KR0128102B1

KR0128102B1 - Alarming device for a heater

Info

Publication number: KR0128102B1
Application number: KR1019930024922A
Authority: KR
Inventors: 키요데루 이나오카
Original assignee: 하야시 유키오; 카부시키가이샤포레스트
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1998-04-21
Also published as: KR940024640A; JPH06290854A; JPH0760728B2

Abstract

경보설정을 디지탈화하여 객관성을 유지함과 아울러, 제어방식에 관계없이 또한 광범위한 히이터용량에 대응하여 히이터의 감시를 정밀도 양호하게 실시하도록 한다. DA변환기(6a)(6b)와 적분기(7) 및 디지탈카운터(8a)(8b)등에서 경보설정을 디지탈화하고, 히이터전류검출측 증폭기(11)의 귀환회로에 DA변환기 (6a)를 삽입하여 가변증폭률회로로 하고, 대상 히이터에 따라서 증폭률을 변경하여 적분기(7)의 입력에 가해지는 히이터전압신호와 히이터전류신호의 값이 동등하고 서로 상쇄하도록 페루우프로 구성하였다.The alarm setting is digitalized to maintain objectivity, and the heater can be monitored with high accuracy regardless of the control method and for a wide range of heater capacities. The alarm setting is digitized by the DA converters 6a and 6b, the integrator 7 and the digital counters 8a and 8b, and the DA converter 6a is inserted into the feedback circuit of the heater current detection side amplifier 11 to change it. The amplification factor circuit was configured as a Peruvian amplifier so that the amplification factor was changed in accordance with the target heater so that the values of the heater voltage signal and the heater current signal applied to the input of the integrator 7 were equal and canceled with each other.

Description

Heater break alarm

제1도는 본 발명 실시의 한 예를 표시하는 회로도.1 is a circuit diagram showing an example of an embodiment of the present invention.

제2도는 정류회로의 한 예를 표시하는 회로도.2 is a circuit diagram showing an example of a rectifier circuit.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

H : 히이터 I : 히이터전류H: Heater I: Heater Current

E : 히이터전압 Vi : 히니터전류선호E: Heater voltage Vi: Heater current preference

Ve : 히이터 전압신호 Vo : DA변화기 출력신호Ve: Heater voltage signal Vo: DA transducer output signal

1 : 전력조정기 2 : 전류.전압변환기1: power regulator 2: current / voltage converter

3,5 : 정류회로 4 : 변압기3,5: rectifier circuit 4: transformer

6a,6b : DA변환기 7 : 적분기6a, 6b: DA converter 7: Integrator

8a,8b : 디지털 카운터8a, 8b: digital counter

9 : 아날로크비교기(comparator)(전압분별회로)9: Analogue Comparator (Voltage Discrimination Circuit)

10 : 아날로그비교기(클록(clock)발생기) 11 : 증폭기10: analog comparator (clock generator) 11: amplifier

12 : 스위치 13 : 디지털 설정기12 switch 13 digital setter

14 : 디지탈비교기14: Digital Comparator

본 발명은 공업용 등에 사용되는 전기로나 건조기에 설치되는 전기히이터의 동작 상태를 감시하고, 단선등의 고장 등에 경보를 발생하는 히이턴단선 경보기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heater break alarm that monitors the operating state of an electric heater installed in an electric furnace or a dryer used for industrial purposes, and generates an alarm for a breakdown or the like.

종래 이 종류의 히이터단선 경보기는, 예를 들면 특공소 52-15137호 공보에 있는 것과 같이 아날로그회로에 의하여 구성되고, 경보설정을 볼륨저항기로 실시하였기 때문에 개인차가 발생하기 쉽고 객관성이 결여되는 결점이 있었다.또, 예를 들면 정격전압 100V, 정격전류 10A의 히이터에 대응하도록 제작된 히이턴단선 경보기를사용하여 100V, 1A 히이터를 감시할려고 하는 경우가 있다. 이 경우에 히이터를 위상제어 등으로 운전하고 있으면 히이터의 인가전압이 20V정도로 제어되는 일이 있고, 이때 감시동작의 정도를 5%이내로 실시하려고 하면, 종래의 히이턴단선 경보기에서는Conventionally, this type of heater break alarm is constituted by an analog circuit as shown in, for example, JP 52-15137, and since the alarm is set as a volume resistor, individual defects occur easily and lack objectivity. For example, there may be a case where a 100 V and 1 A heater is to be monitored using a heater break alarm designed to correspond to a heater having a rated voltage of 100 V and a rated current of 10 A. In this case, if the heater is operated by phase control or the like, the applied voltage of the heater may be controlled to about 20 V. At this time, if the degree of monitoring operation is to be performed within 5%, in the conventional heater break alarm

