KR100868544B1 - 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1~8단까지 제어가 가능하고, 초소형 PLC를 사용하고, 제어용량이 최대 300kw(380v, 440v, 480v/3ph) 정도인 제어장치로서, 구체적으로는 산업 분야별로 작업 환경에 맞도록 언제든지 프로그램을 변경할 수 있고 유지 보수가 쉽고 신뢰성이 높은 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치를 구현하고자 한다.

전기히터, 다단제어기, 피엘씨, 덕트 히터, 유니트 히터

Description

피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치{Control Apparatus for Electric Heater}

본 발명은 산업용 전기히터의 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CPU 및 메모리 기능을 할 수 있는 PLC를 이용하여 복수의 전기히터를 자동으로 제어하고 또한 전기히터의 설정온도를 작업환경에 맞도록 임의적으로 설정할 수 있는 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 각종 산업현장에서는 필요한 온도를 유지하기 위하여 많은 종류의 히터가 사용되고 있으며, 중앙난방식과 달리 국소난방을 위해서는 화석연료를 직접 연소시켜 얻은 열을 이용하는 방법과 전기히터를 이용하는 방법이 사용된다. 작업자 및 시설물의 안전이 중요시되는 산업현장에서는 제어가 용이하고, 간편하며, 안전성이 높은 전기히터가 주류를 이루고 있다.

한편, 산업용 전기히터는 가정용과는 달리 전기용량이 수백 KW가 되기 때문에 그 제어 시스템이 매우 중요하게 된다. 이러한 전기히터 시스템은 난방이 필요 한 곳의 온도를 감지하는 센서부분과, 실제 열을 방출하는 발열부분 및 센서에서 감지된 온도를 바탕으로 사전에 프로그램된 제어 시나리오에 따라 필요한 제어신호를 발열체로 전송하는 제어부분으로 구성되어 있다.

상기 센서 및 발열체 부분은 그 구조가 단순하기 때문에 국산화가 용이하지만, 제어부분은 일부 국산화가 시도된 적이 있으나 산업으로 사용하기에는 신뢰성이 떨어져 사용이 중단된 상태이다.

산업용 전기히터의 제어방법은 주로 다단 제어방식을 사용하는데, 이는 발열체를 수개(통상, 3~4개에서 최대 10개 부분)로 나누어 센서에서 전송된 현재의 온도와 유지시키려는 온도의 차이에 따라 발열 부분의 수를 제어하는 방법이다. 이러한 제어방법은 비례제어 등 다른 방식에 비해 단순하고 명확하기 때문에 오동작률이 낮아 산업용 전기히터 제어에 많이 채용된다.

일반 가정용이나 오동작이 발생해도 크게 문제가 야기되지 않는 상업용과는 달리, 산업용 전기히터는 오동작에 따른 위험성이 높기 때문에 신뢰도가 월등히 높아야 한다. 일 예로, 석유 시추선의 경우에 해안에서 수백 KM 떨어진 해상에서 헬리콥터 외에는 비상대피수단이 전혀 없는 작업 환경에서 전기히터가 운전되기 때문에 SIL 2 이상의 안전레벨이 요구되고 있으며, 석유가스에 노출될 염려가 많은 ZONE 1, 2 지역에 설치되기 때문에 높은 안전성과 신뢰성이 요구된다. 또한 원자력 발전소에 사용되는 전기히터에도 유사한 정도의 안전성 및 신뢰도가 요구되고 있는 실정이다.

한편, 국내에 건설되고 있는 고리, 월성, 영광, 울진 원자력 발전소 등 20여 기의 기존 원자력 발전소 및 현재 건설 중인 신고리 원자력 발전소 등에도 발전소당 800~900기의 전기히터가 설치되어 있고, 또한 매 전기히터마다 다단 제어기가 설치되어 있으나, 모두 미국에서 수입한 제품이 주종을 이루고 있다.

그리고 한국의 조선산업은 수주량 및 건조량에 있어 세계 1위의 산업이지만, 고부가 가치의 해양 석유 시추선(drill ship), 석유 채굴, 저장선(FPSO Vessel) 등의 내부 부품은 국산화가 미미한 상태이고, 전기히터 및 전기히터 다단 제어기도 전량 수입품에 의존하고 있는 실정이다. 뿐만 아니라 국내의 전기히터 다단 제어기는 소규모의 가정용 난방 또는 상업용 난방 히터 제조업체에서 병행 생산하는 수준이기 때문에 아직 산업용으로는 안전성 및 신뢰도 등의 요구사항을 충족시키지 못하고 있다.

