솔루션
히터 단선 사전 감지 상시 감시 솔루션
끊어지기 전에 안다
단선 경보는 히터가 끊어진 뒤에 울립니다. 저항은 끊어지기 한참 전부터 변하므로 그 변화를 보면 교체 시점을 미리 잡을 수 있습니다.
온도가 아니라 저항으로 본다
온도 조절기가 설정값을 맞추는 동안 온도는 평소와 비슷합니다. 열화는 온도 기록이 아니라 히터 자체의 저항에서 먼저 드러납니다.
여러 히터의 순서가 드러난다
기준 대비 변화율로 보면 용량이 다른 히터도 같은 잣대로 비교됩니다. 노후가 빠른 히터부터 교체 순서가 정해집니다.
사람 없이 전달된다
RS-485 포트 2개로 상위 시스템과 설정 툴에 나눠 연결합니다. 현장에 나가지 않고 추세를 한 화면에서 봅니다.
한눈에 보는 도입 전과 후
| 바뀌는 것 | 도입 전단선 후 교체 | 도입 후계획 교체 |
|---|---|---|
| 교체 시점 결정 | 설비가 정한다. 단선 경보에 맞춰 급히 교체한다 | 주의 레벨에서 교체를 준비하고, 경고 레벨에 닿으면 생산 일정에 맞춰 교체한다 |
| 생산 중단 시간 | 부품 조달과 작업 인력 확보에 걸리는 시간까지 생산이 멈춘다 | 스페어와 인원이 준비된 상태라 교체 작업만큼만 |
| 제품 폐기 | 가열 도중 끊어지면 공정 조건이 달라져 폐기해야 할 수 있다 | 배치와 배치 사이에 교체해 폐기 위험을 줄인다 |
| 현장 점검 | 히터 상태를 확인하려고 정기적으로 설비를 점검한다 | 경보가 발생한 히터를 중심으로 확인한다 |
끊어진 뒤에 울리는 경보
단선 경보가 울린 시점에는 이미 온도가 떨어지기 시작한 상태입니다. 경보를 확인한 순간 라인을 세워야 하고, 가열 중이던 제품을 살리기는 어렵습니다. 산업용 히터 고장의 80%는 히터 단선입니다. 끊어진 뒤에 대응하면 손실이 세 갈래로 번집니다.
라인을 세우고 복구하는 시간, 급히 부품을 조달하고 인력을 투입하는 비용, 가열 도중이던 제품을 버리는 자재입니다. 히터 단선을 검출하는 방법은 제어 방식과 히터 전류에 따라 적합한 기종이 달라집니다.
| 검출 방법 | 사용 기기 | 적합한 상황 |
|---|---|---|
| 온도 조절기의 단선 경보 기능 | 온도 조절기 | 이미 온도 조절기를 쓰고 있을 때 |
| 전용 단선 경보기 | K2CU | 온도 조절기와 별도로 단선을 감시할 때 |
| 전력 조절기의 단선 검출 기능 | G3PW | 전력 조절기로 히터를 제어할 때 |
히터 노후화 감시 4가지 적용 사례
네 공정의 공통점은 히터가 끊어진 그 배치를 되살릴 수 없다는 것입니다. 노 내 온도가 한 번 흔들리거나 건조가 한 번 불균일해지면 그때 가열 중이던 제품은 되돌릴 수 없습니다. 단선 뒤의 빠른 복구보다 단선 전의 계획 교체가 필요한 이유가 여기에 있습니다.
가열로 공정 불량
갑작스러운 히터 단선으로 노 내 온도가 변함으로써 예민한 제품의 완성도에 악영향을 줍니다.
패키징 결함
갑작스러운 히터 단선 시, 패키징 공정에 결함이 발생할 수 있고
이로 인해 역진이 일어날 수 있습니다.
에칭 공정의 불균일한 건조
갑작스러운 히터 단선으로 인해, 건조 과정이 불균일하게 이루어져 제품 품질 결함이 발생할 수 있습니다.
Film Formation 공정의 불균일한 건조
히터의 단선 시에는 건조 과정의 균일도가 보장되지 못하고
워크의 결함을 야기할 수 있습니다.
히터가 여럿이면 교체 순서도 파악할 수 있습니다. 드러납니다. 소성로 감시를 예시로 히터 01·02·03을 같은 화면에서 보는데, 02와 03의 노후화가 빠르고 03이 먼저 경고 레벨에 닿습니다. 노후화가 진행된 히터부터 교체하면 설비 가동률을 높이면서 보수 비용을 낮출 수 있습니다.
우리 설비 히터도 감시 대상이 되나요?히터 사양과 감시 대상 수를 보내 주시면 적용 가능 여부와 필요한 대수를 함께 검토해 드립니다.
구성 검토 요청노후화를 찾아 해결하는 3가지 기술 특징
1. 온도가 아니라 저항으로 측정합니다
히터는 장기간 쓰면서 발열선이 열화하고 저항값이 변하지만, 그 변화가 온도 기록에 뚜렷하게 나타나지는 않습니다. 온도 조절기가 설정값에 맞춰 계속 제어하기 때문에 열화가 진행되어도 온도는 평소와 비슷하게 유지됩니다.
