KR20010027715A - Apparatus for control of temparature - Google Patents

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KR20010027715A KR1019990039597A KR19990039597A KR20010027715A KR 20010027715 A KR20010027715 A KR 20010027715A KR 1019990039597 A KR1019990039597 A KR 1019990039597A KR 19990039597 A KR19990039597 A KR 19990039597A KR 20010027715 A KR20010027715 A KR 20010027715A
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Abstract

PURPOSE: A temperature control apparatus is provided to control temperature quickly by controlling the heat capacity and flow rate simultaneously. CONSTITUTION: The device includes a heater(10) for increasing and maintaining the temperature of fluid. The temperature of fluid is sensed by a temperature sensor(11). An analog/digital converter(12) converts a sensed signal generated from the temperature sensor(11) into a digital signal, and sends the digital signal to a CPU(central processing unit)(13). The CPU(13) detects the temperature of fluid based on the digital signal. An input and output board (14) generates a heater control signal based on a temperature-detected signal inputted from the CPU(13). A motor controller(16) generates a motor driving signal according to the temperature detected signal, and outputs the motor driving signal to a stepping motor(18). The stepping motor(18) controls the position of the valve(17) of a heater exchanger(15) according to the motor driving signal, so the flow rate of fluid passing through the heat exchanger(15) can be adjusted.

Description

온도 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROL OF TEMPARATURE}Temperature control device {APPARATUS FOR CONTROL OF TEMPARATURE}

본 발명은 온도 제어 장치에 관한 것으로, 특히 밸브(valve)를 구비한 스텝핑 모터(stepping motor)를 이용하여 온도를 제어하도록 한 온도 제어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature control device, and more particularly to a temperature control device for controlling temperature by using a stepping motor having a valve.

이하 첨부도면을 참조하여 종래기술의 온도 제어 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a description will be given of the temperature control device of the prior art with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 종래기술의 온도 제어 장치의 구성 블록도이다.1 is a block diagram of a configuration of a temperature control device of the prior art.

즉 종래기술의 온도 제어 장치는 유량(gas flow rate)의 온도를 유지 및 상승시키는 히터(heater)(1)와, 상기 히터(1)를 통과한 유량의 온도를 감지하는 온도 센서(2)와, 상기 온도 센서(2)의 감지 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 컨버터(ADC)(3)와, 상기 디지탈 신호를 입력받아 온도를 검출하는 CPU(4)와, 상기 CPU(4)의 온도 검출 신호에 의해 상기 히터(1)의 온/오프 신호를 출력하는 입출력 보드(5)와, 상기 히터(1)를 통과한 일정한 온도를 유지하는 유량이 흐르는 열교환부(Heat exchange)(6)를 포함하여 구성된다.That is, the prior art temperature control device includes a heater 1 for maintaining and raising a temperature of a gas flow rate, a temperature sensor 2 for sensing a temperature of a flow rate passing through the heater 1; An analog / digital converter (ADC) 3 for converting a sensed signal of the temperature sensor 2 into a digital signal, a CPU 4 for receiving a temperature of the digital signal, and detecting a temperature; An input / output board 5 for outputting an on / off signal of the heater 1 by a temperature detection signal, and a heat exchange section 6 through which a flow rate for maintaining a constant temperature passing through the heater 1 flows It is configured to include.

먼저 상기 임의의 공정 온도를 갖는 유량은 히터(1)에 유입되고, 상기 히터(1)를 통과한 유량의 온도는 상기 온도 센서(2)에서 감지된다.First, the flow rate having the arbitrary process temperature flows into the heater 1, and the temperature of the flow rate passing through the heater 1 is sensed by the temperature sensor 2.

여기서 상기 히터(1)는 유입되는 유량의 열량을 제어한다.Here, the heater 1 controls the amount of heat flowed in.

이어 상기 온도 센서(2)에서 감지된 유량의 온도는 아날로그 신호로서, 상기 아날로그 신호는 아날로그/디지탈 컨버터(3)에 입력되어 디지탈 신호로 변환된다.Then, the temperature of the flow rate detected by the temperature sensor 2 is an analog signal, which is input to the analog / digital converter 3 and converted into a digital signal.