또 한편으로, 국내에서는 가정용 및 상업용의 전기히터를 생산하는 소규모의 전기히터 제조업체에서 4단 제어기를 개발하여 고리 원자력 발전소에 시험 설치한 적이 있으나, 성능이 수입품에 비해 떨어지고, 잦은 오동작으로 인해 신뢰성이 떨어져 수요처의 요구사항을 만족시키지 못해 정상적으로 활용되지 못하고 있는 실정이고, 특히 원자력 발전소에는 사용되지 못하고 있다.

그리고, 종래의 전기히터 제어장치는 전용 프로세서를 사용하기 때문에 사소한 고장도 국내에서 메인티넌스를 할 수 없을 뿐만 아니라 국내 개발제품의 5배에 달하는 고가이며, 또한 ABC BLDG 공기조화계통 EP-ROM의 부적절한 동작으로 EDH가 비정상적으로 동작하고, 상기 EP-ROM이 홀딩(holding)되는 현상이 발생하였다.

본 발명은 프로그램을 변경할 수 있는 PLC를 사용하여 산업용 전기히터를 사용하는 모든 기술분야에 제약을 받지 않고 한대의 제품으로 여러 분야에서 사용할 수 있도록 하는 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전용 프로세서를 사용하지 않으므로 전기히터의 온도를 임의대로 제어할 수 있고 또한 잦은 고장에도 언제든지 수리 및 보수가 간편한 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 외부의 공기가 유입되고 흐르는 복수의 공기 덕트를 구비하고, 상기 각각의 공기 덕트에는 전기히터가 설치되며, 상기 각각의 전기히터에는 마그네트가 연결된 통상의 산업용 전기히터장치를 자동으로 제어하는 장치에 있어서, 통상의 CPU와 메모리부 및 I/O 디바이스로 구성되고 상기 전기히터를 사용하는 각 산업 분야별로 프로그램을 임의대로 설정하고 제어할 수 있도록 하는 PLC와, 상기 공기 덕트의 출구쪽에 설치되고 상기 공기의 흐름에 따라 전기히터를 가동 또는 정지시키기 위한 팬 인터락과, 상기 각각의 공기 덕트에는 공기의 흐름을 감지하는 온도센서가 설치되고 상기 온도센서로부터 전송되는 신호를 입력받아 상기 PLC로 전송하는 온도감지 유니트와, 외부의 통신장비와 연결되어 상기 PLC에 저장된 프로그 램을 임의대로 수정할 수 있도록 하는 다운로딩 포트와, 복수의 스위치로 구성되고 상기 각각의 전기히터와 연결된 마그네트의 셋팅값 또는 딜레이 타임의 셋팅값 혹은 상기 전기히터의 가동순서를 설정하는 딥 패키지로 구성된 것에 기술적 특징이 있다.

본 발명은 한대의 제품(전기히터 제어장치)으로 전기히터를 사용하는 모든 산업분야에서 사용할 수 있도록 하고, 구체적으로는 각 산업분야에서 요구하는 전기히터의 제어조건에 맞도록 프로그램을 언제든지 변경하여 설정할 수 있도록 함으로써 소비자로 하여금 제품의 신뢰성을 높이고 또한 잦은 고장 시에도 언제든지 수리 및 보수가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 수입에만 의존하던 종래의 문제점들을 일시에 해소할 수 있을 뿐만 아니라 수입제품의 1/5 가격에 공급할 수 있고, 특히 모니터링 기능을 추가함으로써 산업현장에서 작업자가 직접 전기히터의 온도와 팬 상태 등을 외부에서 확인할 수 있으며, 이로 인해 화재 발생 등의 긴급 재난 시에도 신속하게 대처할 수 있다.

