KR102406505B1 - 도장용 공조 시스템의 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

도장용 공조 시스템의 제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도장용 공조 시스템의 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 외기의 엔탈피(Enthalpy)와 급기의 엔탈피 간 차이에 기초하여 도장 부스 내의 온도와 습도를 조절하는 도장용 공조 시스템을 제어함으로써, 과도한 에너지의 소비를 방지하면서 효율적 운영을 가능하게 하는 도장용 공조 시스템의 제어장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 외기의 온도를 측정하는 제1 온도센서; 외기의 습도를 측정하는 제1 습도센서; 급기의 온도를 측정하는 제2 온도센서; 급기의 습도를 측정하는 제2 습도센서; 및 상기 외기의 온도와 습도에 기초하여 제1 엔탈피를 산출하고, 상기 급기의 온도와 습도에 기초하여 제2 엔탈피를 산출하며, 상기 제1 엔탈피와 상기 제2 엔탈피의 차이가 기준 엔탈피 범위를 미달하거나 초과하면 상기 급기의 온도와 습도를 조절하도록 도장용 공조 시스템을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

도장용 공조 시스템의 제어장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING AIR CONDITION SYSTEM FOR VEHICLE BODY PAINTING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 도장용 공조 시스템의 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도장 부스 내의 온도와 습도를 조절하는 도장용 공조 시스템을 효율적으로 운영하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 생산라인에서 도장 공정은 차체가 완성된 후, 차체의 부식을 방지하고, 방음과 함께 미관을 수려하게 하여 상품성을 높이기 위한 것이다.
도장 공정이 적용되는 도장 라인에서는 전처리 공정의 건조로를 통과한 차체의 방청과 표면광택의 인자가 되는 전착(하도)공정과, 실러를 도포한 후 도료의 내 치핑성, 평활성, 내후성 등을 갖게 하는 중도공정, 미관상의 광택감을 주는 상도공정, 및 클리어 공정 등을 통하여 차체에 도장막을 형성하게 된다.
도장 라인에서 중상도 공정에서는 차체의 원활한 도장 작업을 위하여 급/배기 장치를 갖춘 도장 부스가 구비되는데, 이러한 도장 부스는 공조 시스템을 통하여 일정한 온도와 습도의 공기를 제공받게 된다.
이러한 공조 시스템은 버너 구간, 워셔 구간, 쿨링 구간, 히팅 구간, 가습 구간 등으로 구성되는바, 필터를 거치며 이물질이 제거된 외부 공기(외기)가 각 구간을 거치며 온도와 습도의 조정이 이루어지고, 도장 부스에서 필요로 하는 온도와 습도의 공기를 도장 부스에 공급하게 된다. 이렇게 도장 부스에 공급되는 공기를 급기라 한다.
이러한 종래의 공조 시스템은 외기의 온도 및 습도 조건에 관계없이 일정한 온도 및 습도 조건의 공기를 도장 부스에 공급하기 때문에 과도한 에너지가 소비되는 문제점이 있다.
대한민국등록특허 제10-1338451호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 외기의 엔탈피(Enthalpy)와 급기의 엔탈피 간 차이에 기초하여 도장 부스 내의 온도와 습도를 조절하는 도장용 공조 시스템을 제어함으로써, 과도한 에너지의 소비를 방지하면서 효율적 운영을 가능하게 하는 도장용 공조 시스템의 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 도장용 공조 시스템의 제어장치가 외기의 엔탈피(Enthalpy)와 도장 부스로 공급되는 공기(이하, 급기)의 엔탈피 간 차이가 기준 엔탈피 범위를 미달하거나 초과하면 급기의 온도와 습도가 각각 해당 기준범위 내에 포함되도록 도장용 공조 시스템을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이러한 도장용 공조 시스템의 제어장치는, 외기의 온도를 측정하는 제1 온도센서; 외기의 습도를 측정하는 제1 습도센서; 급기의 온도를 측정하는 제2 온도센서; 급기의 습도를 측정하는 제2 습도센서; 및 상기 외기의 온도와 습도에 기초하여 제1 엔탈피를 산출하고, 상기 급기의 온도와 습도에 기초하여 제2 엔탈피를 산출하며, 상기 제1 엔탈피와 상기 제2 엔탈피의 차이가 기준 엔탈피 범위를 미달하거나 초과하면 상기 급기의 온도와 습도를 조절하도록 도장용 공조 시스템을 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는 온도조절주기와 습도조절주기로 이루어진 전체 주기에 기초하여 상기 급기의 온도와 습도를 