KR101425204B1

KR101425204B1 - 축사 환풍기제어장치

Info

Publication number: KR101425204B1
Application number: KR1020130002114A
Authority: KR
Inventors: 이상관
Original assignee: 우리엘전자(주)
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-07-31
Also published as: KR20140090363A

Abstract

본 발명은 축사 환풍기제어장치에 관한 것으로서, 환기 제어장치(100)는 입력부(10)에서 입력되는 각 환풍기의 풍량에 대한 데이터에 따라 각 환풍기(60)를 제어하고, 축사에 설치된 온도센서(45)와 각 환풍기(60)의 속도센서로부터 감지된 속도데이터를 수신하여 감지된 속도데이터의 최고속도에 대한 비율로 풍량을 표시하도록 표시부(20)를 제어하는 중앙제어장치(30)와, 축사에 설치된 각 환풍기(60)의 속도센서에서 감지된 속도 데이터를 수신하고 중앙제어장치(30)에서 출력되는 각 환풍기(60)의 속도 데이터를 각 환풍기로 송신하는 중앙통신부(40)를 포함하여 구성된다. 통신 버스부(50)가 중앙통신부(40)와 다수의 환풍기 통신부(61)를 연결하여 다수의 환풍기(60)는 통신 버스부(50)를 통해 환기 제어장치(100)에 의해 제어되도록 구성하여 중앙에 설치된 환기 제어장치에서 다수의 환풍기의 회전속도를 개별적으로 제어하여 축사에서 사육되는 가축의 수 또는 환풍기의 고장 등에 따라 동작되는 환풍기의 수를 조절할 수 있고, 축사의 내부 온도에 따라 적절한 환풍기의 회전속도 조절로 불필요한 전력의 소비를 줄일 수 있다

Description

축사 환풍기제어장치{ventilation control apparatus for a stable}

본 발명은 축사 환풍기 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축사에 설치된 다수의 환풍기를 중앙에 설치된 환기제어장치에서 각각 개별적으로 제어하여 축사의 실내온도와 축사에서 사육되는 가축의 수 또는 환풍기의 고장 등으로 동작되는 환풍기의 수를 조절하여 환경에 맞는 풍량으로 환기되도록 개별적으로 제어할 수 있는 축사 환풍기 제어장치에 관한 것이다.

가축을 키우기 위한 축사의 경우에는 가축이 배설하는 각종의 오물에 의해 젖어있는 상태로 유지되어 있으며, 젖어있는 바닥을 건조시켜야 할 뿐만 아니라, 하절기에 가축의 스트레스를 예방하기 위한 수단으로서 환기장치가 사용되고 있다.

축사의 환경요인 가운데 가축의 생산성에 가장 큰 영향을 주는 것이 온도이며, 축사 내부의 온도를 가축에 적합하게 유지하기 위해서는 내부의 온도를 제어해야 한다. 환풍기는 내부의 온도 조절이 필요한 축사의 지붕(천장), 벽면 등에 설치하여 축사의 내부 온도를 조절하기 위해 사용된다.

축사 내부의 온도 조절을 위해, 축사 내부의 온도가 적정 온도 이상으로 상승하여 온도를 낮추어야 할 필요가 있을 때는 환기구를 열고 환풍팬을 작동시켜 축사 내부의 더운 열기를 외부로 배출함으로써 건물 내부의 온도를 적정 온도로 낮출 수 있게 되고, 환풍팬에 의한 강제 환기가 이루어지는 동안에 건물 내부의 온도가 적정 온도 이하로 내려가면, 환풍팬의 작동을 멈추고 환기구를 닫아줌으로써 축사 내부의 온도를 항상 일정하게 유지시켜주는 중요한 역할을 수행하게 된다.

축사용 환기장치는 축사의 크기에 따라 한개 또는 다수개의 환풍기를 설치하여 축사의 공기를 외부로 배출하고 환풍기가 회전하면서 외부로부터 공기가 유입되어 축사 내부에 환기시키도록 하고 있다.

하절기에는 외기온도가 높고 동절기에는 외기온도가 낮으며, 환절기에 주야 온도편차가 매우 심하므로 축사는 외기온도의 영향을 받을 수 밖에 없다.

하절기(夏節期)의 경우 외기온도가 높아 환풍기를 최대한 가동하더라도 큰 문제가 없으나, 환절기나 동절기의 경우 환풍기의 가동에 따라 축사내 온도변화가 커지게 된다.