......(1)식으로 되고, 0.1(%)의 총합 정도가 요구하게 된다. 그렇지만 실제 문제로서 주위온도나 전원변동, 경년변화 등의 영향에 의하여 정도를 0.5%이하로 하는 것은 대단히 곤란하다. 본 발명은 이와 같은 종래의 불편함에 감안하여 이루어진 것으로서, 경보설정을 디지탈화하므로서 개인차를 없애고 객관성을 향상시킬 수 있음과 아울러, 온.오프제어나 위상제어, 제로크로스제어 등의 여러가지 제어방식에서의 감시동작을 실시 할 수 있고, 또한 광범위한 히이터용량에 대응하여 정밀도있게 감시동작을 실시할 수 있는 히이터단선 경보기를 제공할려고 하는 것이다. It becomes (1), and the total degree of 0.1 (%) is calculated | required. However, as a practical problem, it is very difficult to make the degree less than 0.5% due to the influence of ambient temperature, power fluctuations, and secular variation. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional inconveniences, and it is possible to eliminate individual differences and improve objectivity by digitalizing alarm setting, and to monitor in various control methods such as on / off control, phase control, and zero cross control. It is an object of the present invention to provide a heater break alarm that can perform an operation and that can accurately monitor a wide range of heater capacity.

이러한 목적을 달성하는 본 발명의 히이터단선 경보기는 히이터전류 검출측 증폭기의 귀환회로에 DA변환기를 삽입하여 디지탈신호에 의한 가변증폭률회로를 구성함과 아울러, 히이터전압검출측에 DA변환기를 삽입하여 디지탈신호에 의한 전압 가변회로를 구성시켜, 정상시의 히이터전류검출신호의 값이 상기한 가변증폭률회로에 있어서 일정치로 되도록 설정하고, 계측시의 히이터전류검출신호의 값과 상기한 히이터전압검출신호의 값이 항상 동일하게 되도록 적분기와 아날로그 비교기에서 비교한 업다운신호를 디지탈값으로하여 전기한 전압가변회로에 귀환하여 히이터전압검출신호를 가변하도록 페루우프를 구성하며, 귀환치에 의하여 히이터단선의 판정을 실시하도록 한 것을 특징으로 한 것이다.The heater break alarm according to the present invention which achieves the above object inserts a DA converter into the feedback circuit of the heater current detection amplifier, constitutes a variable amplification circuit using a digital signal, and inserts a DA converter on the heater voltage detection side. By configuring a voltage variable circuit based on the signal, setting the value of the heater current detection signal in normal state to be a constant value in the variable amplification circuit described above, and the value of the heater current detection signal at the time of measurement and the heater voltage detection signal described above. The Peruuf is configured to vary the heater voltage detection signal by returning the up-down signal compared by the integrator and the analog comparator to a digital value so that the value of is always the same, and determining the heater disconnection by the feedback value. It is characterized in that to perform.

아래에서, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 온도조절기 등의 전력조정기(1)로 제어되어 있는 히이터(H)의 히이터전류(I)는 변류기 등의 전류·전압변환기(2)에서 교류전압으로 변환하고, 제2도에 표시하듯이 소위 이상다이오우드회로라고 호칭되는 정류회로(이하, 단순히 정류회로하고 칭한다)(3)에서 정류하여, 히이터전류에 비례한 히이터전류신호(Vi)로 된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the Example of this invention is described based on drawing. The heater current I of the heater H controlled by the power regulator 1 of the temperature controller or the like is converted into an AC voltage by a current / voltage converter 2 such as a current transformer, and so-called abnormality as shown in FIG. The rectifier circuit (hereinafter, simply referred to as a rectifier circuit) 3 referred to as a diode circuit is rectified to form a heater current signal Vi proportional to the heater current.