특히, 본 발명은 수입제품에 비해 기능 및 성능에 있어 뒤처지지 않고 뛰어나기 때문에 수입대체효과를 기대할 수 있으며, 구체적으로는 기존의 원자력발전소 설치물량 교체분을 수입에 의존하지 않고 본 발명의 제어장치를 사용할 수 있고, 신고리 원자력발전소나 신월성 원자력발전소 등의 신규 물량에 있어서도 우선순위 를 가질 수 있다. 뿐만 아니라 FPSO 및 Drill Ship에 본 발명의 제어장치를 장착하여 수출함으로써 수출효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 원자력발전소에 수입가격의 1/3 가격으로 공급함으로써 유지보수원가 및 신규구매물량의 원가를 약 67% 정도를 절감할 수 있고, 필요한 열 부하 만큼만 전기히터를 가동할 수 있기 때문에 과다난방전력 사용방지 설비의 안정적 운영과 구매원가를 절감할 수 있으며, 부가적으로 액체 전기가열장치에도 본 발명의 제어장치를 활용할 수 있다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 1~8단까지 제어가 가능하고, 초소형 프로그램 가능 논리 제어장치(semiconducting programmable logic controller: 이하 "PLC"라 함)를 사용하고, 제어용량이 최대 300kw(380v/3ph: 10시간 기준) 정도인 PLC를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치를 구현하고자 한다.

즉, 본 발명은 PLC를 사용한 산업용 전기히터 다단 제어장치로서, 바람직하게는 산업 분야별로 작업 환경에 맞도록 언제든지 프로그램을 변경할 수 있고 유지 보수가 쉽고 신뢰성이 높은 제어 장치를 구현한다.

또한, 본 발명은 모니터링 기능을 구현하여 외부에서 작업자가 전기히터의 온도나 팬 상태 및 공기의 유속을 실시간으로 확인할 수 있도록 하고, 또한 딜레이 타임 셋팅(delay time setting) 기능과 순ㆍ역방향 운전기능 및 제어단수를 8단으로 하여 더욱더 정밀한 제어가 가능한 장치를 제시한다.

그리고 본 발명에서는 컨트롤러의 고장시 수리가 용이하도록 착탈식 컴포넌트(component)를 채택하고, 컨트롤러 셋팅 상태와 동작 상태를 감시할 수 있는 LCD 모니터를 채택하고, 상기 컨트롤러의 이상 시에 간단한 리셋(reset) 기능을 가지는 제어 장치를 제시하고 있다.

뿐만 아니라, PLC 개념의 CPU를 채택함으로써 간단한 교육으로 프로그램을 수정하고 컨트롤러 상태를 모니터링할 수 있으며, 네트워크 PC를 연결하지 않고도 컨트롤러의 상태를 모니터링할 수 있는 소형 LCD 디스플레이를 채택하였고, 4~20mA 입력용으로 10Bit A/D 카드를 사용하여 연산 및 제어기능을 안정화시켜 출력접점의 플리커(flicker) 현상을 해소할 수 있는 제어 장치를 제시한다.

이와 같은 본 발명의 기술적 특징은 하기의 표 1에서 구체적으로 정리하였으며, 상기 표 1에서는 본 발명과 종래의 국내기술을 대비하였다.

기술적 특징	본 발명의 제어장치	종래의 제어장치
정상가동 온도범위	0~75℃ 이하	0~60℃ 이하
Time Delay 기능설정	가능	불가능
Heater 상호 Rotation 기능	가능	불가능
프로그램 설정 변경	가능	불가능
Monitoring 기능	가능	불가능
최대제어 Heater 수량	10	4

한편, 상기한 바와 같은 본 발명의 PLC를 이용한 산업용 전기히터의 제어장치는 각종 산업분야에 적용이 가능할 뿐만 아니라 다양한 제품에도 적용할 수 있다. 예들 들면, 해양 석유채굴 플랫폼, FPSO, Drill Ship, 원자력발전소의 난방제어, 폐기물 처리장의 난방제어, 정유공장, 화학공장 등 일반 플랜트의 난방제어에 활용할 수 있으며, 또한 HVAC Electric Heater Controller, Electric Unit Heater Controller, Electric Duct Heater Controller, Electric Liquid Heater Controller, AHU Electric Heater 다단 제어용 등의 제품에 적용할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 PLC를 이용한 산업용 전기히터 제어 장치의 구성을 보이고 있는 도면이다. 본 발명의 제어장치는 프로그램 설정 변경이 가능한 초소형 PLC(10), 모니터링 기능을 위한 LCD 포트(26), 외부에서 프로그램을 수정할 수 있는 다운로딩 포트(24), 각 공기 덕트에 설치된 전기히터(38)의 동작을 제어하는 팬 인터락(18), 및 상기 전기히터(38)와 연결되고 전기히터(38)의 개수를 설정하기 위한 복수의 딥 패키지(30,32)로 구성된다.