조절할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 온도조절주기에 맞춰 기준조절온도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달하고, 이후 습도조절주기에 맞춰 기준조절습도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 급기의 온도가 기준온도범위 내에 포함될 때까지 상기 기준조절온도를 도장용 공조 시스템으로 전달할 수도 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 급기의 습도가 기준습도범위 내에 포함될 때까지 상기 기준조절습도를 도장용 공조 시스템으로 전달할 수도 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 외기의 엔탈피(Enthalpy)와 도장 부스로 공급되는 공기(이하, 급기)의 엔탈피 간 차이가 기준 엔탈피 범위를 미달하거나 초과하면 급기의 온도와 습도가 각각 해당 기준범위 내에 포함되도록 도장용 공조 시스템을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이러한 도장용 공조 시스템의 제어방법은, 제1 온도센서가 외기의 온도를 측정하는 단계; 제1 습도센서가 외기의 습도를 측정하는 단계; 제2 온도센서가 급기의 온도를 측정하는 단계; 제2 습도센서가 급기의 습도를 측정하는 단계; 및 제어부가 상기 외기의 온도와 습도에 기초하여 제1 엔탈피를 산출하고, 상기 급기의 온도와 습도에 기초하여 제2 엔탈피를 산출하며, 상기 제1 엔탈피와 상기 제2 엔탈피의 차이가 기준 엔탈피 범위를 미달하거나 초과하면 상기 급기의 온도와 습도를 조절하도록 도장용 공조 시스템을 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제어 단계는 온도조절주기와 습도조절주기로 이루어진 전체 주기에 기초하여 상기 급기의 온도와 습도를 조절할 수 있다. 이때, 상기 제어 단계는 온도조절주기에 맞춰 기준조절온도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달하고, 이후 습도조절주기에 맞춰 기준조절습도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는 상기 급기의 온도가 기준온도범위 내에 포함될 때까지 상기 기준조절온도를 도장용 공조 시스템으로 전달할 수도 있다.
또한, 상기 제어 단계는 상기 급기의 습도가 기준습도범위 내에 포함될 때까지 상기 기준조절습도를 도장용 공조 시스템으로 전달할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명은, 외기의 엔탈피(Enthalpy)와 급기의 엔탈피 간 차이에 기초하여 도장 부스 내의 온도와 습도를 조절하는 도장용 공조 시스템을 제어함으로써, 과도한 에너지의 소비를 방지하면서 효율적 운영을 가능하게 하는 효과가 있다
도 1 은 본 발명이 적용되는 도장용 공조 시스템의 일예시도,
도 2 는 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어장치에 대한 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어화면에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어장치의 정보 설정화면에 대한 일예시도,
도 5 는 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어 이력에 대한 일예시도,
도 6 은 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어 이력에 대한 다른 예시도,
도 7 은 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 도장용 공조 시스템의 일예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 도장용 공조 시스템은 외기가 버너 구간, 워셔 구간, 쿨링 구간, 히팅 구간, 가습 구간을 거치면서 설정된 온도와 습도를 가지도록 전반적인 공조 조절과정을 수행한다. 이러한 과정을 통해, 설정된 온도와 습도를 가지는 공기는 도장 부스로 공급되는데, 이때 도장 부스로 공급되는 공기를 급기라 칭한다.
이러한 도장용 공조 시스템은 본 발명에 따른 제어장치에 의해 제어된다. 즉, 외기의 엔탈피와 급기의 엔탈피 간 차이가 제어장치에 의해 설정된 기준 엔탈피 범위(일례로 0.35 ~ 0.4)를 미달하거나 초과하는 경우에만 급기의 온도와 습도를 조절한다.
여기서, 온도조절 주기당 설정되는 온도는 최대 ±2℃까지 가능하나 일례로 ±0.5℃가 바람직하고, 습도조절 주기당 설정되는 습도는 최대 ±2%까지 가능하나 일례로 ±0.5%가 바람직하다. 이때, 온도조절 주기와 습도조절 주기를 합하면 하나의 전체 주기가 되며, 일례로 전체 주기를 20분이라 할 때 온도조절 주기와 습도조절 주기는 각각 10분씩이다.
