KR200387870Y1 - 온도 제어장치 - Google Patents

Abstract

산업용 온도제어장치가 개시된다. 온도센서로부터 출력되는 현재온도신호를 입력받아 디지털신호로 변환하여 출력하는 입력부; 입력되는 설정온도정보를 저장 및 출력하고, 입력부로부터 출력되는 현재온도정보를 입력받아 출력하며 입력되는 현재온도정보에 근거하여 제어대상의 온도를 기설정된 범위 내의 온도 값으로 제어하기 위한 온/오프 제어신호를 출력하고, 입력부로부터 현재온도정보가 입력되지 않을 경우 기설정된 온/오프 보조제어신호 및 경보신호를 출력하는 제어부; 제어대상의 온도를 소정의 범위로 제어하기 위한 설정온도정보 및 보조제어신호의 온/오프 설정시간정보를 키입력받아 제어부로 인가하는 키입력부; 제어부로부터 출력되는 온도설정정보 및 현재온도정보를 입력받아 표시하고 제어부로부터 경보신호가 출력될 경우 이를 입력받아 시각 및 청각의 경보신호를 발생하는 표시부; 및 제어부로부터 출력되는 온/오프 제어신호 및 온/오프 보조제어신호를 입력받아 가열/냉각기의 전원을 온/오프 제어하는 출력부;를 포함한다.

이과 같은 본 고안은 온도센서로부터 정상적인 온도정보가 입력되지 않을 경우에도 제어대상의 온도를 소망하는 범위로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

온도 제어장치{apparatus for controlling temperture}

본 고안은 공정제어장치 및 자동화시스템 등에 일반적으로 사용되는 산업용 온도제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 온도제어장치는 공정제어장치의 기본 구성요소로서 수요가 많지만 온도제어 범위에 따라 서로 다른 사양으로 제작된 고가의 전용 온도제어장치를 사용해야 한다. 즉, 하나의 공정제어시스템의 온도제어 요소마다 서로 다른 사양의 전용온도 제어장치를 사용함으로써 기본 인프라 구축에 많은 비용이 추가되어 원가 상승의 요인으로 작용하고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 온도제어범위에 대응하는 다양한 종류의 온도센서를 사용할 수 있는 다목적 범용 온도제어장치의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 범용 온도제어장치는 제어대상의 제어온도 범위에 따라 대응하는 사양의 서로 다른 온도센서를 사용할 수 있는 장점이 있다. 하지만 이러한 범용 온도제어장치는 다양한 사양의 온도정보를 동일한 제어장치로 제어할 수 있어야 하므로 그 제어로직의 신뢰성이 매우 중요한 요소이지만, 종래의 일반적인 범용 온도제어장치는 온도센서의 과열, 파손 및 단락 등으로 인하여 온도센서로부터 온도정보가 입력되지 않을 경우, 온도제어신호의 출력이 온 또는 오프 상태를 유지하여 온도제어 대상의 과열 또는 과냉상태를 유발하게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 종류의 온도센서를 적용할 수 있는 범용 온도제어장치에 있어서 온도센서로부터 정상적인 온도정보가 입력되지 않을 경우에도 기설정된 온도제어신호를 출력하여 제어대상의 온도를 소망하는 범위로 제어할 수 있는 범용 온도제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안에 따른 온도제어장치는 제어 대상의 제어온도 범위에 따라 서로 다른 종류의 온도센서를 이용할 수 있는 산업용 가열/냉각기의 온도제어장치에 있어서, 상기 온도센서로부터 출력되는 현재온도신호를 입력받아 디지털신호로 변환하여 출력하는 입력부; 입력되는 설정온도정보를 저장 및 출력하고, 상기 입력부로부터 출력되는 상기 현재온도정보를 입력받아 출력하며 상기 입력되는 현재온도정보에 근거하여 상기 제어대상의 온도를 기설정된 범위 내의 온도 값으로 제어하기 위한 온/오프 제어신호를 출력하고, 상기 입력부로부터 현재온도정보가 입력되지 않을 경우 기설정된 온/오프 보조제어신호 및 경보신호를 출력하는 제어부; 상기 제어대상의 온도를 소정의 범위로 제어하기 위한 설정온도정보 및 상기 보조제어신호의 온/오프 설정시간정보를 키입력받아 상기 제어부로 인가하는 키입력부; 상기 제어부로부터 출력되는 상기 온도설정정보 및 상기 현재온도정보를 입력받아 표시하고 상기 제어부로부터 경보신호가 출력될 경우 이를 입력받아 시각 및 청각의 경보신호를 발생하는 표시부; 및 상기 제어부로부터 출력되는 온/오프 제어신호 및 온/오프 보조제어신호를 입력받아 상기 가열/냉각기의 전원을 온/오프 제어하는 출력부;를 포함한다.