환절기의 경우, 주간 및 야간에 외기온도가 상당히 다르기 때문에, 주간 및 야간에 환기량을 세밀하게 조절하여 환기시 축사내 온도편차를 최소화하여야 하나, 이는 많은 관리부담이 요구된다.

동절기의 경우, 환풍기를 작동하여 외부공기를 축사내로 유입시킬 때 차가운 공기에 의하여 축사내의 온도가 급격히 떨어져 환풍기의 작동을 멈추어야 한다. 그런데 환풍기의 작동을 멈추면 축사내의 유해가스 농도가 급격히 올라가고, 반대로 환풍기를 작동하면 축사내의 온도가 급격히 떨어졌으며, 환풍기의 작동 및 멈춤을 반복하여 축사내의 온도를 조절하여야 한다.

종래의 축사용 환기장치에서는 외부의 온도조건이나 사계절 상태와는 관계없이 운전스위치의 조작만으로 다수의 환풍기 전체를 전속력으로 구동시키기 때문에, 동절기나 환절기에 환풍기를 가동시키는 경우 외부 온도에 관계없이 다수의 환풍기전체를 전속력으로 가동시키게 되어 축사 내부의 온도를 적절하게 유지하기 어려운 문제가 있었다.

또한 가축의 수 또는 환풍기의 고장 등에 따라 다수의 환풍기 중에서 일부를 동작 오프시키기 위해서 각 환풍기에 차단기 스위치와 중앙 제어판넬까지 배선을하여야 하므로 장치가 복잡하고 비경제적이며, 중간 정도의 속력으로 구동해도 충분히 환기가 되는 때에도 전속력으로 구동하거나 전원을 차단하여 동작하게 되어 불필요한 전력이 소비될 뿐만 아니라, 과도한 내부공기의 배출에 의해 적정한 온도의 유지가 어렵다는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 농업용 비닐하우스나 유리온실, 가축용 축사, 또는 공장과 같은 산업용 건물에 설치되어 건물 내부의 강제 환기가 이루어지게 하는 환풍기의 회전속도를 온도에 따라 자동으로 제어하는 환풍기 제어장치가 도 1에 도시된 바와 같이 한국등록특허 제10-1010511호에 개시된다.

이 종래의 기술에 의한 환풍기 제어장치는 온도센서(1), 메인제어유닛(MCU,2), 설정/표시부(3), 릴레이 드라이버(4), 릴레이부(5), 가변 트랜스포머(VT), 팬모터(7) 및 전원공급부(8)를 포함하여 구성된다.

설정/표시부(3)는 환풍기 팬모터(7)의 제어에 대한 자동/수동을 선택하고 설정 온도를 입력하도록 하는 키설정부(3a)와, 현재 온도와 설정 온도를 디지털로 표시하는 7-세그먼트 디스플레이(3b)와, 팬모터(7)가 자동으로 제어되는지 또는 수동으로 제어되는 지를 표시하는 LED(3c)를 포함하여 구성된다.

