 것으로 보이며, 원고가 구성하는 사출기의 압력 센서 등 필요한 핵심 구성을 제대로 하였다고 보기 어려움(원고 책임이 존재).

당초 설치한 PLC프로그램은 비교적 완성도가 높은 비례제어를 위한 프로그램이라고 볼 수 있고, 자료상에 사출기계 전면 로컬 판넬 사진 에서는 주로 온도 센서가 8개 장착되어 있음이 보이고 터치판넬에 타이머 설정, 비례변 설정이 되어 있고 다시 비례1차, 2차, 3차의 시간과 압력 설정이 나타나고 있으며 비례제어 반영한 프로그램 구성에 특별한 문제가 있는 것으로 보이지는 않음.

본래 사출기에서 센서가 ON/OFF 방식으로 출력되게 되어 있어서 비례제어를 위한 유량의 출력이 얻어지지 않기 때문에 센서를 바꾸지 않으면 비례제어가 되지 않기 때문에 비례제어에 대한 제작장에서의 최종 검사와 현장 설치후의 시운전을 완성하지 못한 것을 주장하고 있음.

사출기를 위하여 구입한 솔레노이드 밸브 및 유량 제어 밸브, 앰프 등을 보게 되면 AMP I-100 및 유량비례제어밸브로서 2개를 구입한 것과 3번 비례밸브 블록, 2번 리듀서, 이속제어밸브, 비례제어변, 100바용 트랜스미터 (출력 전송기)를 구입한 내용이 나타나며, 압력센서가 4-20mA로 달려 있어야 하나 압력 센서 (압력에 따라서 4-20mA로 출력을 내는 센서)대신에 압력 스위치(PRESSURE SWITCH)로서 ON/OFF 기능이 되는 것을 장착한 것으로 보임(잘못 장착한 것임).

따라서 구입된 앰프 및 유량제어변에서 입력을 받아야 하나 압력값을 제공하여야 할 센서가 압력스위치로 ON/OFF만 되는 형식으로 달아 두었기 때문에 비례제어가 될 수 있는 조건이 형성되지 않았던 것임을 알 수 있음.

1차, 2차, 3차로 나누어 시간과 압력을 제어하여 비례제어 밸브가 가동되도록 한 점을 보면 이에 따라 PLC에 입력을 제대로 하여야 하나 그런 시간, 압력의 제어를 제대로 할 수 있도록 부품의 사양, 제어의 방식을 설명하고 협의하지도 않은 채 그저 과거의 전기도면 일부를 제공한 사실만으로 이것을 완성하기 매우 곤란할 것으로 보이기 때문에 어차피 시운전 과정에서 약간의 프로그램 수정은 필요할 수 밖에 없는 것이며, 비례제어 등이 일부 나타난 LADDER DIAGRAM은 제대로 보이지 않으므로 비례제어가 제대로 구성되었는지 확인이 어렵지만, 래더 다이어그램을 보면 비례제어를 적용한 사실이 그대로 나타나므로 적정하게 구성하였다고 볼 수 있음.

이 때문에 프로그램을 제대로 구성하였더라도 입력값을 공급하기 위한 압력 트랜스미터 (PA-21Y)가 없으면 이를 통해서 입력값이 나와야 하나 압력센서가 없어서 제어를 위하여 활용할 수 없었던 것으로 보이며, 구성하는 사출기의 압력 센서 등 필요한 핵심 구성을 제대로 하였다고 보기 어려움.

당초 설치된 PLC프로그램은 비교적 완성도가 높은 비례제어를 위한 프로그램이라고 볼 수 있고, 현장에서 결선을 일부 실수한 것이 있다고 볼 수 있는 상태이고, 사전에 작성한 도면의 승인이나 협의과정이 없이 실행한 것은 약간의 문제이지만 특별히 문제라고 보이지는 않으며, 그런 과정에서 압력센서를 누락 설치하여 비례제어가 제대로 되지 않는 것은 당연한 것임.

그럼에도 현장에 완전히 설치한 상태에서 실제 시운전 과정에 참석하여 전기 작업을 실행한 작업자가 제대로 비례제어가 실행될 수 있도록 간단한 결선의 오결선의 수정을 포함하여 보완조치를 제대로 했어야 하는데 연락을 하여도 참석하지도 않았고 이 때문에 수정보완할 길이 없는 가운데 현장에서 비례제어를 위한 장치를 제거하고 기본 가동모드로만 작업을 했던 것이라고 판단됨.