다만 전압을 전류로 나눈 값을 그대로 쓰면 노후화 경향이 보이지 않습니다. 온도 조절기가 히터를 켜고 끄는 동안 값이 흔들리기 때문입니다. K7TM은 전류와 전압을 세밀하게 계측한 뒤 온도 제어의 영향을 필터로 제거해, 제어 방식과 상관없이 안정적인 저항값을 남깁니다.
2. 같은 온도일 때끼리 비교합니다
저항은 온도에 따라서도 움직입니다. 그 움직이는 모양이 히터 계열마다 달라서, 온도를 함께 보지 않으면 열화와 구분되지 않습니다. 
| 히터 계열 | 온도가 오를 때 저항값 |
|---|---|
| 니크롬, 철크롬계 | 완만하게 오른다 |
| 순금속, 이규화 몰리브덴계 | 가파르게 오른다 |
| SiC·카본계 | 낮은 구간에서 내려갔다가 다시 오른다 |
저항값 자체만으로는 열화 정도를 판단하기 어렵습니다. 히터는 종류와 용량에 따라 초기 저항값이 다르기 때문입니다. K7TM은 교체 직후 측정한 저항값을 기준 저항값으로 잡고, 이후 값이 기준에서 얼마나 변했는지를 기준 저항값 변화율로 관리합니다.
3. 두 단계로 나눠서 경보를 알립니다
경보는 기준 저항값 변화율에 최소치를 설정해 두 단계로 냅니다. 주의 레벨(예비품 준비 시기)과 경고 레벨(교환 시기)입니다.
| 경보 단계 | 표기 | 경보 | 조치 |
|---|---|---|---|
| 주의 레벨 | 예비품 준비 시기 기준 | 황색 | 스페어 히터를 준비한다. 라인은 세우지 않는다 |
| 경고 레벨 | 교환 시기 기준 | 적색 | 생산 일정에 맞춰 교체한다 |
경보와 측정값은 RS-485 포트 2개(Modbus-RTU)로 상위에 전달합니다. 한쪽은 데이터 수집용 PLC와 터치패널로, 다른 쪽은 설정 툴이 설치된 PC로 나눠 쓰면 현장과 사무실이 같은 값을 봅니다. 관리 사무소의 PC에서 변화율의 추세를 한 화면에서 볼 수 있어, 정기적으로 현장에 나가 히터를 확인할 필요가 없습니다.
현장에서 자주 받는 질문
도입을 검토할 때 실제로 들어오는 질문과, 본문에서 다룬 근거로 답한 내용입니다.
Q온도만 봐도 되지 않나요? 히터가 식으면 알 수 있을 텐데요
온도로는 늦습니다. 온도 조절기가 설정값에 맞춰 계속 제어하기 때문에, 발열선이 열화되어도 히터 온도는 평소와 비슷하게 유지됩니다. 온도가 눈에 띄게 떨어지는 시점은 대개 이미 끊어진 뒤입니다.
열화는 온도보다 히터 자체의 저항에서 먼저 드러납니다.
Q끊어지기 전에 정말 미리 알 수 있나요?
저항이 기준보다 얼마나 올랐는지로 판단합니다. 교체 직후의 저항값을 기준 저항값으로 잡아 두고, 이후 값이 기준에서 벗어난 정도를 기준 저항값 변화율로 관리합니다.
다만 감시 범위에 선이 있습니다. 오므론은 카탈로그에 산화에 따른 히터의 노후화를 저항값 변화로 파악하며, 다른 요인에 의한 노후화는 감시할 수 없다고 적고 있습니다.
Q지금 쓰는 단선 경보기는 떼어내야 하나요?
그대로 두십시오. 둘은 보는 것이 다릅니다. 예상하지 못한 단선이나 배선 사고는 단선 경보가 잡고, 서서히 진행되는 열화는 K7TM이 봅니다.
온도 조절기의 단선 경보 기능, 전용 단선 경보기 K2CU, 전력 조절기 G3PW의 단선 검출 기능 모두 그대로 쓰면서 K7TM을 더하는 구성입니다.
Q우리 설비 히터에도 쓸 수 있나요?
저항 가열식이면 됩니다. 시스 히터, 카트리지 히터, 밴드 히터, 주물 히터, SiC(탄화규소) 히터, 세라믹 히터가 대표적입니다.
유도 가열 히터, 증기 가열 히터, 석유 팬 히터, 가스 팬 히터는 감시 대상이 아닙니다. 저항값을 측정할 수 없기 때문입니다. 전압은 AC 0~600 V, 전류는 전용 CT K6CM-CICB□로 AC 0~60
우리 설비 히터에서 먼저 할 일
끊어지면 라인이 서거나 제품 폐기가 큰 히터를 선정하고,
저항 가열식인지와 전압·전류 범위를 확인한 뒤,
전용 CT와 전압선을 연결하고 교체 직후의 저항을 기준으로
주의·경고 두 레벨을 설정합니다.
감시할 히터 수와 사양에 따라 필요한 대수와 연결 구성이 달라집니다. 히터 사양과 감시 대상 수를 보내 주시면 적용 가능 여부와 필요한 대수, 통신 구성을 함께 검토해 드리겠습니다.
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