Control Valve에 Limit Switch가 필요한 이유
Control Valve에 Limit Switch가 필요한 이유
1. Control Valve에 Solenoid Valve만 설치된 경우의 한계점
1) Solenoid Valve의 기능적 제한
- Solenoid Valve는 Control Valve의 구동부에 전기 신호를 인가하여 개방(Open) 또는 폐쇄(Close) 동작을 제어하는
기능을 수행함
- 일반적으로 이 솔레노이드 밸브는 전기 신호에 따라 빠르게 작동하여 밸브를 열거나 닫을 수 있게 하며,
배관 내 유체 흐름을 제어하는 역할을 함
- 그러나 Solenoid Valve 자체는 밸브의 실제 개폐 상태를 감지하거나 반환하는 기능은 제공하지 않음
2) 상태 피드백 기능의 부재
- Solenoid Valve만 설치된 시스템에서는 DCS(Distributed Control System)나 PLC(Programmable Logic Controller) 등
중앙제어시스템이 Control Valve의 현재 상태를 실시간으로 인지할 수 없음
- 다시 말해, 제어 신호는 발신되었으나, 밸브가 실제로 열렸는지, 닫혔는지, 혹은 기계적으로 문제를 일으켜
중간 위치에 정지했는지 여부를 판단할 수 없는 구조임
- 이는 특히 다음과 같은 상황에서 시스템 신뢰도와 안전성에 치명적인 영향을 줄 수 있음
→ 밸브 구동 실패 시 확인 불가
→ 원격 모니터링 불능
→ 안전 시스템에서의 상태 검증 불가
3) 고장 및 오작동 시 리스크
- Control Valve는 프로세스 유체의 유량, 압력, 온도 제어에 직접적으로 관여하므로,
그 상태를 신뢰성 있게 파악하는 것이 필수적임
- Solenoid Valve만 있을 경우, 밸브가 지시된 명령과 다르게 작동하더라도 운영자는 이를 즉시 감지할 수 없음
- 예를 들어, 솔레노이드의 신호는 정상이나 밸브의 기계적 결함으로 인해 작동하지 않았을 경우,
이를 조기에 인지하지 못하고 설비 이상이나 생산 손실로 이어질 수 있음
2. 상태 피드백 확보를 위한 대안: Limit Switch 설치
1) Limit Switch의 개요
- Limit Switch는 Control Valve의 동작 완료 여부를 기계적으로 감지하여, 밸브의 실제 물리적 위치 정보를
전기 신호로 출력하는 장치임
- 일반적으로 밸브가 완전히 열렸거나 완전히 닫혔을 때만 신호를 발생시켜, DCS나 기타 제어 시스템이 밸브 상태를
실시간으로 확인할 수 있게 함
- 이는 특히 고신뢰성과 안전이 요구되는 프로세스에서 중요한 기능을 수행함
2) 설치 방식 및 동작 원리
- 일반적으로 Control Valve에 두 개의 Limit Switch를 설치함
- Open Limit Switch: 밸브가 완전히 개방되었을 때, 접점이 동작하여 “OPEN 상태” 신호를 출력
- Close Limit Switch: 밸브가 완전히 폐쇄되었을 때, 접점이 동작하여 “CLOSE 상태” 신호를 출력
- 이 신호는 DCS로 전송되어 운전자가 모니터링 화면을 통해 밸브의 현재 상태를 정확히 인지할 수 있게 함
3) 신뢰성 향상 및 이상 감지 용이성
- Limit Switch의 도입을 통해, 제어 신호와 실제 밸브 동작 간의 불일치 여부를 즉각적으로 확인 가능함
- 예를 들어, Solenoid Valve가 밸브 개방 신호를 보냈으나 Open Limit Switch에서 신호가 수신되지 않으면,
밸브가 열리지 않은 상태로 판단하여 즉시 점검 지시를 내릴 수 있음
- 이는 운전자의 오판을 방지하고, 이상 상황에서의 빠른 대응을 가능하게 하는 중요한 예방 시스템으로 기능함
4) 유지보수 및 안전 관리의 측면에서도 유리함
- 설비 점검 시, DCS 화면만으로 밸브 상태를 사전에 파악할 수 있으므로, 현장 접근 없이도 설비 이상 유무를
판단할 수 있음
- 플랜트의 안전 계통(SIS: Safety Instrumented System)과 연계할 경우, Fail to Close/Open 조건의 감시 및 자동 차단
기능도 구현 가능함
3. 결론 : 제어 신호와 상태 신호는 반드시 분리하여 확보해야 함
1) 제어와 감시의 이중 체계 필요성
- Solenoid Valve : Control Valve에 대한 동작 지시 수단이며
- Limit Switch : 동작 결과에 대한 상태 감시 수단임
- 따라서 신뢰성 높은 자동화 시스템 운영을 위해서는, 이 두 기능을 반드시 분리하여 구성하는 것이 바람직함
2) 실무적 적용 권장 사항
- Solenoid Valve만 설치된 기존 설비의 경우, 제어 신호는 있으나 상태 확인이 불가능한 구조이므로,
- Limit Switch 추가 설치를 통해 상태 피드백 기능을 확보할 것을 권장함
- 특히 고위험 프로세스, 정밀 유량 제어, 안전 계통과 연동되는 제어 밸브에서는 상태 피드백을 필수적으로 구성해야 함