이 히이터전류신호(Vi)는 가변증폭률회로에 의하여 소정량 증폭하고, 적분기(7)의 한쪽의 입력으로 한다. 즉, 가변증폭률회로는 증폭기(11)의 귀한회로에 DA변환기(디지탈·아날로그변환기, 이하 동일함)(6a)를 삽입하여 디지탈입력치에 의하여 증폭기(11)로의 귀환량을 가변하여 증폭률을 가변할 수 있도록 구성하는 것이다. 이것을 식으로 표현하면,The heater current signal Vi is amplified by a predetermined amount by a variable amplification circuit and is input to one of the integrators 7. That is, in the variable amplification circuit, the DA converter (digital-analog converter, hereinafter identical) 6a is inserted into the precious circuit of the amplifier 11, and the feedback amount to the amplifier 11 is varied by the digital input value, thereby varying the amplification factor. It is configured to do so. If this is expressed as an expression,

단 K는 비례정수, Din은 디지탈입력치를 나타낸다.Where K is the proportional constant and Din is the digital input value.

으로 되므로, 디지탈입력치(D_IN)에 의하여 증폭기(11)의 증폭률이 가변할 수 있는 이치이다.Therefore, the amplification factor of the amplifier 11 can be varied by the digital input value D _IN .

또, 히이터(H)의 교류전압(E)은 변압기(4)을 통하여 정류회로(5)에서 정류하여 히이터전압에 비례한 히이터전압신호(Ve)로 되고, 이 히이터 전압신호를 DA변환기(6b)의 기준전압으로 하는 전압가변회로로써 히이터전압신호(Ve)를 조정하여 적분기(7)의 다른쪽 입력으로 한다.The AC voltage E of the heater H is rectified by the rectifier circuit 5 through the transformer 4 to become a heater voltage signal Ve proportional to the heater voltage, and the heater voltage signal is converted into a DA converter 6b. This is a voltage variable circuit that sets the reference voltage of) and adjusts the heater voltage signal Ve as the other input of the integrator 7.

한편, 디지탈카운터(8a)(8b)에는 히이터전압이 인가되어 있을 때만 펄스신호를 발생하도록 한 아날로그비교기(클록발생기)(10)에서의 펄스를 클록신호로서 입력시켜서 상기한 업다운신호와 서로 어울려서 카운트수를 증감시키도록 이루고, 이 디지탈카운터(8a)의 디지탈출력신호를 상기한 가변증폭률회로의 DA변환기(6a)에 입력하므로서 증폭률을 가변시켜 디지탈가운터(8b)의 디지탈출력신호를 전압가변 회로 즉 DA변환기(6b)의 디지탈입력부에 귀한시키므로서, 아날로그출력(히이터전압검출신호)을 가변하는 것이다.On the other hand, the pulses from the analog comparator (clock generator) 10 which generate the pulse signal only when the heater voltage is applied to the digital counters 8a and 8b are inputted as clock signals, so that the counters match the up-down signals. The digital output signal of the digital counter 8b is inputted to the digital converter 8b by inputting the digital output signal of the digital counter 8a into the DA converter 6a of the variable amplification circuit described above. In other words, the analog output (heater voltage detection signal) is varied while deciding to the digital input portion of the DA converter 6b.

