공장 제어반에서 24V 전압이 떨어질 때 확인해야 할 부분

PLC와 근접센서, 릴레이, 터치패널, 솔레노이드 밸브 등 자동화 설비의 많은 장치는 DC 24V 전원을 사용합니다.

따라서 제어반의 24V 전압이 불안정하거나 지나치게 낮아지면 여러 장비에서 동시에 이상현상이 발생할 수 있습니다.

PLC가 갑자기 재부팅되거나 센서가 깜빡이고 릴레이가 떨리는 경우 각각의 부품을 먼저 교체하기보다 공통으로 사용하는 24V 전원 상태를 확인하는 것이 효과적일 수 있습니다.

24V 전압이 떨어질 때 나타날 수 있는 증상

PLC가 재부팅되는 경우

전압이 PLC가 안정적으로 동작할 수 있는 범위 아래로 내려가면 CPU가 리셋될 수 있습니다.

센서가 불규칙하게 꺼지는 경우

근접센서나 광센서의 전원 LED가 순간적으로 꺼졌다 켜질 수 있습니다.

릴레이가 떨리는 경우

DC 24V 릴레이의 코일전압이 낮아지면 충분한 자기력을 만들지 못해 채터링이 발생할 수 있습니다.

솔레노이드 밸브 동작이 약해지는 경우

코일전압이 낮으면 솔레노이드가 완전히 작동하지 않거나 간헐적으로 움직이지 않을 수 있습니다.

가장 먼저 SMPS 출력을 확인한다

제어반에서 24V를 만드는 장치는 대부분 SMPS입니다.

먼저 SMPS 출력단의 실제 전압을 확인합니다.

설비 정지 상태

이 상태에서 정상적인 24V가 나오는지 확인합니다.

실제 운전 상태

모터와 솔레노이드, 릴레이 등이 동시에 작동할 때 전압이 얼마나 떨어지는지 확인하는 것이 중요합니다.

정지상태에서는 정상인데 운전 중 크게 떨어진다면 부하 또는 SMPS 용량 문제 가능성이 있습니다.

SMPS 용량 부족

설비를 증설하면서 센서와 릴레이를 계속 추가하면 기존 SMPS의 출력용량을 초과할 수 있습니다.

예를 들어 여러 솔레노이드가 동시에 동작하는 순간 전류가 증가하면서 24V 전압이 낮아질 수 있습니다.

SMPS의 정격 출력전류와 실제 연결된 모든 장비의 부하를 비교하는 것이 좋습니다.

특정 부하가 과도한 전류를 사용하는 경우

전체적인 용량은 충분해도 특정 부품에서 문제가 발생하면 24V 전원 전체가 떨어질 수 있습니다.

솔레노이드 코일 이상

코일 내부에 문제가 생기면 평소보다 높은 전류를 사용할 수 있습니다.

배선 부분 단락

케이블 피복이 손상되어 부분적으로 단락되면 SMPS 출력이 불안정해질 수 있습니다.

센서 또는 제어기기 고장

고장난 전자장치가 과도한 전류를 소비하는 경우도 있을 수 있습니다.

회로를 구분해서 확인해야 하는 이유

여러 장치가 하나의 24V 전원에 연결되어 있다면 전체 값만으로 문제를 찾기 어렵습니다.

특정 부하를 작동했을 때만 전압이 크게 떨어지는지 확인하면 문제회로를 좁힐 수 있습니다.

예를 들어 특정 밸브를 작동하는 순간만 전압이 떨어진다면 해당 솔레노이드 코일과 배선을 우선 확인할 수 있습니다.

배선에서 전압강하가 발생하는 경우

SMPS 출력단에서는 24V가 정상인데 멀리 떨어진 센서에서는 21V나 22V처럼 낮게 측정될 수 있습니다.

이는 배선 길이와 굵기, 접속부의 영향을 받을 수 있습니다.

긴 배선

케이블 길이가 길어질수록 도체 저항에 의한 전압강하가 커질 수 있습니다.

가는 케이블

부하전류에 비해 배선이 지나치게 가늘면 전압강하가 증가할 수 있습니다.

접속부 접촉불량

중간 단자대나 커넥터가 느슨하면 해당 부분에서 추가적인 전압강하가 발생할 수 있습니다.

0V 공통선도 확인해야 한다

현장에서는 +24V 선만 확인하고 0V 공통선 문제를 놓치는 경우가 있습니다.

0V 배선이 느슨하거나 접촉상태가 좋지 않아도 장비가 실제로 받는 전압이 불안정할 수 있습니다.

