Ⅰ. 서론
1. 연구배경
기계식주차장은 작은 공간에 많은 자동차를 주차할 수 있으므로 우리나라처럼 주차할 수 있는 공간이 한정되어 있어 갈수록 주차난이 심각해지는 실정에 매우 유용하게 활용된다.
따라서 매년 그 수요가 늘어나고 있고 현재까지 국내에 설치되어 있는 현황을 살펴보면 2005년 3월 기준 전체 5만3천8백여 기, 4십8만5천여 면으로 그 규모는 계속 늘어날 전망이다.
그러나 기계적 특성상 고장이나 사고의 위험을 항상 안고 있으므로 안전의 중요성이 강조된다. 안전한 기계식주차장을 위해서는 안전사고 예방과 더불어 향상된 기술의 접목을 통한 기계장치의 안정화가 매우 중요하다 하겠다.
이러한 기계식주차장의 안정화를 위해 보다 명확한 기계에 대한 해석과 다각도의 기술개발이 절실히 요구된다.

2. 연구목적
기계식주차장치는 크게 기계부분과 전기부분으로 나뉘어진다. 전기적인 부분은 사실상 시스템을 동작시키는 회로로 대표할 수 있으며 기동방식별, 종류별 기본회로가 구성되어 있다.
회로는 Control panel(제어반)에 구성되어 있다. Control panel(제어반)을 구성하는 계기들은 갈수록 발전하고 있으며 기계식주차장치도 함께 발전해가고 있다.
따라서 Control panel(제어반)에 대한 실질적이고 명확한 해석을 통해 기계장치를 완전히 이해하고, 나아가 향상된 기술을 도입함으로써 보다 안전하고 발전된 주차장치를 정착시키고자 한다.

Ⅱ. 본 론
기계식주차장은 부설건축물에 속하며 외형상 독립외장형과 건물내장형으로 구분된다. 종류는 크게 9종으로 나뉘고 같은 종류에서도 구동방식이 다양하다.
기계식주차장에서 Control panel(제어반)은 종류, 구동방식, 제작사 등에 따라 형태나 특성이 달라진다.
본문에서는 먼저 일반적인 형태를 한가지 선별해 그 구조를 살펴보고 계기별 특성과 기능에 대해 알아본 후 구동방식별, 종류별 형태와 특성을 연구해 보고자 한다.