또한, 도장용 공조 시스템은 제어장치의 제어하에 급기의 온도와 습도를 조절시, 온도와 습도를 동시에 조절하지 않고 순차적으로 먼저 온도조절 주기에 온도를 조절한 후 습도조절 주기에 습도를 조절하거나, 습도조절주기에 습도를 먼저 조절한 후 온도조절 주기에 온도를 조절할 수 있다. 이러한 온도 조절과정은 급기의 온도가 기준온도범위 내에 포함되어야 종료되며, 아울러 습도 조절과정은 급기의 습도가 기준습도범위 내에 포함되어야 종료된다.
도 2 는 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어장치는, 제1 온도센서(21), 제1 습도센서(22), 제2 온도센서(23), 제2 습도센서(24), 및 제어부(25)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 제1 온도센서(21)는 외기의 온도를 측정한다.
제1 습도센서(22)는 외기의 습도를 측정한다.
제2 온도센서(23)는 급기의 온도를 측정한다.
제2 습도센서(24)는 급기의 습도를 측정한다.
다음으로, 제어부(25)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다.
특히, 제어부(25)는 제1 온도센서(21)에 의해 측정된 외기의 온도와 제1 습도센서(22)에 의해 측정된 외기의 습도에 기초하여 제1 엔탈피를 산출하고, 제2 온도센서(23)에 의해 측정된 급기의 온도와 제2 습도센서(24)에 의해 측정된 급기의 습도에 기초하여 제2 엔탈피를 산출한다.
또한, 제어부(25)는 제1 엔탈피와 제2 엔탈피의 차이가 기준 엔탈피 범위(일례로 0.35 ~ 0.4)를 미달하거나 초과하면 급기의 온도와 습도를 조절하도록 도장용 공조 시스템을 제어한다. 이때, 제1 엔탈피와 제2 엔탈피의 차이가 기준 엔탈피 범위 내에 포함되면 급기의 온도와 습도를 조절하는 과정은 수행하지 않는다.
또한, 제어부(25)는 급기의 온도와 습도를 조절하도록 도장용 공조 시스템을 제어시, 온도조절주기에 맞춰 기준조절온도를 도장용 공조 시스템으로 전달하고, 이후 습도조절주기에 맞춰 기준조절습도를 도장용 공조 시스템으로 전달한다. 그러면 도장용 공조 시스템은 온도조절주기 내에 기준조절온도만큼 급기의 온도를 조절한 이후에 습도조절주기 내에 기준조절습도만큼 급기의 습도를 조절한다. 이때, 온도조절주기와 습도조절주기의 순서는 본 발명에 아무런 영향을 미치지 않는다.
이러한 온도 조절과정은 급기의 온도가 기준온도범위 내에 포함되어야 종료되며, 아울러 습도 조절과정은 급기의 습도가 기준습도범위 내에 포함되어야 종료된다.
예를 들어, 전체 주기가 20분이고, 온도조절주기는 10분, 습도조절주기는 10분, 올려야 할 총 온도가 5℃, 올려야 할 총 습도가 5%라 하면, 먼저 온도조절주기에 기준조절온도로서 0.5℃를 도장용 공조 시스템으로 전달한다. 그러면 도장용 공조 시스템은 급기의 현재 온도를 0.5℃ 증가시킨다. 이때, 도장용 공조 시스템이 온도조절주기 내에 급기의 온도를 기준조절온도만큼 조절할 수 있도록 온도조절주기를 설정하는 것이 바람직하다.
이후, 습도조절주기에 기준조절습도로서 0.5%를 도장용 공조 시스템으로 전달한다. 그러면 도장용 공조 시스템은 급기의 현재 습도를 0.5% 증가시킨다. 이때, 도장용 공조 시스템이 습도조절주기 내에 급기의 습도를 기준조절습도만큼 조절할 수 있도록 습도조절주기를 설정하는 것이 바람직하다.
이로써, 한 주기(20분)에 걸쳐 온도를 0.5℃ 증가시켰고, 습도를 0.5% 증가시켰다. 따라서, 올려야 할 온도가 4.5℃ 남았고, 올려야 할 습도가 4.5% 남았으므로, 최종적으로 임무를 완수하기 위해서는 총 10주기가 필요하다.
이렇게 전체 주기 내에서 온도와 습도를 순차적으로 조절하는 이유는 에너지의 소비 효율을 높이기 위함이며, 물론 전체 주기를 반으로 줄인 후 온도와 습도를 동시에 조절할 수도 있다.
한편, 제어부(25)는 도 3에 도시된 바와 같은 제어화면을 제공할 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같은 기준정보 설정화면을 제공할 수도 있다.