상기 전기히터(38)는 공기 덕트의 입구에 각각 설치되고 상기 각각의 전기히터(38)에는 마그네트(36)가 연결되어 있는데, 이는 통상적인 산업용 전기히터의 구성이므로 본 발명의 상세한 설명에서는 그 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 발명에서는 상기 전기히터(38)와 연결된 각각의 마그네트(36)를 1-스테이지, 2-스테이지, 3-스테이지,ㆍㆍㆍㆍ, 7-스테이지, 8-스테이지로 표기하고 있으며, 상기 마그네트(36)의 스위칭 동작에 따라 전기히터(38)는 온/오프되어진다. 이때 상기 마그네트(36)를 스위칭시키는 것이 본 발명의 딥 패키지(30,32)들과 초소형 PLC(10) 등의 스테이지 컨트롤러이다.

상기 도면들을 참조하면, 초소형 PLC(10)는 일반적인 대형 PLC의 구조를 소형화시킨 것으로서, 구체적으로는 전기히터(38)를 사용하는 산업 분야별로 프로그램을 임의대로 설정할 수 있도록 컴퓨터의 CPU 및 메모리 기능을 할 수 있는 초소형 PLC의 중앙처리장치 및 메모리이다. 이러한 PLC(10)는 통상적인 CPU(12)와 메모리부(14) 및 I/O 디바이스(I/O DEVICE: 16)로 구성된다.

팬 인터락(fan interlock: 18)은 공기가 흐르는 덕트의 출구쪽에 설치되고, 공기의 흐름에 따라 전기히터(38)를 제어하는 장치이다. 구체적으로는 상기 공기의 흐름이 없을 경우에 전기히터(38)가 가동되면 화재의 위험이 있기 때문에 이를 감지하여 전기히터(38)의 가동을 정지시키는 역할을 한다.

온도감지 유니트(temperature sensing unit: 20)는 공기 덕트에 설치된 각각의 온도센서(22)로부터 전송되는 신호(즉, 공기 덕트를 따라 흐르는 공기의 온도에 해당하는 신호)를 PLC(10)로 전송한다.

다운로딩 포트(downloading port: 24)는 일반적인 Hand-held Device 또는 노트북 등이 연결되며, 현장에서 상기 장치를 이용하여 특정지역의 온도에 맞추어 프로그램을 수정할 수 있도록 하고 또한 본 발명의 제어장치를 구입한 고객이 특정 온도를 요청시 조건에 맞는 온도 설정치를 입력하여 프로그램을 수정할 수 있는 포트이다.

LCD 포트(26)는 외부에서 설치된 LCD 모니터와 연결되며, 전기히터(38)가 설치된 공기 덕트 주변의 온도변화 및 전기히터(38)의 가동상태, 그리고 팬 인터락(18)의 상태 등을 LCD 모니터상에서 감시가 가능하고, 이를 작업자가 볼 수 있도록 하는 뷰어(Viewer)용 포트(port)이다.

전원공급부(power management: 28)는 본 발명의 PLC(10)가 장착된 스테이지 컨트롤러(STAGE CONTROLLER)가 작동될 수 있도록 하는 장치로써, 외부로부터 110V 또는 220V의 전원을 인가받아 5~24V로 변환시킨 다음에 이를 상기 PLC(10)가 작동할 수 있도록 공급한다.

딥 패키지(dip package: 30)는 8개의 스위치로 구성되는데, 전기히터(38)와 연결된 각 스테이지(36)의 셋팅값 또는 딜레이 타임(delay time) 등의 셋팅값을 설정하는 장치이다. 또한 딥 패키지(dip package: 32)는 2개의 스위치로 구성되며, 로테이트 사이클(rotate cycle)을 설정하는 장치이다. 이러한 딥 패키지(30,32)를 이루는 각 스위치의 동작은 표 2에서 구체적으로 표기하였고, 하기에서는 상기 각 스위치의 동작을 상세하게 설명할 것이다.