이 종래의 기술에 의한 환풍기 제어장치는 온도 조건에 따라 환풍기의 팬모터의 구동을 제어하기 때문에 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있지만, 릴레이 드라이버, 릴레이부, 가변 트랜스포머를 다수개 사용하여 회로가 복잡하고 부품의사용량이 많아 생산비용이 높아서 경제적이지 못한 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 중앙제어판넬과 다수의 환풍기 사이에 통신망을 구성하여 축사에 설치된 다수의 환풍기의 회전속도를 각각 제어하여 개별적으로 환기되는 풍량을 조절할 수 있는 축사 환풍기 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 환풍기를 동시에 온/오프 하지 않고 외부의 온도조건이나 사계절 상태에 맞추어 동작되는 환풍기의 수를 조절하여 축사 내부의 공기를 환기시키면서 축사 내부를 일정 온도로 유지할 수 있고, 축사 내부온도에 따른 적절한 환풍기의 회전속도 조절로 불필요한 전력의 소비를 줄일 수 있는 축사 환풍기 제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 축사에서 사육되는 가축의 수 또는 환풍기의 고장 등에 따라 동작되는 환풍기의 수를 조절하여 환기되는 풍량을 조절할 수 있는 축사 환풍기 제어장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 축사 환풍기제어장치는 전체 전원을 온/오프하는 온/오프신호, 각 환풍기의 풍량의 설정값을 입력하는 입력부와, 상기 입력부에서 입력되는 온/오프신호에 따라 전원 온/오프 상태를 표시하고, 각 환풍기의 풍량을 표시하고, 축사에 설치된 온도센서와 각 환풍기의 속도센서에서 감지한 감지 데이터를 표시하는 표시부와, 상기 입력부에서 입력되는 각 환풍기의 풍량에 대한 데이터에 따라 축사의 각 환풍기를 제어하고, 축사에 설치된 온도센서와 각 환풍기의 속도센서로부터 감지된 속도데이터를 수신하여 상기 감지된 속도데이터의 최고속도에 대한 비율로 풍량을 표시하도록 제어하는 중앙제어장치와, 축사에 설치된 각 환풍기의 속도센서에서 감지된 속도 데이터를 수신하고 상기 중앙제어장치에서 출력되는 각 환풍기의 속도 제어데이터를 각 환풍기로 송신하는 중앙통신부를 포함하여 구성되는 환기 제어장치와; 상기 중앙통신부와 다수의 환풍기 통신부를 연결하여 서로 통신이 가능하도록 하는 통신 버스부와; 축사에 설치되며 상기 통신 버스부를 통해 상기 환기 제어장치에 의해 제어되는 다수의 환풍기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 입력부는 전원을 온/오프 하는 전원 스위치와; 축사에 설치된 각 환풍기의 풍량을 설정하는 풍량 입력부와; 상기 각 환풍기의 풍량을 수동 또는 자동으로 조정하도록 선택하는 수동/자동 모드키를 포함하여 자동모드 또는 수동모드를 선택할 수 있는 수동/자동 모드 선택부와; 각 환풍기의 풍량을 조정하기 위하여 조정할 환풍기를 선택하는 환풍기 선택부로 구성되고,

표시부는 축사에 설치된 온도센서로부터 감지된 온도를 표시하는 현재온도 표시부와; 상기 환풍기 선택부에 의해 선택된 환풍기의 풍량을 설정하는 풍량 입력부에서 입력되는 설정 풍량을 표시하는 설정풍량 표시부와; 상기 수동/자동 모드 선택부에 의해 선택된 자동모드 또는 수동모드를 표시하는 모드표시부와; 상기 환풍기 선택부에서 선택된 환풍기를 표시하는 선택환풍기 표시부와; 상기 환풍기 선택부에서 선택된 환풍기의 현재 풍량을 표시하는 현재 풍량 표시부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 환풍기는 통신 버스부를 통해 환기 제어장치의 중앙통신부와 통신하는 환풍기 통신부와; 상기 환풍기 통신부로부터 모터 제어데이터를 입력받아 송풍팬 모터를 제어하고, 송풍팬 속도센서로부터 상기 송풍팬 모터의 속도 데이터를 입력받아 환기 제어장치로 송신하도록 상기 환풍기 통신부를 제어하는 모터제어장치와 상기 모터제어장치의 제어신호에 따라 전원에서 인가되는 전원을 온/오프하는 다수의 전자스위치를 포함하는 전자 스위치부로 구성되는 모터 구동부와; 상기 모터 구동부의 제어에 따라 송풍팬을 회전시키는 송풍팬 모터와; 상기 송풍팬 모터의 속도를 감지하여 상기 모터 구동부로 입력하는 송풍팬 속도센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 전자 스위치부는 3상의 전원을 각각 온/오프하는 트라이악, 사이리스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 축사에 설치된 다수의 환풍기와 중앙에 설치된 환풍기 제어장치 사이에 통신을 통하여 각 환풍기의 회전속도를 개별적으로 제어하여 축사에서 사육되는 가축의 수 또는 환풍기의 고장 등에 따라 동작되는 환풍기의 수를 조절하고 축사의 내부 온도에 따라 적절히 환기되는 풍량을 조절함으로써 환기 중에도 축사 내부를 일정 온도로 유지할 수 있고, 불필요한 전력의 소비를 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 환풍기 제어장치의 블록도,
도 2는 본 발명에 의한 축사 환풍기 제어장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명에 의한 축사 환풍기 제어장치의 환기제어장치를 구성하는 입력부와 표시부의 일실시예,
도 4는 본 발명에 의한 환풍기의 구성을 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명에 의한 다수의 환풍기를 구성하는 모터 구동부를 모터제어장치와 트라이악으로 구성한 실시예를 나타내는 블록도,
도 6은 본 발명에 의한 환풍기 통신부와 중앙 통신부 사이에 통신하는 패킷 데이터 포맷의 실시예,
도 7a와 도 7b는 본 발명에 의한 펄스폭 변조 속도 제어데이터에 의해 송풍팬 모터의 속도가 제어되는 상태를 나타내는 개념도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 본 발명에 의한 축사 환풍기 제어장치의 구성을 나타내는 블록도가 도시된다.