참고로, 자료상에 사출기계 전면 로컬 판넬 사진에서는 주로 온도 센서가 8개 장착되어 있음이 보이고 터치판넬에 타이머 설정, 비례변 설정이 되어 있고 다시 비례1차, 2차, 3차의 시간과 압력 설정이 나타나고 있으며 피고의 비례제어 반영한 프로그램 구성에 특별한 문제가 있는 것으로 보이지는 않음.

제품 생산시 제품 불량으로 인해 비례제어밸브가 철거되어 장착되어 있지 않음으로 인해서 속도가 필요한 때에 빨리 작동되도록 할 수 없는 상태임.

원래 비례제어 밸브가 다산기공에 와서 사출기에 장착해 보니 제 기능을 하지 못해 제품에 불량이 나서 그냥 떼어 가 버렸고 없는 상태로 그대로 사용해도 되는 줄 알고 사용을 하고 있었음.

전기판넬에는 비례변 설정 프로그램이 아래 사진에서 보여지듯이 존재함.

사출기 전면에 부착된 작동판넬 (OP PANEL : OPERATING PANEL) 화면에 비례변 설정이 있다고 나타나는 것은 본 사건 전기판넬에 본래부터 비례제어 밸브 기능이 있었다는 것이 확인됨.

메인 메뉴 (MAIN MANU)에도 비레변 설정 프로그램이 들어가 있음.

시간 설정이 비례1차 진행시간, 비례2차 진행시간, 비례3차 진행시간으로 나누어 할 수 있게 프로그램이 모두 되어 있었음.

비례제어를 하도록 설정한 프로그램에 열동계전기가 트립되지 않도록 설정된 것은 작은 오류로서 추후 해결하였고, 이후 비례제어 밸브 등을 떼어내고 어쩔 수 없이 기본적인 동작 즉, 비례제어를 하지 않는 기본 파라핀 공급방식으로 압력제어 없이 일정하게 공급토록 가동되게 하였기 때문에 이후 일부의 오류를 해결하기 위하여 전기 담당자가 PLC의 오류 일부 수정과 전기배선의 일부 수정 (3상 밸런스)를 한 것임.

현재로는 기본적인 작업이 되는 상태이고 비례제어가 되지 않고 있으나 생산에는 문제가 없는 것으로 보이고 있음.

본래 사출기에서 비례제어를 위한 비례 제어 콘트롤러 (앰프)에 입력값으로 들어가는 입력값을 제공할 압력센서 대신에 ON/OFF만 되는 압력 스위치만 달려 있었으며, 유압비례밸브의 오동작 관련하여 방문하여 확인한 결과 압력센서가 장착되지 않고 압력 스위치 (PRESSURE SWITCH)가 장착 되어 있어서 제대로 비례제어가 되지 않았던 것임.

압력 센서 대신 ON/OFF 방식의 압력 스위치가 장착되면 비례제어를 절대로 할 수 없는 것으로서 그런 압력 스위치가 부착되었다는 점은 자료를 확인하여 보면 PRESSURE SWITCH로 표기되어 있으므로 사실이 확인이 됨.

이 때문에 비례제어를 위한 유량의 입력값이 얻어질 수 없기 때문에 센서를 압력 센서방식으로 변경하지 않으면 비례제어가 되지 않는다는 주장은 타당한 것임.

압력 센서가 제대로 되어 있지 않아서 제작장에서의 최종 기능 검사와 현장 설치후의 시운전을 완성하지 못한 것임.

사출기를 위하여 구입한 솔레노이드 밸브 및 유량 제어 밸브, 앰프에서 AMP I-100 및 유량비례제어밸브로서 2개를 구입한 것과 3번 비례밸브 블록, 2번 리듀서, 이속제어밸브, 비례제어변, 100바용 트랜스미터 (출력 전송기)를 구입한 내용이 나타나고, 압력 스위치 (ON/OFF)외에 압력 센서로서 트랜스미터가 구입된 사실도 나타남

이 때문에 앰프 및 유량제어변, 트랜스미터가 있다고 하더라도 비례제어 콘트롤러 (앰프)에 투입되는 압력 입력값을 제공할 압력 센서(트랜스미터)가 실제로 취부되어 있지 않고 압력 스위치 (ON/OFF)만 설치되어 있으면 압력을 입력값으로 전송해줄 압력센서(=트랜스미터)가 없는 것이므로 비례제어를 절대 할 수 없는 사정에 놓이게 된다는 점을 알 수 있음. 트랜스미터 (압력 센서)를 구입을 해놓고도 실제로는 설치하지 않은 것으로 보임.