이와 같이 하여, 2개의 DA변환기(6a)(6b)와 적분기(7) 및 디지탈카운터(8a)(8b)로써 적분기(7)의 출력이 항상 0V로 되도록, 환원하면 적분기(7)의 입력에 가해지는 히이터전압신호와 히이터전류신호의 값이 동일하고 또한 서로 상쇄하도록 페루우프로 구성한다. 즉, 히이터전류신호(Vi)를 히이터전압신호(Ve)와는 반대 극성으로 하여 서로 상쇄하도록 적분기(7)입력으로 인가시켜 적분기(7)의 출력을 아날로그비교기(전압분별회로)(9)에 의하여 2위치 또는 3위치로 분별하여 디지탈카운터(8b)의 업다운신호(가산 또는 감산신호)로 구성하며, 디지탈카운터(8b)의 디지탈출력신호를 히이터 전압검출측의 DA변환기(6b)에 입력시키는 것이다. 이때, 히이터전류신호(V₁)는 미리 가변증폭률회로로써 히이터에 대응한 증폭률로 증폭하도록 설정하여 둔다. 이로써 감시동작에 앞서서 스위치(12)를 부하설정측에 접속하여 미리 정상시의 히이터전류검출신호의 값이 일정치로 되도록 히이터전류검출측의 DA변환기(6a)의 디지탈입력치(DIN)를 설정한다. 이 설정은 적분기 (7)와 아날로그비교(전압분별회로)(9)에 의한 업다운 신호에 의거하여 디지탈카운터(8a)에 의해서 실시된다. 이때, 히이터전압검출측의 DA변환기(6b)의 디지탈입력치를 100%상당으로 고정해두면, 상기한 가변증폭률회로와 적분기(7) 및 아날로그비교기(9) 및 디지탈카운터(8a)로 된 페루우프는 Ii = Ie(일정)로 되도록 동작한다.In this way, the two DA converters 6a and 6b, the integrator 7, and the digital counters 8a and 8b are always connected to the input of the integrator 7 to reduce the output of the integrator 7 to 0V. The values of the heater voltage signal and the heater current signal to be applied are the same, and the Peruux is configured to cancel each other. That is, the heater current signal Vi is applied to the integrator 7 input to cancel each other with the polarity opposite to the heater voltage signal Ve so that the output of the integrator 7 is transmitted by the analog comparator (voltage discriminator circuit) 9. It is composed of up-down signal (addition or subtraction signal) of the digital counter 8b by dividing into two or three positions, and inputs the digital output signal of the digital counter 8b to the DA converter 6b on the heater voltage detection side. . At this time, the heater current signal V ₁ is set in advance to be amplified by an amplification factor corresponding to the heater as a variable amplification factor circuit. Thus, prior to the monitoring operation, the switch 12 is connected to the load setting side, and the digital input value DIN of the DA converter 6a on the heater current detection side is set in advance so that the value of the heater current detection signal at normal time becomes constant. do. This setting is performed by the digital counter 8a based on the up-down signal by the integrator 7 and the analog comparison (voltage discriminating circuit) 9. At this time, if the digital input value of the DA converter 6b on the heater voltage detection side is fixed at 100% equivalent, the Peruuf made of the variable amplification circuit, the integrator 7, the analog comparator 9, and the digital counter 8a. Operates so that Ii = Ie (constant).

다음에, 스위치(12)를 부하설정측으로부터 감시동작측으로 전환하여 감시동작을 개시하면, 히이터전류검출측의 디지탈카운터(8a)는 고정되어 히이터전압검출측의 디지탈카운터(8b)가 히이터(H)의 상태에 따라서 변화한다. 즉, 히이터의 정상시에 있어서의 히이터전압검출측의 디지탈카운터(8b)의 값은 100%상당이지만, 히이터전류가 감소하면 디지탈카운터(8b)의 값도 감소율에 따라서 감소한다. 따라서, 디지탈설정기(13)로써 경보점을 히이터전류의 감소율로 설정하므로서 디지탈비교기(14)에 의하여 히이터단선의 판정을 실시할 수 있게 된다.Next, when the switch 12 is switched from the load setting side to the monitoring operation side and the monitoring operation is started, the digital counter 8a on the heater current detection side is fixed so that the digital counter 8b on the heater voltage detection side is the heater H. It changes according to the state of). That is, the value of the digital counter 8b on the heater voltage detection side at the time of normality of the heater is 100% equivalent. However, when the heater current decreases, the value of the digital counter 8b also decreases in accordance with the reduction rate. Therefore, the digital comparator 14 can determine the heater disconnection while setting the alarm point by the digital setter 13 at the reduction rate of the heater current.