딥 패키지의 스위치 NO.	Description
1, 2, 3	Stage Select
4	No Use
5, 6	Delay Time Select
7	Forward-Reverse Operation Select
8	Rotate Operation Select
9, 10	Rotate Cycle Select

상기 딥 패키지(30)의 스위치 중에서 스위치 NO.1, NO.2, NO.3은 하기의 표 3에서 나타내고 있는 바와 같이 각 스테이지(36)의 셋팅값을 설정하는 기능으로, 2³은 총 8가지의 경우의 숫자가 나오며 이런 경우에 온(ON) 또는 오프(OFF) 기능을 설정하여 각각의 전기히터(38)의 개수를 설정한다. 만약 4개의 전기히터(38)만이 필요하다면 표 3의 4-스테이지처럼 '오프, 오프, 온'을 설정하면 된다. 여기서 스위치 NO.4는 아무런 기능이 없다.

	스위치 NO.1	스위치 NO.2	스위치 NO.3
1-스테이지	오프	오프	오프
2-스테이지	온	오프	오프
3-스테이지	오프	온	오프
4-스테이지	오프	오프	온
5-스테이지	온	온	오프
6-스테이지	온	오프	온
7-스테이지	오프	온	온
8-스테이지	온	온	온

상기 딥 패키지(30)의 스위치 NO.5, NO.6은 하기의 표 4에서 제시하고 있는 바와 같이 상기 온도센서(22)로부터 전송되는 신호에 응답할 때 일정시간을 두고 상기 전기히터(38)를 제어할 수 있도록 딜레이 타임을 설정하는 기능이다. 상기 기능은 온도센서(22)가 현재의 온도를 읽어들일 때 현재의 온도가 미세하게 변화되어 전기히터(38)와 연결된 마그네트(36)가 활성화 또는 비활성화되는 반복적인 기능을 시간적으로 지연함으로써 마그네트(36)의 수명을 연장하고 온도 제어를 설정하는 것이다.

	스위치 NO.5	스위치 NO.6
1초	오프	오프
3초	온	오프
5초	오프	온
10초	온	온

상기 딥 패키지(30)의 스위치 중에서 스위치 NO.7은 공기 덕트의 출구쪽에 설치된 온도센서(22)로부터 4~20mA의 아날로그 시그널을 받을 때, 상기 스위치 NO.7이 오프(off)일 경우 4~20mA 이내에서 설정된 전류만큼 각각의 스테이지(36)를 스위칭하여 전기히터(38)를 가동시키는 스위치이다. 이때 상기 스위치 NO.7이 온(on)일 경우에는 20~4mA 이내에서 설정된 전류만큼의 각각의 스테이지(36)를 움직여 전기히터(38)를 가동시킬 수 있다. 이와 같은 동작은 온도센서(22)로부터 입력되는 수치가 'Forward Type' 또는 'Reverse Type'인가에 따라 설정하여 각각의 전기히터(38)를 작동시키는 방법이다. 이는 표 5 및 표6에서 구체적으로 나타내었다.

딥 패키지(30)의 스위치 NO.7이 오프(off)일 때{4~20 Mamp Input Diagram-Forward Type}

스테이지	1	2	3	4	5	6	7	8
1	19 Mamp
2	12 Mamp	19 Mamp
3	9 Mamp	14 Mamp	19 Mamp
4	8 Mamp	12 Mamp	16 Mamp	19 Mamp
5	7 Mamp	10 Mamp	13 Mamp	16 Mamp	19 Mamp
6	6 Mamp	9 Mamp	11 Mamp	14 Mamp	16 Mamp	19 Mamp
7	6 Mamp	8 Mamp	10 Mamp	12 Mamp	14 Mamp	16 Mamp	19 Mamp
8	6 Mamp	8 Mamp	10 Mamp	12 Mamp	14 Mamp	16 Mamp	18 Mamp	20 Mamp