본 발명에 의한 축사 환풍기 제어장치는 전체 전원을 온/오프하는 온/오프신호, 각 환풍기(60)의 풍량 등의 설정값을 입력하는 입력부(10)와, 상기 입력부(10)에서 입력되는 온/오프신호에 따라 전원 온/오프 상태를 표시하고, 각 환풍기(60)의 풍량을 표시하고, 축사에 설치된 온도센서(45)와 각 환풍기(60)의 속도센서에서 감지한 감지 데이터를 표시하는 표시부(20)와, 상기 입력부(10)에서 입력되는 각 환풍기의 풍량에 대한 데이터에 따라 축사의 각 환풍기(60)를 제어하고, 축사에 설치된 온도센서(45)와 각 환풍기(60)의 속도센서로부터 감지된 속도데이터를 수신하여 상기 감지된 속도데이터의 최고속도에 대한 비율로 풍량을 표시하도록 상기 표시부(20)를 제어하는 중앙제어장치(30)와, 축사에 설치된 각 환풍기(60)의 속도센서에서 감지된 속도 데이터를 수신하고 상기 중앙제어장치(30)에서 출력되는 각 환풍기(60)의 속도 제어데이터를 각 환풍기로 송신하는 중앙통신부(40)를 포함하여 구성되는 환기 제어장치(100)와; 상기 중앙통신부(40)와 다수의 환풍기 통신부(61)를 연결하여 서로 통신이 가능하도록 하는 통신 버스부(50)와; 축사에 설치되며 상기 통신 버스부(50)를 통해 상기 환기 제어장치(100)에 의해 제어되는 다수의 환풍기(60)를 포함하여 구성된다.

여기서 환기 제어장치(100)는 중앙에 설치되고 다수의 환풍기(60)는 각 구역에 설치되고, 축사는 하나의 축사이거나 다수의 축사일 수 있고, 다수의 축사인 경우 축사 선택부와 축사 표시부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 또한 환풍기는 다수개 설치되지만 어느 하나를 특정할 필요가 없는 때에는 대표 부호 "60" 을 붙여 설명한다.

도 3에 본 발명에 의한 축사 환풍기 제어장치의 환기 제어장치를 구성하는 입력부와 표시부의 일실시예가 도시된다.

본 발명에 의한 환기 제어장치(100)를 구성하는 입력부(10)와 표시부(20)는 동일한 보드 상에 설치되며 입력부(10)는 전원을 온/오프 하는 전원 스위치(11)와; 축사에 설치된 각 환풍기(60)의 풍량을 설정하는 풍량 입력부(12)와; 상기 각 환풍기(60)의 풍량을 수동 또는 자동으로 조정하도록 선택하는 수동/자동 모드키(13a, 13b)를 포함하여 자동모드 또는 수동모드를 선택할 수 있는 수동/자동 모드 선택부(13)와; 각 환풍기(60)의 풍량을 조정하기 위하여 조정할 환풍기를 선택하는 환풍기 선택부(14)로 구성되고,

표시부(20)는 축사에 설치된 온도센서(45)로부터 감지된 온도를 표시하는 현재온도 표시부(21)와; 상기 환풍기 선택부(14)에 의해 선택된 환풍기의 풍량을 설정하는 풍량 입력부(12)에서 입력되는 설정 풍량을 표시하는 설정풍량 표시부(22)와; 상기 수동/자동 모드 선택부(13)에 의해 선택된 자동모드 또는 수동모드를 표시하는 모드표시부(23)와; 상기 환풍기 선택부(14)에서 선택된 환풍기를 표시하는 선택환풍기 표시부(24)와; 상기 환풍기 선택부(14)에서 선택된 환풍기의 현재 풍량을 표시하는 현재 풍량 표시부(25)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 중앙 통신부(40)는 각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)의 환풍기 통신부(61-1, 61-2, ..., 61-n)에 통신 버스부(50)를 통해 연결되고, 중앙 통신부(40)와 환풍기 통신부(61-1, 61-2, ..., 61-n)는 RS232 시리얼 통신, RS485 시리얼 통신, 디바이스 넷(DeviceNet) 통신, 이더넷 통신 등으로 통신되도록 구성될 수 있다.