특히 여러 장비가 공통 0V를 공유한다면 연결상태를 확인하는 것이 중요합니다.

퓨즈와 단자대 확인

24V 회로에 퓨즈와 분배용 단자대를 사용하는 경우 접점 상태도 확인해야 합니다.

퓨즈 홀더가 열화되거나 단자대에서 접촉저항이 증가하면 부하가 커질 때 전압이 떨어질 수 있습니다.

변색이나 발열 흔적이 있는지 살펴보는 것이 좋습니다.

SMPS 입력 AC 전압도 확인해야 한다

SMPS 출력이 떨어진다고 항상 24V측 문제는 아닙니다.

SMPS로 들어오는 AC 입력전압이 순간적으로 낮아지면 출력도 영향을 받을 수 있습니다.

대형 모터 기동과 동시에 24V 전압이 떨어진다면 상위 전원계통의 순간전압강하도 확인해볼 필요가 있습니다.

제어반 내부 온도의 영향

SMPS는 높은 온도에서 사용할 경우 출력능력이 제한되거나 수명에 영향을 받을 수 있습니다.

제어반 내부가 지나치게 뜨겁거나 SMPS 통풍구가 먼지로 막혀 있다면 방열상태를 확인해야 합니다.

인버터나 변압기 바로 옆에 설치된 경우 주변에서 전달되는 열도 영향을 줄 수 있습니다.

순간적인 전압강하는 일반 측정에서 놓칠 수 있다

PLC가 하루에 한두 번만 리셋되는 경우 점검할 때는 항상 정상적인 24V가 측정될 수 있습니다.

순간적으로 짧게 전압이 떨어지는 문제는 일반적인 한 번의 측정으로 발견하기 어려울 수 있습니다.

문제가 반복된다면 발생시간과 당시 동작한 장비를 기록하고 필요한 경우 전압기록 기능이 있는 장비를 활용하는 것이 도움이 됩니다.

단계별 점검 순서

SMPS 출력단 전압 확인

정지와 운전 상태를 비교합니다.

SMPS 출력전류 확인

전체 부하가 정격용량 범위에 있는지 확인합니다.

특정 부하 작동 시 전압 확인

솔레노이드나 릴레이가 작동할 때 변화가 있는지 확인합니다.

말단 장치에서 전압 측정

SMPS는 정상인데 센서나 PLC 단자에서는 낮지 않은지 확인합니다.

+24V와 0V 배선 점검

공통선과 중간 단자대를 함께 확인합니다.

SMPS 입력전압 확인

24V가 떨어지는 순간 AC 입력도 함께 낮아지는지 확인합니다.

예방 관리 방법

설비를 증설하기 전에 SMPS의 여유용량을 확인합니다.

24V 회로를 기능별로 적절히 분리하면 특정 부하의 문제가 전체 제어전원에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

주요 제어반에서는 평상시 24V 전압과 부하전류를 기록해두는 것이 좋습니다.

SMPS 통풍구와 제어반 필터도 정기적으로 관리해야 합니다.

흔한 오해와 주의사항

전압이 낮다고 SMPS 출력 조정 볼륨을 무조건 올리는 것은 적절하지 않습니다.

과부하나 배선 접촉불량이 원인이라면 전압을 높여도 문제가 해결되지 않습니다.

또한 전압을 지나치게 높이면 PLC나 센서 등 연결된 장비의 허용전압을 초과할 수 있으므로 주의해야 합니다.

자주 묻는 질문

SMPS에서는 24V인데 센서에서는 21V가 나옵니다.

케이블 길이와 굵기, 단자대 접촉상태, 0V 공통배선 등을 확인하는 것이 좋습니다.

특정 솔레노이드를 켤 때 PLC가 재부팅됩니다.

솔레노이드 코일의 소비전류와 배선상태, SMPS 용량을 확인해야 합니다.

SMPS를 새것으로 바꿨는데도 24V가 떨어집니다.

출력측 과부하나 배선 전압강하, AC 입력전원 문제 가능성을 함께 확인하는 것이 좋습니다.

마무리

공장 제어반의 24V 전압 저하는 SMPS 용량 부족과 부하 이상, 긴 배선, 단자 접촉불량, 0V 공통선 문제, AC 입력전압 변화 등 여러 원인에서 발생할 수 있습니다.

SMPS 출력단 → 실제 부하 → 배선과 단자 → 말단 장치 → 입력전원 순서로 전압을 비교하면 문제 위치를 보다 빠르게 찾을 수 있습니다.