NAMUR 2선식 근접센서 원리｜IEC 60947-5-6 신호 해석

산업용 근접센서 데이터시트를 보면 출력방식에 NAMUR, 2-wire, IEC 60947-5-6이라고 표시된 제품을 볼 수 있습니다.

NAMUR 센서는 일반적인 PNP·NPN 근접센서처럼 출력선을 ON/OFF 전압으로 직접 전환하는 방식과 다릅니다.

핵심은 2개의 선을 통해 전원을 공급받으면서 센서 상태에 따라 흐르는 전류의 크기를 변화시키는 것입니다.

가장 간단하게 보면

일반 PNP·NPN 센서 = 출력 전압의 ON/OFF

NAMUR 센서 = 작은 전류값의 변화로 상태 전달

이라고 이해하면 됩니다.

IEC 60947-5-6은 어떤 규격일까?

IEC 60947-5-6은 근접센서와 Switching Amplifier 사이의 DC 인터페이스를 규정하는 국제표준입니다.

정식 적용대상은 기본적으로

2선식 근접센서 + Switching Amplifier

구조입니다.

NAMUR 센서는 두 가닥의 배선을 통해 Switching Amplifier에서 전원을 공급받고, 센서 내부저항이 변하면서 회로의 전류가 달라집니다.

현재 IEC 공식 페이지에 등록된 기본판은 IEC 60947-5-6:1999 Edition 1.0입니다.

NAMUR 센서는 왜 2선식일까?

일반적인 3선식 PNP 센서는 보통

전원 +
전원 –
출력

세 개의 선을 사용합니다.

반면 NAMUR 센서는

+

–

두 개의 선만 사용합니다.

같은 두 선을 이용해

센서 전원 공급
센서 상태 전달

을 동시에 처리합니다.

따라서 센서와 제어반 사이 배선구조를 단순화할 수 있습니다.

하지만 일반적인 PLC 디지털 입력에 그대로 연결하는 것이 아니라 보통 NAMUR 전용 Switching Amplifier 또는 NAMUR 입력모듈을 사용합니다.

NAMUR 센서는 어떤 신호를 출력할까?

NAMUR 센서는 일반적인 0V·24V 신호 대신 전류 크기를 변화시킵니다.

IEC 60947-5-6 인터페이스에서 많이 사용하는 대표적인 판단범위는

낮은 상태 ≤ 1.2mA

높은 상태 ≥ 2.1mA

입니다.

즉 Switching Amplifier는 센서 회로에 흐르는 전류가 어느 영역에 있는지를 보고 센서 상태를 판단합니다.

1.2mA와 2.1mA 사이에는 Switching 영역이 존재하므로 실제 장비에서는 정해진 전류 특성을 이용해 안정적으로 ON/OFF 상태를 결정합니다.

실제 NAMUR 센서 값을 읽어보자

실제 NAMUR 유도형 근접센서 데이터시트에 다음과 같이 표시된 제품이 있습니다.

Nominal Voltage: 8.2V

Internal Resistance: 약 1kΩ

Target not detected: ≥3mA

Target detected: ≤1mA

이를 표로 보면 다음과 같습니다.

센서 상태 예	센서 전류
금속 물체 감지	≤1mA
금속 물체 미감지	≥3mA
표준 Switching 기준 저전류 영역	≤1.2mA
표준 Switching 기준 고전류 영역	≥2.1mA

이 제품에서는 물체가 가까워지면 전류가 감소하는 특성을 사용합니다.

다만 NAMUR 센서에는 Switching Function이 다르게 설계된 제품도 있으므로 NC·NO 특성은 반드시 해당 센서 데이터시트에서 확인해야 합니다.

8.2V는 무슨 의미일까?

NAMUR 센서에서는 8.2V DC라는 숫자를 자주 볼 수 있습니다.

대표적인 NAMUR Switching Amplifier는 약

8.2V / 약 1kΩ

조건을 이용해 센서 회로의 전류변화를 측정합니다.

예를 들어 센서 내부의 등가저항이 변하면 회로전류도 변합니다.

기본적으로 옴의 법칙

I = V / R

관계를 이용해 생각할 수 있습니다.