그리고 상기 디지탈 신호를 입력받는 CPU(4)는 상기 히터(1)를 통과한 유량의 온도 상태를 검출하고, 일정 온도 이하일 경우 상기 유량에 필요한 만큼의 열량을 공급하도록 입출력 보드(5)를 통해 히터(1)의 온/오프(ON/OFF) 신호를 출력한다.The CPU 4 receiving the digital signal detects a temperature state of the flow rate passing through the heater 1 and, when the temperature is lower than a predetermined temperature, supplies the amount of heat required for the flow rate through the input / output board 5. The on / off signal of (1) is output.

즉 일정 온도 이하일 경우 유량의 온도를 상승시켜야하므로 상기 히터(1)는 온(ON)되어 열량을 상승시키고, 한편 일정 온도 이상일 경우 유량의 온도를 하강시켜야 하므로 상기 히터(1)의 전원을 오프(OFF)시켜야 한다.In other words, the temperature of the flow rate should be increased when the temperature is lower than the predetermined temperature, so that the heater 1 is turned on to increase the amount of heat, and when the temperature is higher than the predetermined temperature, the temperature of the flow rate should be lowered. OFF).

상기의 과정을 반복 수행하여 유량의 온도를 일정하게 유지한다.By repeating the above process to maintain a constant temperature of the flow rate.

이어 상기 반복 수행으로 일정 온도를 유지하는 유량은 열교환부(6)를 통해 외부로 흐른다.Subsequently, the flow rate maintaining the constant temperature by repeating the above flows through the heat exchange unit 6 to the outside.

그러나 상기의 종래기술에 따른 온도 제어 장치는 열교환부에서 공정에 의해 열량이 손실될 경우 빠른 온도 제어가 힘들며, 유량의 속도가 빨라지면 일정한 온도를 유지하기 어렵고, 히터의 과부하로 히터의 손실이 발생하는 문제점이 있다.However, the temperature control device according to the prior art is difficult to control the temperature quickly when the heat loss is lost by the process in the heat exchanger, it is difficult to maintain a constant temperature when the flow rate is faster, the heater loss occurs due to the overload of the heater There is a problem.

또한 유량 속도가 증가하면 열량 제어를 위한 히터에 과부하가 걸려 히터의 오류를 유도하게 되어 히터의 수명을 단축시킨다.In addition, if the flow rate increases, the heater for overheating control is overloaded, leading to an error of the heater, which shortens the life of the heater.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 특히 열량과 유량을 동시에 제어하여 고속으로 온도를 제어하도록 한 온도 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a temperature control device for controlling the temperature at high speed by controlling the heat quantity and the flow rate at the same time.

도 1 은 종래기술에 따른 온도 제어 장치의 구성 블록도1 is a configuration block diagram of a temperature control device according to the prior art

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어 장치의 구성 블록도2 is a block diagram of a temperature control device according to an embodiment of the present invention;

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 히터 11 : 온도센서10 heater 11 temperature sensor

12 : 아날로그/디지탈 컨버터 13 : CPU12: analog / digital converter 13: CPU

14 : 입출력 보드 15 : 열교환부14 input and output board 15 heat exchanger

16 : 모터 제어부 17 : 밸브16 motor control unit 17 valve

18 : 스텝핑 모터18: stepping motor

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도 제어 장치는 유량의 온도를 유지 및 상승시키는 히터, 상기 히터를 통과한 유량의 온도 변화를 감지하는 온도 센서, 상기 온도 센서의 감지 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 컨버터, 상기 디지탈 신호를 입력받아 온도의 상태를 검출하는 CPU, 상기 CPU의 명령에 의해 상기 히터의 온/오프 신호를 출력하는 입출력 보드, 상기 CPU의 온도 검출 신호를 입력받아 모터 구동 신호를 출력하는 모터 제어부와, 상기 모터 구동 신호에 의해 밸브 위치를 선택적으로 조절하여 상기 열교환부를 통과한 유량을 조절하는 스텝핑 모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The temperature control device according to the present invention for achieving the above object is a heater for maintaining and raising the temperature of the flow rate, a temperature sensor for detecting the temperature change of the flow rate through the heater, the detection signal of the temperature sensor as a digital signal An analog / digital converter for converting, a CPU for detecting a state of temperature by receiving the digital signal, an input / output board for outputting an on / off signal of the heater by a command of the CPU, a motor for receiving a temperature detection signal of the CPU And a motor control unit for outputting a driving signal, and a stepping motor for selectively adjusting a valve position by the motor driving signal to adjust a flow rate passing through the heat exchange unit.