중앙 통신부(40)는 상기 각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)의 주소데이터와 제어 데이터를 포함하는 패킷 데이터(도 6참조)를 통신 버스부(50)를 통해 상기 각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)로 송신한다.

도 4에 본 발명에 의한 환풍기의 구성을 나타내는 블록도가 도시되고, 도 5에 본 발명에 의한 다수의 환풍기를 구성하는 모터 구동부를 모터제어장치와 트라이악으로 구성한 실시예를 나타내는 블록도가 도시된다.

본 발명에 의한 다수의 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n) 각각은 통신 버스부(50)를 통해 환기 제어장치(100)의 중앙통신부(40)와 통신하는 환풍기 통신부(61)와; 상기 환풍기 통신부(61)로부터 모터 제어데이터를 입력받아 송풍팬 모터(64)를 제어하고, 다수의 송풍팬 속도센서(63)로부터 상기 송풍팬 모터(64)의 속도 데이터를 입력받아 환기 제어장치(100)로 송신하도록 상기 환풍기 통신부(61)를 제어하는 모터제어장치(621)와 상기 모터제어장치(621)의 제어신호에 따라 삼상 전원에서 인가되는 전원을 온/오프하는 3개의 전자스위치(예를 들면 트라이악, 사이리스터 등)를 포함하는 전자 스위치부(622)로 구성되는 모터 구동부(62)와; 상기 모터 구동부(62)의 전자 스위치부(622)에서 출력되는 신호에 따라 송풍팬을 회전시키는 송풍팬 모터(64)와; 상기 송풍팬 모터(64)의 속도를 감지하여 상기 모터 구동부(62)의 모터제어장치(621)로 입력하는 송풍팬 속도센서(63)를 포함하여 구성된다.

여기서 각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)는 축사의 각 구역에 설치되며, 각 구역에 송풍팬과 송풍팬모터(64)가 다수개 설치되어 다수개의 송풍팬과 송풍팬 모터(64)를 그룹으로 구성하여 동시에 하나의 모터구동부(62)로 제어할 수 있다.

각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)는 각각의 구성이 동일하므로 특별히 하나의 환풍기를 특정할 필요가 없을 때는 대표부호 "60"으로 표시하고, 그 내부를 구성하는 구성요소도 대표부호로 표시한다.

전자 스위치부(622)는 단상 전원인 경우 2개의 전자스위치로 구성되고, 3상전원인 경우 R, S, T 각 상에 연결되어 전원을 온/오프하는 3개의 전자 스위치로 구성된다.

각 환풍기(60)의 환풍기 통신부(61)는 중앙 통신부(40)로부터 패킷 데이터를 수신하고, 상기 패킷 데이터에 포함된 주소데이터(다수의 환풍기 중에서 하나의 환풍기를 특정하는 데이터)가 해당 환풍기(60)의 주소인 경우 상기 패킷 데이터에 포함된 속도 제어데이터를 모터 구동부(62)로 출력하여 환풍기의 송풍팬 모터(64)가 상기 속도 제어데이터에 따라 제어되도록 한다. 환풍기에 의해 환기되는 풍량은 환풍기의 속도에 비례하므로 상기 환풍기의 속도가 풍량에 대응하게 된다.

따라서 환기 제어장치(100)의 중앙제어장치(30)는 상기 속도 제어데이터의 최고속도에 대한 비율로 환기되는 풍량이 제어되도록 할 수 있으며, 상기 속도 제어데이터의 최고속도에 대한 비율이 현재 풍량표시부(25)에 표시되도록 하고, 이 속도 제어데이터에 의해 각 환풍기의 속도가 제어된다.

도 6에 본 발명에 의한 환풍기 통신부와 중앙 통신부 사이에 통신하는 패킷 데이터 포맷의 실시예가 도시된다.

본 실시예에 의한 패킷 데이터의 포맷은 CAN(Controller Area Network) 통신의 데이터 포맷이고, 통신 버스부(50)는 2개의 구리 와이어선으로 구성할 수 있으며, RS232 시리얼 통신 또는 RS485 통신을 사용하는 경우 송신용 2선과 수신용 2선 4개의 구리 와이어선으로 구성할 수 있다.

2개 또는 4개의 구리 와이어선으로 구성된 통신버스부(50)에 환기 제어장치(100)와 다수의 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)가 병렬로 연결되어 상호간에 데이터를 교환하여 상기 다수의 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)가 설치된 각 구역에서 환기되는 풍량을 사용자가 입력부(10)의 풍량 입력부(12)를 통해 입력한 풍량 데이터(속도 제어데이터의 최고속도에 대한 비율)에 따라 송풍팬 모터(64)가 제어되도록 한다.