1. Control panel(제어반)이란
이는 어떠한 구동용 시스템을 필요한 용도로 작동하도록 제어하기 위해 여러 요소들을 집적, 조합해 놓은 하나의 시스템 함이다([사진 1]).

2. Control panel(제어반)의 구성
가. 전체도(사양)
승강기식, OTIS-LG 포크타입, T/T 내장형
나. 구성요소 및 기능
1) 단자대 및 접지단자 : 대부분 Control panel(제어반)의 아래, 옆쪽에 위치하고 있다.
전원 모선의 인입 및 전동기, 각종 계기의 입출력, 계기 상호간의 접속선을 연결하며 전선을 간결하게 정리한다. 또한 접지단자는 보통 건물접지선과 연결되어 별도로 있다.
2) 차단기·전자접촉기 : 부하에 따라 허용전류를 계산해 그 용량이 결정된다.
차단기(Circuit Breaker) : 일정전류 이상의 대전류가 흐를 경우 차단하여 회로를 보호한다. 기계식주차장치에서는 주로 배선용차단기, 누전차단기 등을 사용한다.
전자접촉기(Mgnetic Contactor) : 자체접점이 있고, 기기의 전류를 개폐한다. 별도의 과전류계전기 없이 열동과전류계전기(THR:THERMAL RELAY)를 같이 연결해 전동기를 기동·정지하기도 한다.
3) PLC(Programmable Logic Controller) : 회로를 내장하고 있으며 실제 모든 기기들의 작동을 지시하고 제어한다. 카드를 첨부할 수 있어 접점 수에 영향을 받지 않는다.
PLC를 쓰지 않고 마이컴을 쓰는 경우도 있다. 마이컴은 보드와 카드, 램으로 구성되어 있으며, 회로를 제어할 수 있는 점이 있으나 응용을 할 수 없고 고장시 전체를 바꿔야 한다는 단점이 있다.
4) 인버터(Inverter) : 일반 범용과 벡터가 있다. 전압형과 전류형에서는 일정전압 일정주파수변동형(VVVF)을 많이 쓴다. 또한 전동기의 회전수 및 토오크를 제어한다.
5) 노이즈필터(Noise Filter) : 이상전류나 각종 기기들에서 발생되는 고주파, 외부 요인으로 인한 노이즈를 제거하여 기기들을 안정되게 작동시킨다.
6) Power supply : 안정된 직류전원을 공급하며 계기에 개별적 전원을 공급한다. 브리지정류기를 이용해 계기의 입력전압을 AC에서 DC로 변환해 사용한다.
7) Relay(계전기) : 접점을 개폐하여 기기들에게 신호를 보내어 작동을 제어한다.
8) OCR, EOCR(과전류계전기) : 과전류를 감지해 차단함으로써 기기들을 보호한다. 열동과 전류계전기(THR)와 같이 자체적으로 초과 전류 범위를 설정할 수 있다.
9) Breaking Unit : 제동시 발생되는 역기전력을 열에너지로 발산하거나 다른 전원으로 사용한다. 인버터와 저항기에 연결되어 있다.
10) 변압기(Transformer) : 전압을 조정한다(승압 / 강압).
11) 저항기(resistance) : Breaking Unit와 연계되어 잔류전류를 열로 소모한다. 보통 Control panel(제어반)의 상부나 측면에 위치하며 PIT식의 경우 습기 등을 제거하기 위해 사용하기도 한다.
12) 버저(Buzzer) : 기계의 작동을 알리거나 비상시 경보음을 낸다.
13) 이동용 조작반 : 고장시 또는 점검시 Control panel(제어반)에 연결해 수동으로 기계를 조작한다.
14) 계기용 변류기(CT:current transformer) : 회로에 흐르고 있는 전류가 크면 접속하는 전선이나 케이블이 굵게 되어 계기를 부착하기 곤란하다.
뿐만 아니라 위험하므로 이에 비례하는 소전류로 변성해서 것으로 회로에 직렬로 접속해 전류계, 전력계, 차단기 트립 코일의 전원으로 사용한다.
15) FAN, COOLER : Control panel(제어반)의 열을 밖으로 방출하거나 냉각시킨다. Thermostat를 통해 온도를 조절한다.
16) 전압계, 전류계 : Control panel(제어반) 외부에 붙어 있으며 주차장치의 전원을　나타낸다.
17) 비상 스위치, 자동 / 수동 변환 버튼 : Control panel(제어반) Door에 붙어 있다.
자동 / 수동 변환시 조작반과 이중으로 조작하여 안전을 도모한다. 비상 스위치는 OR 접속이고 자동 / 수동 변환 버튼은 AND 접속이다.
18) Double panel : 큰 부하에 사용하며 각 panel에 주차단기, 주접촉기, 인버터, PLC, 릴레이 등을 별도로 설치한다.
19) 대기부스 : 주차장치 안이나 옆에 별도의 부스를 설치해 Control panel(제어반) 및 조작반, 대기공간을 마련했다.

3. 구동방식별 형태 및 특성
가. 유압구동식
단순히 전동기가 움직여 승강하는 경우 주로 이용되므로 Control panel(제어반)의 규모가 작고, 조작이 용이하다. 또한 구조가 단순하고 차단기, 전자접촉기, 릴레이로 구성되어 있다.
나. 기어식·공압식
간단한 위치제어나 기기를 고정할 때 주로 이용되며 Control panel(제어반)내의 한부분에 연계되어 있다.
다. 전자식
대부분의 기계식주차장에서 이용되므로 Control panel(제어반)의 특성이나 규모, 구조가 다양하다. 부수 장치가 따르는 경우가 많으며 동작 특성에 따라 하나의 주차장치에 여러개로 나뉘어 있기도 한다.

