이더넷-APL은 PROCESS 계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 했다. 이번 호는 지난 회에 이어 APL의 차폐개념에 대해서 알아본다.
APL의 차폐개념
앞 장에서 설명한 바와 같이 매시(meshed)된 CBN을 가정할 때 APL 네트워크의 케이블 실드는 케이블의 양쪽 끝에 있는 CBN에 연결되어야 한다. 이는 스퍼(spur)뿐만 아니라 트렁크에도 적용된다.
그림 1은 케이블 실드가 양쪽 끝에 있는 공통접합 시스템에 직접 연결되는 것을 보여준다. 부품 또는 그 도전성 하우징이 접지단자를 통해 CBN에 연결되는 것을 알 수 있다. 그와 병행하여 케이블 실드가 하우징에 연결된다. 실드의 연결은 장치의 설계에 따라 달라진다.
일반적으로 그림 2의 실드 연결 대안 1, 2, 3에 따라 또는 M12 또는 M8 커넥터의 하우징을 통해 수행된다.
케이블 실드의 접촉은 표면이 크고 임피던스가 낮아야 한다. 메시 CBN의 장점은 접지 시스템의 메시 내 전류가 상대적으로 낮다는 것인데, 이는 접지 시스템의 병렬 경로의 수가 많기 때문이다.
따라서 CBN에서 과도한 표류전류를 운반하는 케이블 실드의 위험 없이 양 끝의 케이블 실드를 연결할 수 있다. 메시 CBN을 사용할 수 없거나 전위균등화 시스템이 표류전류로 인해 어려움을 겪는 경우 케이블 실드는 그림 3과 같이 한쪽 끝에서만 CBN에 직접 연결하고 다른 쪽 끝에는 캐패시터를 통해 연결해야 한다.
APL 필드장치는 직접차폐를 지원한다. APL 스위치는 일반적으로 케이블 차폐를 본딩 네트워크에 직접 및 용량성 연결을 모두 지원한다. 컨덴서를 통해 케이블 실드를 연결하면 케이블의 면역력이 감소된다. 자기장에 대하여 자기장을 발생시킨다. 예를 들어, 차폐되지 않은 전원선 또는 차폐되지 않은 모터 선에 의해 자기장이 발생한다. 이를 보완하기 위해 APL 케이블 간의 최소거리는 다음 회의 부록에서 개선된 EMC에 대한 추가 정보를 참조 바란다.
폭발 성 대기가 있는 지역에서의 접착 및 차폐
IEC 60079-14에 따르면 Ex 영역의 양쪽에서 케이블 실드를 접지하는 것은 “회로의 각 단 부 사이에 전위 균등화가 존재하는 것이 매우 확실한 경우”에만 허용된다. 등 전위 본딩에서의 전류를 최소화할 수 없는 경우, 즉 등 전위 본딩이 높은 정도로 보장되지 않는 경우, 실드를 통한 등 전위 본딩으로부터의 전류 흐름을 방지해야 한다.
IEC 60079-14에서는 이 경우 한쪽 끝에 커패시터가 있는 일면 실드연결 또는 양면 실드 연결을 규정하고 있어 실드의 효과를 저하시킨다. 필요한 경우, APL 케이블과 전원 케이블 사이의 거리를 늘리면 이러한 단점을 보완할 수 있다. Ex 영역의 양쪽 끝에 있는 케이블 실드 접지는 “회로의 각 끝 사이에 전위 균등화가 존재하는 것이 매우 확실한 경우”에 만 허용된다. 이를 위해서는 메시본딩 네트워크와 결합하여 Ex type 설치 재료를 사용하는 것이 좋은 기반이 된다. 서지 보호 장치(SPD)는 전기 서지 및 전압 스파이크로부터 전자 장비를 보호하는 데 사용되는 전기 장치이다.
SPD는 보조 장치이다. 표 1에 따르면, 보조 장치의 수는 세그먼트당 2개로 제한된다. 이는 트렁크뿐만 아니라 스퍼스에도 적용된다. 서지 보호장치(SPD)는 전기서지 및 스파이크로부터 전자 회로를 보호해야 한다. 산업용 응용프로그램에서 번개방지를 위해 적용되는 현지표준 및 규정을 준수한다. 잠재적인 서지 노출위험 때문에 서지보호를 적용해야 하는 경우 스위치 포트와 필드장치 포트 모두에 서지보호기를 설치해야 한다.
SPD는 APS2021에 따라 설계되어야 하며, APL 포트와 세그먼트 케이블 사이에 최대 10cm의 서브 길이로 연결할 수 있다. 과전압 이벤트(예: 간접 낙뢰)의 전류 방전으로 인한 고전압을 방지하려면 서지 보호 장치와 등 전위 본딩 시스템의 연결이 낮은 임피던스여야 한다.