아울러, 제어부(25)는 도 5에 도시된 바와 같이 도장용 공조 시스템의 제어 이력을 그래프 형태로 사용자에게 제공할 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 도장용 공조 시스템의 제어 이력을 표 형태로 사용자에게 제공할 수도 있다.
도 7 은 본 발명에 따른 도장용 공조 시스템의 제어방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 제1 온도센서(21)가 외기의 온도를 측정한다(701).
그리고 제1 습도센서(22)가 외기의 습도를 측정한다(702).
그리고 제2 온도센서(23)가 급기의 온도를 측정한다(703).
그리고 제2 습도센서(24)가 급기의 습도를 측정한다(704).
이후, 제어부(25)가 상기 외기의 온도와 습도에 기초하여 제1 엔탈피를 산출하고, 상기 급기의 온도와 습도에 기초하여 제2 엔탈피를 산출하며, 상기 제1 엔탈피와 상기 제2 엔탈피의 차이가 기준 엔탈피 범위를 미달하거나 초과하면 상기 급기의 온도와 습도를 조절하도록 도장용 공조 시스템을 제어한다(705).
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
21 : 제1 온도센서
22 : 제1 습도센서
23 : 제2 온도센서
24 : 제2 습도센서
25 : 제어부

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  2. 외기의 온도를 측정하는 제1 온도센서;
    외기의 습도를 측정하는 제1 습도센서;
    급기의 온도를 측정하는 제2 온도센서;
    급기의 습도를 측정하는 제2 습도센서; 및
    상기 외기의 온도와 습도에 기초하여 제1 엔탈피를 산출하고, 상기 급기의 온도와 습도에 기초하여 제2 엔탈피를 산출하며, 상기 제1 엔탈피와 상기 제2 엔탈피의 차이가 기준 엔탈피 범위를 미달하거나 초과하면 상기 급기의 온도와 습도를 조절하도록 도장용 공조 시스템을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    온도조절주기와 습도조절주기로 이루어진 전체 주기에 기초하여 상기 급기의 온도와 습도를 번갈아 조절하되,
    상기 온도조절주기에 맞춰 기준조절온도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달하고, 상기 습도조절주기에 맞춰 기준조절습도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달하며,
    상기 온도조절주기에서 상기 기준조절온도에 기초하여 상기 급기의 온도를 조절하고, 이어서 상기 습도조절주기에서 상기 기준조절습도에 기초하여 상기 급기의 습도를 조절하도록 상기 도장용 공조 시스템을 제어하며,
    상기 급기의 온도가 기준온도범위 내에 포함될 때까지 상기 기준조절온도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달하고, 상기 급기의 습도가 기준습도범위 내에 포함될 때까지 상기 기준조절습도를 도장용 공조 시스템으로 전달하는 것을 특징으로 하는 도장용 공조 시스템의 제어장치.
  3. 삭제
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  8. 제1 온도센서가 외기의 온도를 측정하는 단계;
    제1 습도센서가 외기의 습도를 측정하는 단계;
    제2 온도센서가 급기의 온도를 측정하는 단계;
    제2 습도센서가 급기의 습도를 측정하는 단계; 및
    제어부가 상기 외기의 온도와 습도에 기초하여 제1 엔탈피를 산출하고, 상기 급기의 온도와 습도에 기초하여 제2 엔탈피를 산출하며, 상기 제1 엔탈피와 상기 제2 엔탈피의 차이가 기준 엔탈피 범위를 미달하거나 초과하면 상기 급기의 온도와 습도를 조절하도록 도장용 공조 시스템을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 제어하는 단계는,
    온도조절주기와 습도조절주기로 이루어진 전체 주기에 기초하여 상기 급기의 온도와 습도를 번갈아 조절하되,
    상기 온도조절주기에 맞춰 기준조절온도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달하고, 상기 습도조절주기에 맞춰 기준조절습도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달하며,
    상기 온도조절주기에서 상기 기준조절온도에 기초하여 상기 급기의 온도를 조절하고, 이어서 상기 습도조절주기에서 상기 기준조절습도에 기초하여 상기 급기의 습도를 조절하도록 상기 도장용 공조 시스템을 제어하며,
    상기 급기의 온도가 기준온도범위 내에 포함될 때까지 상기 기준조절온도를 상기 도장용 공조 시스템으로 전달하고, 상기 급기의 습도가 기준습도범위 내에 포함될 때까지 상기 기준조절습도를 도장용 공조 시스템으로 전달하는 것을 특징으로 하는 도장용 공조 시스템의 제어방법.
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