KR100533613B1 - 다기능 디지털 온도제어기 - Google Patents

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KR100533613B1 KR1020040058250A KR20040058250A KR100533613B1 KR 100533613 B1 KR100533613 B1 KR 100533613B1 KR 1020040058250 A KR1020040058250 A KR 1020040058250A KR 20040058250 A KR20040058250 A KR 20040058250A KR 100533613 B1 KR100533613 B1 KR 100533613B1
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Abstract

본 발명은 다기능 디지털 온도제어기에 관한 것이다. 본 발명은 아날로그 디지털 변환기와, 온도감지 데이터를 온도비교인식 프로그램 소프트웨어에 의하여 온도값의 이상 유무를 판단하는 마이컴과, 온도감지 데이터와 이상유무 데이터를 모니터링용 컴퓨터에 전송하는 통신인터페이스부와, 감지된 온도값의 상태를 실시간으로 표시하는 온도표시부로 구성되는 통상의 디지털 온도제어기에 있어서, 각종 온도이상 상태를 표시하는 LED부와, 마이컴의 프로그램 메뉴 설정으로 자기위치를 표시하는 메뉴입력부, 감지된 온도값을 4~20㎃ 표준전류로 변환 송출하는 제어용 출력신호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 온도 값을 디지털 프로세싱 신호 처리하여 피제어기기를 자동 제어할 수 있고, 컴퓨터에서 처리하는 디지털 온도제어부의 상시감시 및 동작 데이터를 실시간 데이터 처리하여 웹(Web)상에서 조정 · 제어 · 감시할 수 있다.

Description

다기능 디지털 온도제어기{Multiplex Digital Temperature Controller }
본 발명은 다기능 디지털 온도제어기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 실시간으로 감지한 온도값을 디지털 신호로 처리하여 온도와 관련 있는 피제어기기, 즉, 주변장치 및 기기인 냉난방공조기,생산공정의 건조로, 방재설비 등의 각종 장치에 제어신호를 출력하여 필요로 하는 각종 제어기능을 제공하여, 원격에서 조정· 제어 및 감시할 수 있는 다기능 디지털 온도제어기에 관한 것이다.
본 발명과 관련되는 선행기술로 본 출원인이 발명한 대한민국 공개특허공보 제 1998-064919호(공개일 : 1998.10.7) "어드레서블 디지털 온도제어 및 모니터링 시스템"이 공개되어 있다. 상기 공개특허공보에 의하면, 메인시스템부에서 중앙 집중제어를 수행함과 함께, 디지털 데이터 통신라인으로 연결된 n개의 서브 콘트롤러에서 m개의 온도 콘트롤러를 그룹단위로 제어하여, 온도 관제점에 대한 디지털 감시와 제어 및 경보가 가능하도록 한 어드레서블 디지탈 온도제어 및 모니터링 시스템(Addressable digital thermo controller and monitering system)기술을 공개하고 있다.