하지만 실제 NAMUR 센서는 단순한 고정저항이 아니라 전자회로가 포함된 센서이므로 8.2V ÷ 저항만으로 정확한 동작전류를 계산하기보다는 제조사가 제공한 전류특성값을 기준으로 판단해야 합니다.

1mA와 3mA로 실제 상태를 판단해보자

NAMUR 입력모듈에서 다음과 같은 전류를 측정했다고 가정해보겠습니다.

0.9mA

이면 1.2mA보다 작기 때문에 Low Current 상태로 판단할 수 있습니다.

반대로

3.0mA

이면 2.1mA보다 크기 때문에 High Current 상태입니다.

하지만 이것만으로

0.9mA = 물체 있음

이라고 모든 NAMUR 센서에 적용하면 안 됩니다.

센서가 NC인지 NO인지에 따라 실제 물체 감지상태와 출력논리가 달라질 수 있기 때문입니다.

따라서 순서는

전류값 확인 → Low/High 상태 판정 → 센서 Switching Function 확인 → 실제 감지상태 해석

으로 보는 것이 정확합니다.

NAMUR가 일반 2선식 센서와 다른 점

2-wire sensor라고 해서 모두 NAMUR 센서는 아닙니다.

일반 24V DC 2선식 근접센서도 존재합니다.

따라서 제품에

2-wire

라고만 적혀 있다고 NAMUR라고 판단하면 안 됩니다.

다음과 같은 표기를 확인하는 것이 좋습니다.

Output: NAMUR

IEC 60947-5-6

EN 60947-5-6

등이 표시되어 있어야 NAMUR 인터페이스 제품인지 명확하게 확인할 수 있습니다.

단선도 감지할 수 있을까?

NAMUR 시스템의 실용적인 장점 중 하나는 회로전류를 이용해 배선 이상을 구분할 수 있다는 점입니다.

일부 NAMUR Switching Amplifier에서는 대표적으로

약 0.15mA 이하 → Lead Break, 단선 영역

약 6.5mA 이상 → Short Circuit, 단락 영역

으로 판별하는 기능을 제공합니다.

따라서 정상적인 Low·High 상태뿐 아니라

정상 감지
정상 비감지
배선 단선
배선 단락

을 구분하도록 시스템을 구성할 수 있습니다.

단, 정확한 Fault Threshold는 사용 중인 Switching Amplifier의 사양을 확인해야 합니다.

예제로 NAMUR 신호를 판독해보자

다음과 같은 NAMUR 입력시스템이 있다고 가정하겠습니다.

센서 정상 Low = 약 1mA
센서 정상 High = 약 3mA
단선 판단 = ≤0.15mA
단락 판단 = ≥6.5mA

측정값이

0.05mA

라면 정상 센서상태라기보다 단선 가능성을 먼저 확인해야 합니다.

0.9mA

라면 정상 Low 상태,

3.1mA

라면 정상 High 상태,

7mA

라면 단락 또는 회로 이상으로 판단할 수 있습니다.

이처럼 NAMUR는 단순 ON/OFF 신호보다 배선 이상을 감시하기 좋은 구조를 만들 수 있습니다.

NAMUR 센서는 왜 방폭지역에서 많이 사용할까?

NAMUR 센서는 작은 전압과 전류로 동작하는 구조이기 때문에 **본질안전 회로(Intrinsically Safe Circuit)**에 많이 사용됩니다.

예를 들어 화학공장이나 석유·가스 설비처럼 폭발위험이 있는 장소에서 센서를 설치하고, 안전지역에는 Isolated Switching Amplifier를 설치하는 방식입니다.

구조는 대략

Hazardous Area

NAMUR Sensor

↓

Intrinsically Safe Wiring

↓

Safe Area

Isolated Switching Amplifier

↓

PLC

형태입니다.

하지만 NAMUR 센서라는 이유만으로 자동으로 방폭인증이 되는 것은 아닙니다.

폭발위험 장소에서 사용하려면 센서와 Switching Amplifier, 배선조건 등이 해당 방폭 요구사항을 만족해야 하며 IEC 60079-11 등의 관련 규격과 인증조건을 함께 확인해야 합니다.

PNP 센서를 NAMUR 입력에 연결할 수 있을까?

일반적으로 그대로 연결해서는 안 됩니다.