이하 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어 장치에 대해 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a temperature control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어 장치의 구성 블록도이다.2 is a block diagram of a temperature control device according to an embodiment of the present invention.

즉 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어 장치는 유량(gas flow rate)의 온도를 유지 및 상승시키는 히터(10)와, 상기 히터(10)를 통과한 유량의 온도를 감지하는 온도 센서(11)와, 상기 온도 센서(11)의 감지 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 컨버터(12)와, 상기 디지탈 신호를 입력받아 온도를 검출하는 CPU(13)와, 상기 CPU(13)의 온도 검출 신호에 의해 상기 히터(10)의 온/오프 신호를 출력하는 입출력 보드(14)와, 상기 히터(10)를 통과한 유량의 온도가 제어되는 열교환부(15)와, 상기 CPU(13)의 온도 검출 신호를 입력받아 모터 구동 신호를 출력하는 모터 제어부(16)와, 상기 모터 구동 신호에 의해 밸브(17)의 위치를 선택적으로 조절하여 상기 열교환부(15)를 통과한 유량을 조절하는 스텝핑 모터(18)를 포함하여 구성된다.That is, the temperature control device according to the embodiment of the present invention includes a heater 10 for maintaining and raising a temperature of a gas flow rate, and a temperature sensor 11 for sensing a temperature of a flow rate passing through the heater 10. And an analog / digital converter 12 for converting the sensing signal of the temperature sensor 11 into a digital signal, a CPU 13 for receiving a temperature of the digital signal and detecting a temperature, and detecting a temperature of the CPU 13. The input / output board 14 for outputting the on / off signal of the heater 10 by the signal, the heat exchanger 15 for controlling the temperature of the flow rate passing through the heater 10, and the CPU 13 Stepping to adjust the flow rate passing through the heat exchanger 15 by selectively adjusting the position of the valve 17 by the motor control unit 16 receives the temperature detection signal and outputs a motor drive signal The motor 18 is comprised.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 온도 제어 장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the temperature control device according to an embodiment of the present invention as described above are as follows.

즉 본 발명의 실시예는 밸브(17)를 구비한 스텝핑 모터(18)를 이용하여 열량과 유량을 동시에 제어한다.That is, the embodiment of the present invention simultaneously controls the amount of heat and the flow rate using the stepping motor 18 having the valve 17.

임의의 공정 온도를 갖는 유량은 히터(10)에 유입되고, 상기 히터(10)를 통과한 유량은 상기 온도 센서(11)에서 감지된다.The flow rate having an arbitrary process temperature flows into the heater 10, and the flow rate passing through the heater 10 is sensed by the temperature sensor 11.

이어 상기 온도 센서(11)에서 감지된 유량의 온도는 아날로그 신호로서, 상기 아날로그 신호는 아날로그/디지탈 컨버터(12)에 입력되어 디지탈 신호로 변환된다.Then, the temperature of the flow rate detected by the temperature sensor 11 is an analog signal, which is input to the analog / digital converter 12 and converted into a digital signal.

그리고 상기 디지탈 신호를 입력받는 CPU(13)는 상기 히터(10)를 통과한 유량의 온도 상태를 검출하게 되고, 일정 온도 이하일 경우 상기 유량에 필요한 만큼의 열량을 공급하도록 입출력 보드(14)를 통해 히터(10)의 전원 온/오프(ON/OFF) 신호를 출력한다.In addition, the CPU 13 receiving the digital signal detects a temperature state of the flow rate passing through the heater 10, and when the temperature is lower than a predetermined temperature, supplies the amount of heat required for the flow rate through the input / output board 14. A power on / off signal of the heater 10 is output.