상기 선행기술은 감시온도가 설정된 온도값을 초과하여 이상 발생하는 경우에는 릴레이 출력접점만을 이용하여 자동소화기 및 냉난방,공기조화장치의 가동(온),정지(오프)기능과 운용상태 감시등의 단순 제어하는 용도로 국한적으로 사용되는 기술적 수준이다. 이 기술은 원격에서 실시간으로 조정·제어·감시하는 기능이 정확하지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 디지털 반도체 소자 및 통신전송기술을 활용하여 온도제어가 필요한 장치에 온도값을 감지하여 설비운전을 자동제어 하거나 원격에서 조정 · 제어 및 감시할 수 있는 디지털 온도제어기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 방폭형 알루미늄 주물 외함에 디지털 제어기 회로기판과 온도감지기를 장착하여 석유화학플랜트, 가스플랜트, 자동차플랜트 도장라인, 화력 및 원자력발전플랜트 등 정밀한 온도 감지가 필요한 방폭지역에 사용할 수 있는 산업안전용의 디지털 온도제어기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적을 구현하기 위하여, 본 발명은 석유화학플랜트, 원자력발전플랜트 등의 방폭장비 및 방폭지역에서 실시간 온도감지와 화재 예측 감지 및 자기위치를 표시하는 기능을 갖으며 백금저항(PT 100 Ω)으로 특수 처리된 온도감지기와; 상기 온도감지기에서 감지된 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 아날로그 디지털변환부와, 디지털신호로 변환되어 입력된 온도감지데이터를 사전에 설정된 온도와 비교하는 프로그램 소프트웨어에 의하여 온도 값의 이상 유무를 판단하고, 감지온도의 판단결과 이상상태인 경우에는 온도이상 신호를 발생하는 마이컴과, 상기 마이컴에서 판단된 온도감지데이터와 이상유무데이터를 모니터링용 컴퓨터에 전송하는 통신인터페이스부와 일정한 시간 간격으로 현재의 실시간 온도를 표시하는 온도표시부로 구성되는 통상의 디지털온도제어기에 있어서, 마이컴의 프로그램 메뉴 설정으로 모든 온도감지기에 고유 통신번호를 부여하는 메뉴입력부와;상기 온도감지기에서 감지된 온도 값을 표준전류로 변환하여 송출하되, 4mA 내지 20mA 범위의 표준전류값으로 온도 값을 변환하는 제어용 출력신호부와; 상기 출력신호에 따라서 해당 LED을 점등시키는 LED부를 포함하여 구성하고, 상기 마이컴은 판단된 온도 값에 따라 1단계 사전예측 설정온도 이상신호인 프리알람신호와, 2단계 실제 감지온도 이상신호인 알람신호를 발생시키고, 디지털 온도 제어부의 동작 데이터를 실시간 데이터 처리하여 웹(Web)상에서 조정 · 제어 · 감시하는 것을 특징으로 한다.
상기 온도감지기는 백금저항(PT 100 Ω)과 특수 처리된 감지봉으로 구성되고, 백금촉매 열전대의 온도값 변화에 상응한 저항값의 변화를 디지털 온도제어기의 제어부로 전달한다. 제어부내의 마이컴은 소프트웨어로 분석 처리하여 실시간으로 온도값 표시, 감지기의 자기위치표시, 전원 및 통신이상유무표시, 사전예측 설정온도 신호, 이상온도 신호등을 릴레이 출력부와 제어용 신호출력부를 통하여 외부 장치를 제어한다. 또한, RS- 485 통신칩을 이용하여 양방향통신으로 각종 온도 감지 상태 정보가 실시간 컴퓨터로 전송되고 분석·처리·저장된다. 본 발명은 모든 온도감지기의 온도 값을 원격에서 제어 · 조정하고, LAN 및 웹(WEB)상에서 운용할 수 있는 등 다양한 기능을 가지는 디지털 온도제어기에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도면을 토대로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 디지털 온도제어기의 전기회로 불럭도이고, 도 2는 본 발명의 디지털 온도제어기의 배선도로 실시간으로 온도 감지하여 외부기기를 제어 및 원격으로 온도값 조정·감시·제어할 수 있음을 보여준다.
도 1에 도시된 바와 같이, 온도감지기(1)로 감지된 온도감지 신호는 아날로그신호로 이 아날로그신호는 아날로그디지털 변환기(12)에서 디지털 데이터로 변환되어 마이컴(11)에 입력된다. 마이컴(11)에 입력된 디지털 온도감지데이터를 사전에 예측하기 위하여 설정된 화재인식 온도정보와 비교하여 이상 유무를 판단하고 그 온도감지 데이터와 이상유무 데이터를 통신인터페이스부(14) RS- 485 통신칩을 통해서 컴퓨터(20)로 전송한다. 동시에 일정한 시간 간격으로 현재의 실시간 온도를 온도표시부(16)에 표시해준다.