구입한 비례제어를 위한 유압부품 및 앰프 등은 고가의 부품을 구입하여 제공한 것으로서 참고를 위하여 일본 TOKIMEC사의 유압비례변의 자료를 참고하면, 입력시그널을 받아서 콘트롤러 (앰프)를 통과하여 유압 액츄에이터(비례제어변)으로 앰프에서 출력을 전송하여 비례제어변이 가동되도록 되어 있고 스피드 제어를 할 수 있으며, 그것에 의해서 얻어지는 비례제어 성능 곡선과 같이 얻어지는 것으로서 입력값을 주게 되는 압력 센서(=트랜스미터)가 설치되어 있지 않고서는 유량제어를 위한 비례제어변의 제어를 할 대상이 되는 입력값을 얻을 수가 없는 것임.

1차로 전기 배선을 한 때에 기존 원고의 각종 비례제어변과 앰프를 포함한 유압제어 계통의 기술자료를 미리 제공받지 않은 채 PLC 프로그램을 완성하기는 어려운 것으로서 작업을 전기배선공을 투입하여 그런 유압제어 계통의 작업을 작성한 도면도 없이 완성하였다고 보기도 어려우므로 약간의 오류가 발생한 것으로서 피고가 PLC의 구성에서 비례제어를 포함한 프로그램 구성대로 완벽하게 전기배선을 한 것으로 보기는 어려우나 일부 오류는 시운전 과정에서 충분히 해결할 수 있는 것이었고, 특히 현장에서 시운전시에는 설치하지 않은 압력센서 (=압력 트랜스미터)를 설치하고 일부 라인구성의 오류 수정 (밸런스가 맞지 않는 전기배선수정, 열동계전기가 트립되지 않도록 되어 있는 사항의 수정)등을 하면 되는 것이었으며 전기작업은 쉽게 해결할 수 있는 것이었음에도 불구하고 전혀 대응하지 않은 것임.

1차, 2차, 3차로 나누어 시간과 압력을 제어하여 비례제어 밸브가 가동되도록 한 점을 보면 이에 따라 피고가 PLC에 입력을 제대로 하여야 하나 그런 시간, 압력의 제어를 제대로 할 수 있도록 원고가 부품의 사양, 제어의 방식을 설명하고 협의하지도 않은 채 그저 과거의 전기도면 일부를 제공한 사실만으로 이것을 완성하기 매우 곤란할 것으로 보이기 때문에 어차피 시운전 과정에서 약간의 프로그램 수정은 필요할 수 밖에 없는 것이며, 비례제어 등이 일부 나타난 LADDER DIAGRAM (첨부 B07)은 제대로 보이지 않으므로 비례제어가 제대로 구성되었는지 확인이 어렵지만, 래더 다이어그램을 보면 비례제어를 적용한 사실이 그대로 나타나므로 적정하게 구성하였다고 볼 수 있음.

이 때문에 제대로 구성하였더라도 입력값을 공급하기 위한 압력 트랜스미터 (PA-21Y)가 없으면 이를 통해서 입력값이 나와야 하나 압력센서가 없어서 제어를 위하여 활용할 수 없었던 것으로 보이며, 원고가 구성하는 사출기의 압력 센서 등 필요한 핵심 구성을 제대로 하였다고 보기 어려움.

일부 전기결선의 문제에서 상간 밸런스를 맞추지 않고 한꺼번에 결선하여 불평형 전류를 형성하여 열동계전기가 트립되는 등 문제를 야기한 것은 시운전 과정을 제대로 거쳤다면 쉽게 해결할 수 있는 것이라고 볼 수 있으며 당시 작업에 참석하지 않은 것이 문제임.

따라서, 당초 설치한 PLC프로그램은 비교적 완성도가 높은 비례제어를 위한 프로그램이라고 볼 수 있고, 현장에서 결선을 일부 실수한 것이 있다고 볼 수 있는 상태이고, 사전에 작성한 도면의 승인이나 협의과정이 없이 실행한 것은 약간의 문제이지만 특별히 문제라고 보이지는 않으며, 그런 과정에서 압력센서를 누락 설치하여 비례제어가 제대로 되지 않는 것은 당연한 것이고, 완전히 설치한 상태에서 실제 시운전 과정에 참석하여 전기 작업을 실행시 제대로 비례제어가 실행될 수 있도록 간단한 결선의 오결선의 수정을 포함하여 보완조치를 제대로 했어야 하는데 참석하지도 않았고 이 때문에 수정보완할 길이 없는 가운데 현장에서 비례제어를 위한 장치를 제거하고 기본 가동모드로만 작업을 했던 것이라고 판단됨.