따라서 다수의 환풍기 중에서 일부를 동작오프시키기 위해서 각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)에 차단기 스위치를 설치할 필요가 없고, 각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)에서 중앙에 설치된 환기제어장치(100)까지 배선을 할 필요가 없으므로 차단기 스위치와 배선을 절약할 수 있다.

환기 제어장치(100)에서 통신 버스부(50)를 통해 송신되는 속도 제어데이터는 각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)의 환풍기 통신부(61)를 통해 모터 구동부(62)의 모터제어장치(621)에 입력된다.

각 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-n)의 모터제어장치(621)는 수신된 패킷 데이터에 포함된 주소데이터가 당해 환풍기(예를 들면, 60-1)에 할당된 주소 데이터인지 확인한다. 상기 주소데이터는 BCD 코드, ASCII 코드 등으로 구성하여 예를 들면 0∼99까지 구역을 나타낼 수 있다.

상기 주소데이터가 당해 환풍기(예를들면, 60-1)에 할당된 주소 데이터(예를 들면, BCD 코드로 "01")인 경우 도 6에 도시된 바와 같이 상기 주소데이터에 이어지는 속도제어데이터를 입력받아 전자 스위치부(622)를 온/오프 스위칭하도록 제어한다.

예를 들어 속도제어 데이터가 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호인 경우 펄스폭에 해당하는 시간동안 상기 전자 스위치부(622)의 3개 트라이악의 게이트(G)에 스위칭 전압을 인가하여 온상태로 스위칭함으로써 송풍팬 모터(64)에 삼상 전원을 인가하여 평균전압을 제어함으로써 송풍팬의 속도를 제어한다.

도 7a와 도 7b에 본 발명에 의한 펄스폭 변조 속도 제어데이터에 의해 송풍팬 모터의 속도가 제어되는 상태를 나타내는 개념도가 도시된다.

도 7a에 도시된 바와 같이 사용자가 풍량입력부(12)의 내림키를 눌러 풍량표시부(22)에 표시된 풍량을 30 %로 설정하면 듀티비 30 %의 펄스폭 변조신호가 전자 스위치부(622)의 3개 트라이악의 게이트(G)에 인가되어 도 7b에 도시된 바와 같이 최고속도에 대한 30% 비율의 속도로 송풍팬모터(64)가 회전하게 되고 풍량도 최대 풍량의 30% 풍량으로 환기가 된다.

마찬가지로 사용자가 풍량입력부(12)의 내림키를 눌러 풍량표시부(22)에 표시된 풍량을 0 %로 설정하면 펄스폭 변조신호가 전자 스위치부(622)의 3개 트라이악의 게이트(G)에 인가되지 않게 되고 도 7b에 도시된 바와 같이 송풍팬모터(64)가 회전하지 않게 된다.

각 환풍기(60)의 모터 구동부(62)의 모터제어장치(621)는 환풍기 통신부(61)를 제어하여 상기 송풍팬 속도센서(63)로부터 입력받은 속도 데이터를 패킷 데이터에 포함시켜 상기 통신 버스부(50)를 통해 중앙 통신부(40)로 송신한다.

송풍팬 속도센서(63)에서 감지된 송풍팬모터(64)의 속도는 환풍기 통신부(61)를 통해 중앙통신부(40)로 송신되고, 중앙제어장치(30)에 입력되어 상기 감지된 속도데이터의 최고속도에 대한 비율로 해당 환풍기의 풍량을 표시부(20)의 현재 풍량표시부(25)에 표시하게 된다.

사용자는 도 3에 도시된 바와 같이 환기 제어장치(100)의 현재온도 표시부(21)에서 축사 내부의 현재온도를 확인할 수 있고 축사 내부의 온도가 적정온도인지 판단한다.

축사 내부의 현재 온도가 적정온도보다 높다고 판단한 경우 제1 내지 제10 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-10) 전체를 동시에 80% 풍량으로 구동하기 위해 수동/자동 모드 선택부(13)에서 수동 모드키(13a)를 눌러 수동모드로 전환한다.

환기 제어장치(100)를 수동모드로 전환한 후, 풍량입력부(12)의 내림키와 올림키를 조작하여 설정풍량 표시부(22)에 표시되는 풍량을 80%로 설정하면 이렇게 설정된 풍량 데이터는 환기 제어장치(100)의 중앙통신부(40)를 통해 제1 내지 제10 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-10) 의 환풍기 통신부(61)로 송신된다.