바람직하게는 상기 보조제어신호의 온/오프 설정시간정보를 상기 키입력부로부터 입력받아 제 1보조제어신호로서 저장하고, 상기 제어부로부터 소정 주기로 반복 출력되는 상기 온/오프 제어신호의 온/오프 시간정보를 제 2보조제어신호로서 매 주기 마다 갱신 저장하며, 상기 제 1 및 제 2보조제어신호를 택일하기 위한 설정정보를 상기 키입력부로부터 입력받아 보조제어모드 정보로서 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 입력부로부터 상기 현재온도정보가 입력되지 않을 경우 상기 제어부는 상기 저장부로부터 상기 보조제어모드 정보를 독출하고 이에 대응하는 상기 제 1 또는 제 2보조제어신호를 상기 저장부로부터 선택적으로 독출하여 반복 출력한다.

그리고 바람직하게는 상기 제어부가 제 1 및 제 2보조제어신호를 출력할 경우, 상기 제어부는 이에 대응하는 제 1 및 제 2경보신호를 상기 표시부로 출력하고, 상기 표시부는 상기 제어부로부터 출력되는 상기 제 1 및 제 2경보신호에 근거하여 상호 구별되는 시각 및 청각의 경보신호를 발생한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 동작을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 온도제어장치의 블럭 구성도이고, 도 2는 본 고안에 사용가능한 온도센서의 사양을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 본 고안의 온도센서(100)는 도 2에 도시된 바와 같은 다양한 스팩의 열전대 온도센서 및 백금온도센서를 사용할 수 있다. 온도센서(100)는 제어대상으로부터 현재온도를 실시간으로 전기적신호로 변환하여 입력부(110)로 출력한다.

온도센서(100)에는 입력부(110)가 연결되고 입력부(110)는 온도센서(100)로부터 출력되는 현재온도의 아날로그 신호를 입력받아 디지털신호로 변환하여 제어부(120)로 출력한다.

입력부(110)에는 제어부(120)가 연결되어 있어 입력부(110)로부터 제어대상의 현재온도정보를 디지털 신호로 입력받는다.

제어부(120)에는 키입력부(130)가 연결되어 제어대상의 온도를 소정의 범위로 제어하기 위한 설정온도정보를 사용자에 의해 입력받아 제어부(120)로 인가한다. 그리고, 키입력부(130)는 제어부(120)에서 비상시에 출력하게 될 보조제어신호의 온/오프 설정시간정보를 키입력받아 제어부(120)로 인가한다. 또한 키입력부(130)는 제어부(120)가 설정모드일 경우, 제어대상의 설정온도의 조절감도값(histerisys), 조절감도범위값, 온도보정값, 지연시간값, 상한경보값, 하한경보값, 가열제어/냉각제어정보를 사용자에 의해 입력받아 제어부(120)로 인가한다.

제어부(120)는 설정모드시에 키입력부(130)로부터 입력되는 각종 설정정보를 저장부(140)에 저장하고 이를 표시부(150)로 출력하여 표시한다. 그리고 제어부(120)는 동작모드시에 입력부(110)로부터 입력되는 현재온도정보를 표시부(150)로 출력하여 표시하며 현재온도정보에 근거하여 제어대상의 현재온도를 기설정된 범위 내의 온도 값으로 제어하기 위한 온/오프 제어신호를 출력부(160)로 출력하고, 입력부(110)로부터 현재온도정보가 입력되지 않을 경우 기설정되어 저장부(140)에 저장된 온/오프 보조제어신호를 저장부(140)로부터 독출하여 경보신호와 함께 표시부(150)로 출력한다.

표시부(150)는 제어부(120)로부터 출력되는 온도설정정보 및 현재온도정보를 입력받아 표시하고 제어부(120)로부터 경보신호가 출력될 경우 이를 입력받아 시각 및 청각의 경보신호를 발생한다.

출력부(160)는 제어부(120)로부터 입력되는 온/오프 제어신호 및 온/오프 보조제어신호를 입력받아 릴레이(미도시)에 연결된 가열/냉각기(미도시)의 전원을 온/오프 제어함으로써 온도 제어대상의 온도를 소정 범위 이내로 제어한다.

상기한 본 고안의 구성에 대응하는 회로기판의 실사는 도 3과 같다. 도시된 바와 같이 키입력부(130) 및 표시부(150)가 하나의 기판에 구성되어 있고, 출력부(160)가 하나의 기판에 구성되어 있으며, 입력부(110), 제어부(120) 및 저장부(140)가 하나의 기판에 구성되어 있다. 도 3의 각 구성을 규격 케이스에 내장한 실사가 도 4에 도시되어 있다.