즉 일정 온도 이하일 경우 유량의 온도를 상승시켜야하므로 상기 히터(10)는 온되어 열량을 상승시키고, 한편 일정 온도 이상일 경우 유량의 온도를 하강시켜야 하므로 상기 히터(10)의 전원을 오프시켜야 한다.That is, since the temperature of the flow rate should be increased when the temperature is lower than the predetermined temperature, the heater 10 is turned on to increase the amount of heat, and when the temperature is higher than the predetermined temperature, the temperature of the flow rate must be lowered, so the power of the heater 10 should be turned off.

전술한 과정은 종래기술과 동일한 것으로 상기의 과정을 반복 수행하여 유량의 온도를 일정하게 유지한다.The above-described process is the same as in the prior art, and the above process is repeated to keep the temperature of the flow rate constant.

이어 일정 온도를 유지하는 유량은 열량 교환부(15)를 통해 외부로 흐른다.Then, the flow rate maintaining a constant temperature flows to the outside through the heat exchanger (15).

이어 상기 밸브(17)를 구비한 스텝핑 모터(18)를 이용하여 선택적으로 열량 및 유량을 조절하여 동시에 온도를 제어할 수 있다.Subsequently, the stepping motor 18 having the valve 17 may be used to selectively control the heat and flow rate to simultaneously control the temperature.

즉 상기 CPU(13)는 검출한 온도를 기준으로 모터 구동 신호를 출력하여 모터 제어부(16)를 구동한다.That is, the CPU 13 outputs a motor driving signal based on the detected temperature to drive the motor controller 16.

그리고 상기의 모터 구동 신호는 상기 밸브(17)에 연결된 스텝핑 모터(18)로 전달되고, 상기 스텝핑 모터(18)는 구동되어 밸브(17)의 위치를 선택적으로 움직이게 된다.The motor driving signal is transmitted to the stepping motor 18 connected to the valve 17, and the stepping motor 18 is driven to selectively move the position of the valve 17.

이 때의 밸브(17)의 위치 조절을 이용하여 상기 유량을 조절한다.The flow rate is adjusted by using the position adjustment of the valve 17 at this time.

상기의 밸브(17)를 구비한 스텝핑 모터(18)를 이용한 온도를 제어하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.A method of controlling the temperature using the stepping motor 18 having the valve 17 is described below.

첫 번째, 상기 밸브(17)의 위치를 일정하게 유지하고, 즉 열교환부(15)를 흐르는 유량은 일정하게 하고 상기 히터(10)의 열량만을 조절하여 온도를 제어한다.First, the position of the valve 17 is kept constant, that is, the flow rate flowing through the heat exchange unit 15 is constant and the temperature is controlled by adjusting only the heat amount of the heater 10.

두 번째, 상기 히터(10)의 열량은 일정하게 하고 밸브(17)의 위치를 조절하여 온도를 제어한다.Second, the heat quantity of the heater 10 is constant and the temperature is controlled by adjusting the position of the valve 17.

상기의 밸브(17) 위치 조절은 상기 열교환부(15)를 흐르는 유량을 조절함을 말하는데, 이는 유량의 속도가 빠를 경우에 적용한다.The position adjustment of the valve 17 refers to adjusting the flow rate flowing through the heat exchange unit 15, which is applied when the speed of the flow rate is high.

즉 열교환부(15)를 흐르는 유량의 속도가 빠를 경우 온도 제어가 어려우나 상기 밸브(17)의 위치를 조절하여 유량의 속도를 제어함으로써 온도를 제어하는 것이다.That is, when the speed of the flow rate flowing through the heat exchange part 15 is fast, temperature control is difficult, but the temperature is controlled by adjusting the position of the valve 17 to control the speed of the flow rate.

세 번째, 상기 밸브(17)의 위치와 히터(10)의 열량을 동시에 조절할 경우 유량의 속도를 증가시켜 열교환부(15)의 동작범위를 증가시킬 수 있다.Third, when simultaneously controlling the position of the valve 17 and the heat amount of the heater 10 may increase the speed of the flow rate to increase the operating range of the heat exchanger (15).