PNP 센서는 보통

24V ON/OFF 출력

을 사용하지만 NAMUR 입력은 약 8.2V 환경에서 작은 전류변화를 해석하도록 설계됩니다.

따라서

PNP Sensor → PNP용 PLC Digital Input

NAMUR Sensor → NAMUR Switching Amplifier/Input

처럼 인터페이스를 맞춰야 합니다.

겉모양이 같은 M12·M18 근접센서라도 출력방식이 다르면 전기적으로 호환되지 않을 수 있습니다.

실제 데이터시트는 이렇게 읽어보자

다음과 같은 센서가 있다고 가정하겠습니다.

Sensor: Inductive Proximity Sensor

Output: NAMUR

Connection: 2-wire

Nominal Voltage: 8.2V

Target Detected: ≤1mA

Target Not Detected: ≥3mA

Standard: IEC 60947-5-6

이를 해석하면

2-wire

두 선을 이용해 전원과 신호를 동시에 전달

8.2V

대표적인 NAMUR 인터페이스 조건

≤1mA / ≥3mA

물체 상태에 따른 전류변화

IEC 60947-5-6

NAMUR 근접센서와 Switching Amplifier 사이의 DC 인터페이스 규격

이라는 의미입니다.

흔히 잘못 해석하는 부분

첫 번째는

“NAMUR 센서는 0V와 24V를 출력한다.”

는 생각입니다.

NAMUR 센서는 기본적으로 작은 전류 레벨의 변화를 이용합니다.

두 번째는

“2선식이면 모두 NAMUR다.”

라는 생각입니다.

일반 DC 2선식 센서도 있으므로 반드시 Output Type과 IEC 60947-5-6 표기를 확인해야 합니다.

세 번째는

“NAMUR 센서는 바로 PLC 입력에 연결하면 된다.”

는 생각입니다.

PLC가 NAMUR 입력을 직접 지원하지 않는다면 별도의 Switching Amplifier가 필요합니다.

네 번째는

“NAMUR이면 무조건 방폭이다.”

라는 생각입니다.

방폭환경에서는 센서 자체 인증과 본질안전 Barrier·Amplifier 및 전체 회로조건을 별도로 확인해야 합니다.

정리

NAMUR 2선식 근접센서는 일반적인 PNP·NPN 센서와 달리 작은 전류값의 변화로 센서 상태를 전달합니다.

핵심은 다음과 같습니다.

NAMUR = 2선식 전류 인터페이스

대표적인 기준전압 = 약 8.2V

Low 상태 = ≤1.2mA 영역

High 상태 = ≥2.1mA 영역

그리고 시스템에 따라 매우 낮은 전류는 단선, 매우 높은 전류는 단락으로 감시할 수도 있습니다.

실제 제품을 확인할 때는

NAMUR 표기 → IEC 60947-5-6 → 2-wire → 전류 특성 → NO·NC → Switching Amplifier → 방폭 인증

순서로 확인하는 것이 좋습니다.

참고자료

• IEC 60947-5-6:1999, Edition 1.0 – Low-voltage switchgear and controlgear – Part 5-6: Control circuit devices and switching elements – DC interface for proximity sensors and switching amplifiers (NAMUR). 2선식 근접센서와 Switching Amplifier의 DC 인터페이스를 규정합니다. IEC Webstore
• Pepperl+Fuchs – NAMUR Output Sensors: Fundamentals, Benefits, Applications – 대표적인 NAMUR 조건으로 약 8.2V, 1kΩ, 물체 감지 시 ≤1.2mA, 비감지 시 ≥2.1mA의 전류영역을 설명합니다. Pepperl+Fuchs Blog
• Pepperl+Fuchs – NAMUR Sensor Output Types – NAMUR 센서가 전류레벨을 이용해 상태를 전달하며 Switching Amplifier를 통해 단선과 단락을 진단할 수 있는 구조를 설명합니다. 대표적인 진단영역으로 ≤0.15mA 단선, ≥6.5mA 단락 사례를 제공합니다. Pepperl+Fuchs
• Pepperl+Fuchs NJ0,8-4,5-N 제품자료 – 실제 IEC 60947-5-6 대응 NAMUR 근접센서에서 8.2V, 약 1kΩ, 물체 비감지 ≥3mA, 감지 ≤1mA 사양을 확인할 수 있습니다. Pepperl+Fuchs