그리고, 본 고안의 각 입/출력단자 결선도는 도 5에 도시되어 있다. 본 고안의 온도센서(100)로서 백금센서를 사용할 경우의 온도센서(100)의 결선도는 도 6에 도시된 바와 같다. 그리고, 본 고안의 온도센서(100)로서 열전대센서를 사용할 경우의 온도센서(100)의 결선도는 도 7에 도시된 바와 같다.

이하 도 8 및 도 9를 참조하여 본 고안의 설정모드 및 이에 따른 보조제어신호의 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 8은 본 고안에 입력되는 설정변수의 기능, 범위 및 표시명칭을 나타낸 도면 및 도 9는 도 4의 각부 명칭을 나타낸 도면이다. 사용자는 본 고안의 온도제어장치를 동작하기 이전에 먼저 키입력부(130)를 통하여 각종 설정값을 입력한다. 먼저 키입력부(130)의 모드선택키(950)가 입력되면 제어부(120)의 설정모드 및 동작모드가 토글 선택된다. 제어부(120)가 설정모드가 되고, 기능선택키(940)가 입력되면 도 8에 도시된 각종 기능에 대응하는 표시명칭이 현재온도표시부(표시명칭)(990)에 순차적으로 표시되고 설정값증가키(960) 및 설정값감소키(970)의 입력에 의하여 정정온도표시부(설정값)(980)에 표시되는 설정값이 증감된다.

기능선택키(940)의 키입력에 의해 제 1보조제어신호(AUTO)의 온 설정시간정보를 입력할 경우, 현재온도표시부(표시명칭)(990)에 'A.on'으로 표시되고 설정온도표시부(설정값)(980)에 표시되는 설정시간을 증감하여 설정한다. 기능선택키(940)가 한 번 더 입력되면 현재온도표시부(표시명칭)(990)에 'A.off'가 표시되고 설정온도표시부(설정값)(980)에 표시되는 설정시간을 증감하여 설정한 후 설정증감키(960, 970)키가 동시에 입력되면 제 1보조제어신호(AUTO)가 기본보조제어신호로 설정되고 기능선택키(940)가 한 번 더 입력되면 온/오프 설정시간정보가 제 1보조제어신호(Auto)로서 저장부(140)에 저장된다. 제 1보조제어신호(MAN)의 설정시간 정보를 입력할 경우, 현재온도표시부(표시명칭)(990)가 'M.on'으로 표시된 상태에서 설정온도표시부(설정값)(980)에 표시된 설정시간을 증감하여 설정한 후 설정증감키(960, 970)키가 동시에 입력되면 제 1보조제어신호(MAN)가 기본보조제어신호로 설정되고 기능선택키(940)가 입력되면 온 설정시간정보가 제 1보조제어신호(MAN)로서 저장부(140)에 저장된다. 기능선택키(940)가 한 번 더 입력되면 현재온도표시부(표시명칭)(990)에 'FUZZ'로 표시되고 이 때 설정증감키(960, 970)가 동시에 입력되면 제 2보조제어신호(FUZZY)가 기본보조제어신호로 설정된다.

한편, 제어부(120)는 입력부(110)로부터 정상적인 온도정보가 입력되지 않으면 상기한 제 1보조제어신호(AUTO), 제 1보조제어신호(MAN) 및 제 2보조제어신호(FUZZY)중에서 기본보조제어신호로 설정된 보조제어신호를 출력부(160)로 출력한다. 그리고, 제어부(120)가 동작모드일 경우, 제어부(120)로부터 소정 주기로 반복 출력되는 온/오프 제어신호의 온/오프 시간정보를 제 2보조제어신호(FUZZY)로서 매 주기 마다 갱신하여 저장부(140)에 저장한다. 따라서, 제 2보조제어신호(FUZZY)가 기본보조제어신호로 설정된 상태에서 제어부(120)가 동작모드로 정상동작 하다가 온도센서(100)의 과열 등으로 온도정보가 입력되지 않으면 제어부(120)는 제어부(120)로부터 출력되었던 가장 최근의 갱신된 온/오프 제어신호를 저장부(140)로부터 독출하여 이를 보조제어신호로서 출력부(160)로 출력함으로써 온도센서(100)가 정상동작중일 때와 동일한 조건으로 제어대상의 온도를 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(120)가 제 1보조제어신호(AUTO), 제 1보조제어신호(MAN) 및 제 2보조제어신호(FUZZY)를 출력할 경우, 제어부(120)는 이에 대응하는 서로 다른 경보신호를 표시부(150)로 출력하고, 표시부(150)는 제어부(120)로부터 출력되는 경보신호에 근거하여 상호 구별되는 시각 및 청각의 경보신호를 발생함으로써 사용자가 온도센서(100)의 동작이상 유/무를 인지할 수 있게 하고, 더불어 온도제어장치로부터 출력되는 보조제어신호의 형태를 파악하게 할 수 있다.