그리고 상기 유량의 속도가 감소할 경우에는 상기 밸브(17)의 위치를 변화시켜 온도의 변화를 최소화한다.When the velocity of the flow rate decreases, the position of the valve 17 is changed to minimize the change in temperature.

또한 공정으로 인한 이물등에 의해서 온도 제어가 불가능할 때는 전달되는 신호를 선택하여 사용할 수 있는데, 이것은 상기 히터(10)를 항상 일정하게 유지하고 단지 밸브(17)의 위치를 조절하여 유량을 조절함으로서 빠르게 온도를 제어한다.In addition, when the temperature control is not possible due to foreign matters due to the process, it is possible to select and use a signal transmitted. This keeps the heater 10 constant at all times and adjusts the flow rate by simply adjusting the position of the valve 17. To control.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 온도 제어 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The temperature control device according to the present invention as described above has the following effects.

첫째, 밸브를 구비한 스텝핑 모터를 이용하여 유량을 조절할 수 있으므로, 빠른 시간내에 온도를 제어할 수 있다.First, it is possible to control the flow rate using a stepping motor with a valve, it is possible to control the temperature in a short time.

둘째, 밸브의 위치를 선택적으로 조절할 수 있으므로, 공정에 따른 이물질이 유량에 섞여 막히는 현상을 방지할 수 있다.Second, since the position of the valve can be selectively adjusted, it is possible to prevent the phenomenon that the foreign matter in the process is clogged mixed with the flow rate.

셋째, 밸브의 위치와 히터를 동시에 조절할 수 있으므로 열교환부에서 소모되는 열량의 빠른 보충이 이루어져 공정의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Third, since the position of the valve and the heater can be adjusted at the same time, a quick replenishment of the heat consumed in the heat exchanger is made, thereby improving the reliability of the process.

Claims (5)

유량의 온도를 유지 및 상승시키는 히터,A heater for maintaining and raising the temperature of the flow rate, 상기 히터를 통과한 유량의 온도를 감지하는 온도 센서,A temperature sensor for sensing the temperature of the flow rate passing through the heater, 상기 온도 센서의 감지 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 컨버터,An analog / digital converter for converting the sensed signal of the temperature sensor into a digital signal, 상기 디지탈 신호를 입력받아 온도를 검출하는 CPU,A CPU which receives the digital signal and detects a temperature; 상기 CPU의 온도 검출 신호에 의해 상기 히터의 온/오프 신호를 출력하는 입출력 보드,An input / output board for outputting an on / off signal of the heater by a temperature detection signal of the CPU; 상기 히터를 통과한 유량의 온도가 제어되는 열교환부,A heat exchange part in which the temperature of the flow rate passing through the heater is controlled; 상기 CPU의 온도 검출 신호를 입력받아 모터 구동 신호를 출력하는 모터 제어부,A motor controller which receives the temperature detection signal of the CPU and outputs a motor driving signal; 상기 모터 구동 신호에 의해 밸브 위치를 선택적으로 조절하여 상기 열교환부를 통과한 유량을 조절하는 스텝핑 모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 온도 제어 장치.And a stepping motor configured to selectively adjust a valve position by the motor driving signal to adjust a flow rate passing through the heat exchange unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밸브는 상기 유량을 제어하도록 위치가 변화되는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.And the valve is changed in position to control the flow rate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밸브의 위치를 일정하게 고정하고 상기 히터의 열량을 조절하여 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.Fixing the position of the valve constantly and the temperature control device, characterized in that for controlling the temperature by adjusting the amount of heat of the heater. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히터의 열량을 일정하게 유지하고 상기 밸브의 위치를 조절하여 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.The temperature control device, characterized in that to maintain a constant heat quantity of the heater and to control the temperature by adjusting the position of the valve. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히터의 열량을 조절하고 동시에 밸브의 위치를 조절하여 빠르게 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.Temperature control device, characterized in that for controlling the heat of the heater and at the same time by controlling the position of the valve to quickly control the temperature.
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