4. 종류별 형태와 특성
사실상 기계식주차장치에서의 Control panel(제어반)은 종류에 따라 형태와 위치가 다르고 기동방식에 따라 그 구조와 크기가 다르므로 형태와 기동방식을 위주로 그 특성을 살펴보자.
가. 2단식, 다단식
승강식, 승강횡행식(퍼즐식), PIT식이 있으며 대부분 직입기동이므로 구조가 간단하다. 크기가 비교적 작아서 철골 한 부분에 부착되어 설치되고 외부에 노출되어 있는 경우도 있다. PIT식의 경우 PIT하부에 위치하는 경우 침수의 우려가 있다.
나. 수직순환식
구조가 기동방식에 따라 다르고 크기가 크며 별도의 설치공간이 필요하다. 직입기동으로 비교적 적은 대수에 쓰이며 별도의 기동장치가 필요없다. 특히 Y-△ 기동으로 Y와 △ 두 회로가 있어 직입기동시 보다도 복잡한 구조이다.
저항기동으로 대부하에 사용되며 기동 특성상 별도의 큰 저항기가 있으며 작동시 소음이 심하고 큰 아크가 발생하므로 duble panel을 사용해 제어부를 구분한다.
다. 수평, 다층순환식
인버터기동, 극수변환기동이 있고 인버터기동의 경우 별도의 저항기가 있다. 지상보다는 대부분 PIT식이어서 습기 등을 제거하기 위해 전열기를 설치한다. 구조적 특징상 각 부하가 동시동작을 하므로 구조가 복잡하다.
라. 승강기식, 승강기 슬라이드식
인버터 기동(범용, 벡터)이 대부분이고 벡터 인버터를 사용하는 경우, 엔코더(encoder)가 첨부된다.
Breaking Unit를 사용해 회생제동한다. 평소는 동력을 주는 방향으로 회전하다가 제동시 이와 반대 방향으로 회전하려는 회전력이 생긴다. 이때 저항기를 사용해 열에너지로 소모하면 발전제동이 되고 다른 전원으로 사용하게 되면 회생제동이라 한다.
가끔 Control panel(제어반)이 상부 구동부에 있는 경우 여름철 고온에 의해 기기들의 오동작이 많이 일어난다. 수직순환식과 같이 duble panel을 사용해 제어부를 구분한다. 주차장치 안이나 옆에 별도의 부스를 설치해 Control (제어반) 및 조작반, 대기공간을 마련하기도 한다.
마. 평면왕복식
순환식, 승강기식과 비슷한 형태와 특성을 가지고 있다. 각 구동부가 별도의 Control panel(제어반)을 가지고 있으며 통신모뎀이나 통신선을 사용해 구동한다.<FRAMEBREAK>@1.1=5. 기타
기계식주차장 Control panel(제어반)의 전원은 3상 380V가 기본이나 동력 인입에 주로 사용되며 Program 제어는 단상 220V로 강압해 사용한다.
또한 계기, 기기의 기종 등 필요에 따라 직류(DC)전원으로 변환해 사용한다.
전선은 동력에 따라 그 굵기가 결정되며 차단기, 계전기 등의 용량도 결정된다. 위치는 특성상 온도, 습도, 소음, 먼지, 진동, 주파수 등 외부 영향에 민감함으로 충분히 고려해 설치된다.
접지는 기기들의 안정된 동작을 위해 반드시 건물접지선에 접지하되 별도의 접지단자를 사용해 누전에 의한 감전을 방지하고 있다. 기계식주차장 Control panel(제어반)은 크기나 설치 위치에 많은 영향을 받고 있다.<FRAMEBREAK>@1=Ⅲ. 결론
대부분의 기계식주차장은 건물에 부설되므로 현장여건이나 설치여건이 좋지 않다. 특히 공간적 제약을 많이 받으므로 주차공간을 제외한 기계장치의 소형화가 새로운 경쟁력이 되고 있다.
Control panel(제어반) 또한 추세에 병행하여 소형화가 진행되어야 하며, 그렇게 하기 위해 회로의 간략화, 계기의 소형화, 신소재의 응용 등 지속적인 기술개발이 이루어 져야 한다.
또한 이러한 기술개발에 의해 새로운 형태의 주차장치가 계속적으로 등장하고, 기계장치의 안정화를 통한 안전사고의 예방이 이뤄져야 할 것이다.
교통안전공단 │ 발표자 : 김대기, 장영수, 김제권