이런 비례제어가 될 수 없는 상태로 작업을 하고 있으며, 이후 불필요한 스텝을 실행하는 경우의 오동작 등을 방지하기 위해서 일부 PLC 프로그램 수정을 장비 사용자가 실행한 것이고, 열동계전기의 트립이 되지 않는 것과 전류의 불평형을 배선의 변경을 통해서 해결한 것으로 보이나 전기 작업자가 실행한다면 쉽게 해결할 사안이라고 볼 수 있음.

비례제어를 하도록 설정한 프로그램이 무엇인지 오류가 있어서 실제 작동이 되지 못했고, 비례제어 밸브 등을 떼어내고 어쩔 수 없이 기본적인 동작 즉, 비례제어를 하지 않는 기본 파라핀 공급방식으로 가동되도록 하였기 때문에 일부의 오류를 해결하기 위하여 전기 담당이 PLC의 오류를 해결한 것으로 보임.

한편, 본래 사출기에서 센서가 ON/OFF 방식으로 출력되게 되어 있어서 비례제어를 위한 유량의 출력이 얻어지지 않기 때문에 센서를 바꾸지 않으면 비례제어가 되지 않기 때문에 비례제어에 대한 제작장에서의 최종 검사와 현장 설치후의 시운전을 완성하지 못한 것이라고 주장하나 이 사건 사출기를 위하여 구입한 솔레노이드 밸브 및 유량 제어 밸브, 앰프 등을 보게 되면 AMP I-100 및 유량비례제어밸브로서 2개를 구입한 것과 3번 비례밸브 블록, 2번 리듀서, 첨부 A-09, A-10와 같이 이속제어밸브, 비례제어변, 100바용 트랜스미터(출력 전송기)를 구입한 내용이 나타나며, 압력센서가 4-20mA로 달려 있어야 하나 압력 센서 (압력에 따라서 4-20mA로 출력을 내는 센서)대신에 압력 스위치(PRESSURE SWITCH)로서 ON/OFF 기능이 되는 것을 장착한 것으로 보임.

구입된 앰프 및 유량제어변에서 입력을 받아야 하나 압력값을 제공하여야 할 센서가 압력스위치로 ON/OFF만 되는 형식으로 달아 두었기 때문에 비례제어가 될 수 있는 조건이 형성되지 않았던 것임을 알 수 있음.

저는 연세대학교, 서울시립대학교, 인하대학교 등에서 공학학위과정을 공부한 전문가 기술인으로서, 기술검증에 필요한 전기기술사, 기계기술사, 미국기계기술사(ASME)를 갖춘 전문가로서 계약과정, 설계과정, 자재조달과정, 제작과정, 설치과정, 시운전과정, 양산과정에 대해서 심층적인 자문도 해드릴 수 있는 기계전문가입니다.

기술개발이나 적용에 있어서 기술자문이 필요한 경우에는 연락을 주시고,

주변에서 소송전 혹은 소송중에 법원의 특수감정에 관한 감정이 필요한 경우에 아래와 같이 추천을 하시면서 법원에 감정인은 지정하여 달라고 소송대리인을 통하여 실행하시면 제가 법원에서 감정인으로 선임이 될 것이며, 그때마다 제가 봉사의 자세와 전문가의 자세로서 충실히 도움이 되도록 최선의 노력을 할 것입니다.

감정인 : 최춘배

사무소 : 대한엔지니어링

주소 : 경기도 광명시 일직로 43 GIDC 광명역빌딩 A동 22층 2214호

전화번호 : 02-3397-7119 팩스 : 02-3397-7123

(010-9099-5365)

항상 사회에 봉사를 하는 마음으로 의뢰인의 입장에서 많은 도움이 되고자 노력하고 있습니다. 그동안의 수많은 법원감정의 실적과 현재 진행중인 법원감정인으로서의 실적이 말해주듯 기계전문가, 장비 전문가, 차량전문가로서 높은 전문성이 있으므로 연락을 주시면 최대한 도움이 되도록 할 것입니다.

궁금한 점에 대해서는 아래의 연락처로 연락을 해주시기 바랍니다.

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