한편 마이컴(11)에서 감지온도의 판단결과 이상상태인 경우에는 온도이상 신호가 발생한다. 이 신호는 1단계 사전예측 설정온도 이상신호(Pre-alarm)와 2단계 실제 감지온도 이상 신호(Alarm)로 구분하여 발령된다. 상기 신호의 출력은 LED부(15)를 통해서 해당 LED를 점등시키며, 릴레이 출력부(17),제어용 출력신호부(18)를 통해서 피제어기기(40)인 온도관련 제어대상인 다른 연동기기에 신호가 전달된다.
또한 온도감지기(1)의 고장유무를 진단하여 온도감지가 안되는 감지기가 이상일 경우에는 릴레이 출력부(17)로 접점신호를 출력하여 LED부(15)에서 해당 LED를 점등시켜 감지기 이상을 알려준다. 메뉴입력부(13)는 마이컴(11)의 프 로그램 메뉴 설정으로 감지기의 위치표시를 하기 위한 어드레스기능을 한다. 즉, 1단계 사전예측 설정온도(Pre-alarm)와 2단계 실제 감지온도(Alarm) 임의설정기능, 온도값 오차 및 편차조정을 위한 캐리브레이션 기능을 설정한다.
또한 제어용 출력신호부(18)는 감지된 온도값을 온도제어기에서 4~20㎃ 표준전류로 변환 송출되어 PID(Proportional Integral Differential)제어부(30)에 의하여 피제어기기(40)의 온도를 제어한다. 여기서 피제어기기(40)는 온도관련 주변장치 및 공조설비의 밸브,휀,댐퍼장치, 방재설비, 온도공정 관련 설비 등이 포함된다.
컴퓨터(20)는 마이컴에서 분석 처리하여 전송된 실시간 감지 온도값 , 감지기의 자기위치, 전원 및 통신이상유무 상태, 사전예측 설정온도 신호, 이상온도 신호 릴레이 출력부와 제어용 신호출력부등의 모든 상태정보는 RS- 485양방향 디지털 통신으로 실시간으로 감시제어 하며, 모든 온도감지기의 온도값을 원격에서 제어 · 조정한다.
도 2는 본 발명을 이용하여 실시간으로 온도를 감지하여 외부기기를 제어 및 원격으로 온도값을 조정·감시·제어하는 배선도이다.
디지털 온도제어부(10)의 메뉴입력부(13)를 이용하여 모든 감지기에 고유 통신번호를 부여한다. 예를 들어#1-01과 같이 고유번호를 부여하는 경우, #1은 온도감지 그룹을, -01은 온도감지 고유번호를 표시한다. #1-01~32는 1 그룹에 1번 감지기에서 32번 감지기 (감지 포인트)가 있다는 표시이다.
전기배선은 온도감지기별 배선이 아닌 구역별로 배선되는 디지털전송 버스배선 방식을 채택하므로서 배선공사가 편리하며 배선공사비가 절감된다.
컴퓨터(20)는 양방향 디지털 통신에 의한 자체 소프트웨어기법을 이용하여 원격 방재센터의 PC로부터 위의 모든 온도 감지기의 기능을 제어, 감시 및 조정할 수 있으며,인터넷 웹(Web)상에서도 동일한 기능으로 운용할 수 있다.
앞에서 서술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 온도감지기로 감지된 온도값을 마이컴을 입력하여 온도값을 디지털 신호 처리화하여 온도조정, 감시가 필요한 장치에 신호가 전송되어 공조기의 전자밸브 개폐각도 조절, 온도관련 생산 공정의 온도조절, 방재설비를 자동 제어한다. 또한 온도감지기의 자기 위치표시, 온도감지기의 이상유무, 실시간 감지 온도값 표시, 전원이상, 통신이상, 사전예측 설정온도 신호, 이상온도 신호등을 RS- 485 양방향 디지털 통신전송방식에 의하여 컴퓨터와 연계하여 실시간으로 원격으로 조정·제어·감시할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 실시간으로 정밀 감지 측정한 온도값을 디지털 신호화하여 온도관련 주변 장치 및 기기, 즉 온도관련 공조설비의 밸브,휀,댐퍼장치의 온도를 자동으로 제어한다. 특히, 방재용으로 사용시에는 접점 닫힘, 열림의 단순 접점신호를 출력하는 아날로그방식이 아닌 온도단계별로 디지털 온도값에 의하여 정밀히 화재를 예측 감지하며, 감지기 위치 등을 실시간으로 파악할 수 있다.