딥 패키지(30)의 스위치 NO.7이 온(on)일 때{20~4 Mamp Input Diagram-Reverse Type}

스테이지	1	2	3	4	5	6	7	8
1	5 Mamp
2	12 Mamp	5 Mamp
3	15 Mamp	10 Mamp	5 Mamp
4	16 Mamp	12 Mamp	8 Mamp	5 Mamp
5	17 Mamp	14 Mamp	11 Mamp	8 Mamp	8 Mamp
6	18 Mamp	15 Mamp	13 Mamp	10 Mamp	8 Mamp	5 Mamp
7	18 Mamp	16 Mamp	14 Mamp	12 Mamp	10 Mamp	8 Mamp	5 Mamp
8	18 Mamp	16 Mamp	14 Mamp	12 Mamp	10 Mamp	8 Mamp	6 Mamp	4 Mamp

상기 딥 패키지(30)의 스위치 중에서 스위치 NO.8은 아래에서 설명될 로테이트 사이클 기능을 설정할 때 사용되는 스위치이다.

한편, 전술한 딥 패키지(32)의 스위치 NO.9 및 스위치 NO.10은 하기의 표 7에서 나타내고 있는 로테이트 사이클(rotate cycle)의 기능을 설정하기 위한 스위치로서, 8개의 마그네트(1~8 스테이지: 36)를 시간별로 교대로 작동할 수 있도록 하여 수명을 연장시키고 복수의 마그네트(36)를 골고루 사용할 수 있도록 한다.

즉, 외부 온도가 일정하게 유지되어 특정 마그네트(36)만이 계속 움직이고 있다면 그 특정 마그네트(36)는 수명이 오래가지 못하며, 만약 총 8개의 마그네트(즉, 1~8 스테이지: 36)가 본 발명의 스테이지 컨트롤러와 연결되어 있어 1-스테이지와 2-스테이지만이 작동하고 있다면 장시간 운영될 경우 상기 1-스테이지와 2-스테이지의 마그네트는 교체를 하여야 하지만, 위에서 언급한 바와 같이 로테이트 사이클 설정을 활성화할 경우 1시간, 24시간, 1주일 간격으로 1-스테이지와 2-스테이지 기능을 나머지 스테이지(3,4,5,6,7,8)가 그 역할을 설정된 시간 간격으로 그 기능을 대신한다. 이때 딥 패키지(32)의 기능을 활성화하려면 우선 전제조건은 딥 패키지(30)의 스위치 NO.8이 '온(on)'되어야 한다.

	스위치 NO.9	스위치 NO.10
3초(데스트 모드)	오프	오프
1 시간	온	오프
24 시간	오프	온
1 주일	온	온

이하에서는, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 PLC를 이용한 산업용 전기히터의 제어 방법을 도 1 내지 도 6을 참조하여 각 단계별로 설명한다.

1. Stage Select (100단계)

본 발명의 스테이지 컨트롤러(stage controller)에 전원을 공급시에 기본적인 셋팅(setting)이 필요한데, 딥 패키지(30)의 스위치 NO.1, NO.2, NO.3를 이용하여 표 2(stage select)에서 나타낸 바와 같이 기본적인 전기히터(38)의 개수가 셋팅되면 필요한 로직(logic)을 프로세싱(processing) 한다.

2. Signal Input (102단계)

상기 스테이지 컨트롤러의 PLC(10)는 각 공기 덕트에 설치된 온도센서(22)에서 전송되는 아날로그 신호를 입력받는다. 이때 아날로그 신호는 표 5 또는 표 6에 의해 설정된 값이다.

3. Delay Time Select (104단계)

딥 패키지(30)의 스위치 NO.5, NO.6에 의해 표 4와 같이 설정되어진 시간에 맞추어 온도가 변할 때 마그네트(1~8 스테이지: 36)가 동작하도록 타임 간격을 셋팅(time interval setting)을 처리한다.

4. Rotate Cycle Select (106단계 및 108단계)

106단계에서 딥 패키지(30)의 스위치 NO.8이 온(on)일 경우에는 108단계에서 표 7과 같이 처리해 마그네트(36)의 순환기능을 딥 패키지(32)의 스위치 NO.9, NO.10으로 처리하고, 상기 106단계에서 딥 패키지(30)의 스위치 NO.8이 오프(off)일 경우에는 곧바로 'Input Type Select(110단계)를 수행한다.

5. Input Type Select (110단계 내지 114단계)

110단계에서 딥 패키지(30)의 스위치 NO.7이 온(on)일 경우에는 입력 신호를 표 6에서 나타낸 바와 같이 'Reverse Type'으로 입력받고(112단계), 만약 상기 110단계에서 딥 패키지(30)의 스위치 NO.7이 오프(off)일 경우에는 표 5에서 나타낸 바와 같이 'Forward Type'으로 입력받는다(114단계).