다양한 종류의 온도센서를 적용할 수 있는 범용 온도제어장치에 있어서 온도센서로부터 정상적인 온도정보가 입력되지 않을 경우에도 기설정된 온도제어신호를 출력하여 제어대상의 온도를 소망하는 범위로 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 온도제어장치의 블럭 구성도,

도 2는 본 고안에 사용가능한 온도센서의 사양을 나타낸 도면,

도 3은 도 1의 블럭 구성에 대응하는 회로기판의 실사를 나타낸 도면,

도 4는 본 고안의 외장 케이스 정면 실사를 나타낸 도면,

도 5는 도 1의 입/출력부의 입/출력단자 결선도,

도 6은 본 고안에 백금센서를 사용할 경우의 입력단자 결선도,

도 7은 본 고안에 열전대센서를 사용할 경우의 입력단자 결선도,

도 8은 본 고안에 입력되는 설정변수의 기능, 범위 및 표시명칭을 나타낸 도면, 및

도 9는 도 4의 각부 명칭을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 온도센서 110 : 입력부

120 : 제어부 130 : 키입력부

140 : 저장부 150 : 표시부

160 : 출력부 900 : 메인제어신호 표시램프

910 : 보조제어신호 표시램프 920 : 상한경보 표시램프

930 : 하한경보 표시램프 940 : 기능선택키

950 : 모드선택키 960 : 설정값 증가 키

970 : 설정값 감소 키 980 : 설정온도표시부(설정모드시 설정값)

990 : 현재온도표시부(설정모드시 표시명칭)

Claims (3)

1. 제어 대상의 제어온도 범위에 따라 서로 다른 종류의 온도센서를 이용할 수 있는 산업용 가열/냉각기의 온도제어장치에 있어서,

   상기 온도센서로부터 출력되는 현재온도신호를 입력받아 디지털신호로 변환하여 출력하는 입력부;

   입력되는 설정온도정보를 저장 및 출력하고, 상기 입력부로부터 출력되는 상기 현재온도정보를 입력받아 출력하며 상기 입력되는 현재온도정보에 근거하여 상기 제어대상의 온도를 기설정된 범위 내의 온도 값으로 제어하기 위한 온/오프 제어신호를 출력하고, 상기 입력부로부터 현재온도정보가 입력되지 않을 경우 기설정된 온/오프 보조제어신호 및 경보신호를 출력하는 제어부;

   상기 제어대상의 온도를 소정의 범위로 제어하기 위한 설정온도정보 및 상기 보조제어신호의 온/오프 설정시간정보를 키입력받아 상기 제어부로 인가하는 키입력부;

   상기 제어부로부터 출력되는 상기 온도설정정보 및 상기 현재온도정보를 입력받아 표시하고 상기 제어부로부터 경보신호가 출력될 경우 이를 입력받아 시각 및 청각의 경보신호를 발생하는 표시부; 및

   상기 제어부로부터 출력되는 온/오프 제어신호 및 온/오프 보조제어신호를 입력받아 상기 가열/냉각기의 전원을 온/오프 제어하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도제어장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보조제어신호의 온/오프 설정시간정보를 상기 키입력부로부터 입력받아 제 1보조제어신호로서 저장하고, 상기 제어부로부터 소정 주기로 반복 출력되는 상기 온/오프 제어신호의 온/오프 시간정보를 제 2보조제어신호로서 매 주기 마다 갱신 저장하며, 상기 제 1 및 제 2보조제어신호를 택일하기 위한 설정정보를 상기 키입력부로부터 입력받아 보조제어모드 정보로서 저장하는 저장부를 더 포함하고,

   상기 입력부로부터 상기 현재온도정보가 입력되지 않을 경우 상기 제어부는 상기 저장부로부터 상기 보조제어모드 정보를 독출하고 이에 대응하는 상기 제 1 또는 제 2보조제어신호를 상기 저장부로부터 선택적으로 독출하여 반복 출력하는 것을 특징으로 하는 온도제어장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제어부가 제 1 및 제 2보조제어신호를 출력할 경우, 상기 제어부는 이에 대응하는 제 1 및 제 2경보신호를 상기 표시부로 출력하고,

   상기 표시부는 상기 제어부로부터 출력되는 상기 제 1 및 제 2경보신호에 근거하여 상호 구별되는 시각 및 청각의 경보신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 온도제어장치.