또한, 본 발명은 감지기의 이상유무, 실시간 측정 온도값 표시, 감지기 위치표시, 전원 이상, 통신이상, 사전예측 설정온도신호, 이상온도 신호등을 양방향 디지털 통신전송방식에 의하여 컴퓨터와 연계하여 실시간으로 원격으로 조정 ,제어, 감시할 수 있으므로 온도제어를 정확히 실행할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명을 알루미늄 주물 외함에 다기능 디지털 제어기 기판과 온도감지기를 장착하여 석유화학플랜트, 가스플랜트, 자동차플랜트 도장라인, 화력 및 원자력발전플랜트 등 정밀한 온도 감지측정이 필요한 방폭지역에서 산업안전용 온도감지기로 사용할 경우 각종 온도로 인한 사고를 사전에 예방할 수 있고, 온도감지기의 배선방식이 디지털전송 배선 방식을 채택하므로서 배선공사가 간편하고 배선공사비가 대폭 절감되는 경제적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 다기능 디지털 온도제어기의 전기회로 블록도.
도 2는 본 발명의 다기능 디지털 온도제어기의 배선도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 온도감지기 10 : 온도제어부
11: 마이컴 12 : 아날로그 디지털 컨버터
14 : 통신인터페이스부 16 : 온도표시부
18 : 제어용출력 신호부 20: 컴퓨터

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 석유화학플랜트, 원자력발전플랜트 등의 방폭장비 및 방폭지역에서 실시간 온도감지와 화재 예측 감지 및 자기위치를 표시하는 기능을 갖으며 백금저항(PT 100 Ω)으로 특수 처리된 온도감지기(1)와; 상기 온도감지기(1)에서 감지된 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 아날로그 디지털변환부(12)와, 디지털신호로 변환되어 입력된 온도감지데이터를 사전에 설정된 온도와 비교하는 프로그램 소프트웨어에 의하여 온도 값의 이상 유무를 판단하고, 감지온도의 판단결과 이상상태인 경우에는 온도이상 신호를 발생하는 마이컴(11)과, 상기 마이컴에서 판단된 온도감지데이터와 이상유무데이터를 모니터링용 컴퓨터(20)에 전송하는 통신인터페이스부(14)와, 일정한 시간 간격으로 현재의 실시간 온도를 표시하는 온도표시부(16)로 구성되는 통상의 디지털 온도제어기에 있어서,
    상기 마이컴(11)의 프로그램 메뉴 설정으로 모든 온도감지기에 고유 통신번호를 부여하는 메뉴입력부(13)와;
    상기 온도감지기에서 감지된 온도 값을 표준전류로 변환하여 송출하되, 4mA 내지 20mA 범위의 표준 전류값으로 온도 값을 변환하는 제어용 출력신호부(18)와; 상기 출력신호에 따라서 해당 LED을 점등시키는 LED부(15)를 포함하여 구성하고, 상기 마이컴(11)은 판단된 온도 값에 따라 1단계 사전예측 설정온도 이상신호인 프리알람신호와, 2단계 실제 감지온도 이상신호인 알람신호를 발생시키고, 디지털 온도제어부(10)의 동작 데이터를 실시간으로 데이터 처리하여 웹상에서 조정 · 제어 · 감시하는 것을 특징으로 하는 다기능 디지털 온도제어기.
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