6. Stage Output (116단계)

각 공기 덕트에 설치된 온도센서(22))에서 감지된 온도에 따라 1~8 스테이지(즉, 각각의 마그네트: 36)를 활성화시켜 온도에 맞는 전기히터(38)를 가동시킨다.

7. Fan Interlock (118단계)

118단계에서 전기히터(38)가 가동 중에 공기 덕트에서 공기의 흐름이 감지되지 않으면 팬 인터락(18)과 연결된 센서가 신호를 전송하며, 상기 팬 인터락(18)은 상기 제어신호를 본 발명의 스테이지 컨트롤러(구체적으로는, PLC(10))로 전송하게 되고, 상기 PLC(10)는 모든 전기히터(38)의 가동을 중지시킨다. 만약, 상기 118단계에서 팬 인터락(18)에서 아무런 신호도 보내지 않으면(즉, 공기 덕트에서 공기의 흐름이 감지되면), 본 발명의 스테이지 컨트롤러를 계속해서 가동시킨다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터 제어 장치의 구성을 보여주고 있는 블록도.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 제어장치의 "A" 부분을 나타낸 도면.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 제어장치의 "B" 부분을 나타낸 도면.

도 4는 도 1에서 도시하고 있는 제어장치의 "C" 부분을 나타낸 도면.

도 5는 도 1에서 도시하고 있는 제어장치의 "D" 부분을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어방법을 보여주고 있는 흐름도.

Claims (4)

1. 외부의 공기가 유입되고 흐르는 복수의 공기 덕트를 구비하고, 상기 각각의 공기 덕트에는 전기히터(38)가 설치되며, 상기 각각의 전기히터(38)에는 마그네트(36)가 연결된 통상의 산업용 전기히터장치를 자동으로 제어하는 장치에 있어서,

   통상의 CPU(12)와 메모리부(14) 및 I/O 디바이스(16)로 구성되며, 상기 전기히터(36)를 사용하는 각 산업 분야별로 프로그램을 임의대로 설정하고 제어할 수 있도록 하는 PLC(10)와;

   상기 공기 덕트의 출구쪽에 설치되며, 상기 공기의 흐름에 따라 전기히터(38)를 가동 또는 정지시키기 위한 팬 인터락(18)과;

   상기 각각의 공기 덕트에는 공기의 흐름을 감지하는 온도센서(22)가 설치되고, 상기 온도센서(22)로부터 전송되는 신호를 입력받아 상기 PLC(10)로 전송하는 온도감지 유니트(20)와;

   상기 PLC(10)와 연결되며, 외부의 통신장비와 연결되어 상기 PLC(10)에 저장된 프로그램을 임의대로 수정할 수 있도록 하는 다운로딩 포트(24)와;

   복수의 스위치로 구성되며, 상기 각각의 전기히터(38)와 연결된 마그네트(36)의 셋팅값 또는 딜레이 타임의 셋팅값 혹은 상기 전기히터(38)의 가동순서를 설정하는 딥 패키지(30,32)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,

   외부에서 설치된 모니터와 연결되어 모니터링 기능을 위한 LCD 포트(26)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 딥 패키지(30)는,

   상기 전기히터(38)의 셋팅값을 설정하기 위한 스위치 NO.1, NO.2, NO.3과,

   상기 온도센서(22)로부터 전송되는 신호에 응답할 때 일정시간을 두고 상기 마그네트(36)를 제어할 수 있도록 딜레이 타임을 설정하는 스위치 NO.5, NO.6과,

   상기 온도센서(22)로부터 아날로그 신호를 입력받을 때 미리 설정된 전류만큼 상기 마그네트(36)를 제어하기 위한 스위치 NO.7로 구성됨을 특징으로 하는 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 딥 패키지(32)는,

   상기 각각의 마그네트(36)를 시간별로 순차적으로 작동할 수 있도록 로테이트 사이클 타임을 설정하는 스위치 NO.9, NO.10으로 구성됨을 특징으로 하는 피엘씨를 이용한 산업용 전기히터의 제어 장치.

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