제1 내지 제10 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-10)의 모터 제어장치(621)는 환풍기 통신부(61)로부터 수신한 패킷 데이터의 제어 데이터에서 풍량 데이터를 읽어들이고, 듀티비 80 %의 펄스폭 변조신호가 전자 스위치부(622)의 3개 트라이악의 게이트(G)에 인가되도록 제어하여 도 7b에 도시된 바와 같이 최고속도에 대한 80% 비율의 속도로 송풍팬모터(64)가 회전하게 되고 풍량도 최대 풍량의 80% 풍량으로 환기되도록 조절된다.

이때 축사 내의 가축의 수가 최대 사육숫자에서 예를 들어 30% 모자라는 경우 사용자는 제1 내지 제10 환풍기(60-1, 60-2, ..., 60-10) 중에서 30%에 해당하는 3대의 환풍기(60-1, 60-4, 60-7)를 환풍기 선택부(14)에서 차례로 선택하여 풍량 입력부(12)의 내림키를 눌러 풍량표시부(22)에 표시된 풍량을 0%로 설정하여 3대의 환풍기(60-1, 60-4, 60-7)를 전원 오프 상태가 되게 하여 풍량을 조절할 수 있다.

사용자가 상기 환풍기 선택부(14)에서 제1 환풍기(60-1)를 선택하면 선택환풍기 표시부(24)의 첫째 램프가 켜지면서 제1 환풍기(60-1)가 선택되었음을 표시한다. 사용자는 선택환풍기 표시부(24)의 첫째 램프가 켜진 것에 의해 제1 환풍기(10-1)가 선택되었음을 확인한 후, 풍량입력부(12)의 내림키를 눌러 풍량표시부(22)에 표시된 풍량을 0%로 설정하여 제1 환풍기(60-1)를 전원오프 상태가 되게 한다.

환기 제어장치(100)의 풍량입력부(12)에서 입력된 전원오프 데이터는 중앙통신부(40)와 통신 버스부(50)를 통해 제1 환풍기(60-1)의 환풍기 통신부(61)로 송신되고, 제1 환풍기(60-1)의 모터 제어장치(621)는 환풍기 통신부(61)로부터 수신한 패킷 데이터에서 전원오프 데이터를 읽어들이고, 듀티비 0 %의 펄스폭 변조신호를 전자 스위치부(622)의 3개 트라이악의 게이트(G)에 인가한다.

듀티비 0 %의 펄스폭 변조신호를 인가받은 전자 스위치부(622)의 3개 트라이악은 오프 상태로 전환되어 삼상전원에서 인가되는 전원을 차단하여 제1 환풍기(60-1)의 송풍팬모터(64)가 정지하게 됨으로써 제1 환풍기(60-1)에 의해 환기되는 풍량은 0% 가 된다.

다음에 제4환풍기(60-4) 및 제7 환풍기(60-7)에 대해서도 동일한 방법으로 풍량을 설정하여 전원오프 상태가 되게하여 축사내의 가축의 숫자에 적당한 풍량으로 환기될 수 있도록 3대의 환풍기(60-1, 60-4, 60-7)를 전원오프할 수 있다.

또한 특정 환풍기, 예를 들면 제5 환풍기(60-5)가 고장수리가 필요한 경우 상기 환풍기 선택부(14)에서 제5 환풍기(60-5)를 선택하고 풍량 입력부(12)의 내림키를 눌러 풍량표시부(22)에 표시된 풍량을 0%로 설정하여 고장수리가 완료될 때까지 상기 제5 환풍기(60-5)를 전원오프상태로 할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10: 입력부 11: 전원 스위치
12: 풍량 입력부 13: 수동/자동 모드 선택부
14: 환풍기 선택부 20: 표시부
21: 현재온도 표시부 22: 설정풍량 표시부
23: 모드표시부 24: 선택환풍기 표시부
30: 중앙제어장치 40: 중앙통신부
50: 통신 버스부 60: 환풍기
61: 환풍기 통신부 62: 모터 구동부
63: 송풍팬 속도센서 64: 송풍팬 모터