즉, 예를 들면 디지탈설정기(13)로써 90(%)로 설정하면 히이터전류가 정상시의 90(%)이하로 되었을 경우에 경보를 출력하게 된다. 또한, 디지탈카운터(8a)(8b)와 디지탈비교기(14) 및 복호기(decoder)를 연산부로서 일괄하여 마이크로컴퓨터에 의한 소프트처리를 실시하는 것도 가능함과 아울러, 마이크로컴퓨터의 기능을 사용하여 설정부를 키이입력에 의하여 실시하는등 조작성을 향상시키는 것도 가능하게 된다.That is, for example, when the digital setter 13 is set to 90 (%), an alarm is output when the heater current becomes lower than 90 (%) at normal time. In addition, the digital counters 8a and 8b, the digital comparator 14, and the decoder can be collectively used as a computing unit to perform soft processing by a microcomputer, and the setting unit can be keyed using the functions of the microcomputer. It is also possible to improve operability, for example, by input.

본 발명에 관한 히이터단선 경보기는 이와 같이 적분기의 입력부에 절대치가 동등한 동일 파형의 히이터전압신호와 히이터전류신호가 가해지므로 실효치로 변환할 필요도 없으므로 경보설정을 디지탈화하므로서 개인차를 없애고 객관성을 향상 시킬 수 있다.The heater disconnection alarm according to the present invention is applied to the heater voltage signal and the heater current signal of the same waveform with the same absolute value at the input part of the integrator. Therefore, it is not necessary to convert to the effective value. have.

또한, 본질적으로 입력신호는 동시 처리되므로 온·오프제어나 위상제어 또는 제로크로스제어 등의 제어방식에 관계없이 히이터의 감시를 실시할 수 있다.In addition, since the input signals are processed in essence, the heater can be monitored regardless of a control method such as on / off control, phase control or zero cross control.

또, 전류신호입력부를 3개입력으로 하면 3상회로용의 것에도 간단히 대응할 수 있음과 아울러, 히이터의 상태신호는 디지탈화되어 있으므로 마이크로컴퓨터화가 쉽고 부가가치를 향상시킬수 있다. 또, 정상시의 히이터전류 검출신호의 값이 가변증폭률회로에 있어서 일정치로 되도록 하였으므로, 예를 들면 정격전류10A의 히이터에 대응하도록 제작된 것에 있어서 1A의 히이터를 감시하는 경우라도 상기한 수학식(1)에 있어서의[1(A)/10(A)]의 항이 소거되기 때문에, 상기한 식(1)은,In addition, if the current signal input unit has three inputs, the three-phase circuit can be easily responded to, and since the status signal of the heater is digitalized, it is easy to microcomputer and improve the added value. In addition, since the value of the normal heater current detection signal is set to a constant value in the variable amplification circuit, the above equation can be used even when a heater of 1 A is monitored so as to correspond to a heater having a rated current of 10 A, for example. Since the term [1 (A) / 10 (A)] in (1) is eliminated, the above formula (1) is

.....(2)식으로 되어서, 1%의 총합정도에서 양호되게 되며, 정밀도 향상을 위한 특별한 설계를 필요로 하지 않게 된다. 따라서, 광범위한 히이터용량에 대응하여 정밀도 양호하게 감시동작을 실시할 수 있다. It becomes ..... (2), and it becomes good in 1% of total degree, and does not need special design for improving precision. Therefore, the monitoring operation can be performed with high accuracy in response to a wide range of heater capacities.

Claims

The DA converter 6a is inserted into the precious circuit of the heater current detection side amplifier 11 to form a variable amplification factor circuit by the digital signal, and the DA converter 6b is inserted into the heater voltage detection side to insert the voltage by the digital signal. A variable circuit is configured so that the value of the heater current detection signal in the normal state becomes a constant value in the variable amplification circuit described above, and the value of the heater current detection signal at the time of measurement and the voltage detection signal of the heater are The up-down signal compared by the integrator 7 and the analog comparator 9 is returned to the voltage variable circuit as a digital value so that the heater voltage detection signal is varied so as to always be the same, and the Peruuf is configured to change the heater disconnection circuit by the feedback value. A heater break alarm, characterized in that a determination is made.