Claims

전체 전원을 온/오프하는 온/오프신호, 각 환풍기(60)의 풍량의 설정값을 입력하는 입력부(10)와, 상기 입력부(10)에서 입력되는 온/오프신호에 따라 전원 온/오프 상태를 표시하고, 각 환풍기(60)의 풍량을 표시하고, 축사에 설치된 온도센서(45)와 각 환풍기(60)의 속도센서에서 감지한 감지 데이터를 표시하는 표시부(20)와, 상기 입력부(10)에서 입력되는 각 환풍기의 풍량에 대한 데이터에 따라 축사의 각 환풍기(60)를 제어하고, 축사에 설치된 온도센서(45)와 각 환풍기(60)의 속도센서로부터 감지된 속도데이터를 수신하여 상기 감지된 속도데이터의 최고속도에 대한 비율로 풍량을 표시하도록 상기 표시부(20)를 제어하는 중앙제어장치(30)와, 축사에 설치된 각 환풍기(60)의 속도센서에서 감지된 속도 데이터를 수신하고 상기 중앙제어장치(30)에서 출력되는 각 환풍기(60)의 속도 제어데이터를 각 환풍기로 송신하는 중앙통신부(40)를 포함하여 구성되는 환기 제어장치(100)와;
상기 중앙통신부(40)와 다수의 환풍기 통신부(61)를 연결하여 서로 통신이 가능하도록 하는 통신 버스부(50)와;
축사에 설치되며 상기 통신 버스부(50)를 통해 상기 환기 제어장치(100)에 의해 제어되는 다수의 환풍기(60)를 포함하고,
상기 입력부(10)는 전원을 온/오프 하는 전원 스위치(11)와; 축사에 설치된 각 환풍기(60)의 풍량을 설정하는 풍량 입력부(12)와; 상기 각 환풍기(60)의 풍량을 수동 또는 자동으로 조정하도록 선택하는 수동/자동 모드키(13a, 13b)를 포함하여 자동모드 또는 수동모드를 선택할 수 있는 수동/자동 모드 선택부(13)와; 상기 풍량 입력부(12)의 풍력 입력에 따라 각 환풍기(60)의 풍량을 각기 다르게 조정하기 위하여 조정할 환풍기를 선택하는 환풍기 선택부(14)를 포함하며,
상기 환풍기(60)는 통신 버스부(50)를 통해 환기 제어장치(100)의 중앙통신부(40)와 통신하는 환풍기 통신부(61)와; 상기 환풍기 통신부(61)로부터 모터 제어데이터를 입력받아 송풍팬 모터(64)를 제어하고, 송풍팬 속도센서(63)로부터 상기 송풍팬 모터(64)의 속도 데이터를 입력받아 환기 제어장치(100)로 송신하도록 상기 환풍기 통신부(61)를 제어하는 모터제어장치(621)와 상기 모터제어장치(621)의 제어신호에 따라 전원에서 인가되는 전원을 온/오프하는 다수의 전자스위치를 포함하는 전자 스위치부(622)로 구성되는 모터 구동부(62)와; 상기 모터 구동부(62)의 제어에 따라 송풍팬을 회전시키는 송풍팬 모터(64)와; 상기 송풍팬 모터(64)의 속도를 감지하여 상기 모터 구동부(62)로 입력하는 송풍팬 속도센서(63)를 포함하며,
상기 전자 스위치부(622)는, 3상의 전원을 각각 온/오프하는 트라이악, 사이리스터로 구성될 경우, 속도제어 데이터가 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호인 경우 펄스폭에 해당하는 시간동안 상기 트라이악의 게이트(G)에 인가되어 상기 속도제어 데이터의 최고속도에 대한 임의의 비율로 상기 송풍팬 모터(64)에 인가하여 송풍팬의 속도를 각기 다르게 제어하는 것을 특징으로 하는 축사 환풍기제어장치.
제 1항에 있어서,
상기 표시부(20)는 축사에 설치된 온도센서(45)로부터 감지된 온도를 표시하는 현재온도 표시부(21)와; 상기 환풍기 선택부(14)에 의해 선택된 환풍기의 풍량을 설정하는 풍량 입력부(12)에서 입력되는 설정 풍량을 표시하는 설정풍량 표시부(22)와; 상기 수동/자동 모드 선택부(13)에 의해 선택된 자동모드 또는 수동모드를 표시하는 모드표시부(23)와; 상기 환풍기 선택부(14)에서 선택된 환풍기를 표시하는 선택환풍기 표시부(24)와; 상기 환풍기 선택부(14)에서 선택된 환풍기의 현재 풍량을 표시하는 현재 풍량 표시부(25)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 축사 환풍기제어장치.
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