KR20030078539A - 열충격장치의 컨트롤러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열충격장치의 컨트롤러에 관한 것으로서, 특히 기존 PLC를 포함하여 수 개의 컨트롤러가 수행하던 제어동작을 하나의 컨트롤러가 수행할 수 있도록 한 열충격장치의 컨트롤러를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 사용자가 소정의 파라미터를 설정하고 모니터링을 할 수 있는 사용자인터페이스부와 상기 열충격의 동작을 제어하는 제어부로 구성되어, 상기 제어부는 상기 사용자인터페이스부와 상기 제어부가 통신할 수 있도록 하는 사용자인터페이스처리부와, 고저온실 및 시험실의 온도가 입력되는 온도입력부와, 고저온실 댐퍼의 개폐를 제어하는 신호를 출력하는 제 1출력부와, 고저온실의 히터 및 쿨러의 동작을 제어하는 신호를 출력하는 제 2출력부와, 상기 온도입력부에서 입력된 온도 및 상기 사용자인터페이스부에서 설정된 파라미터에 기초하여 상기 제 1출력부 및 상기 제 2출력부에 제어신호를 공급하는 마이콤부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 열충격장치의 공간적 효율성과 함께 제어 시퀀스를 간단하게 할 수 있고 사용자의 조작 편의성를 증대시키는 효과가 있다.

Description

열충격장치의 컨트롤러{A CONTROLLER OF THERMAL SHOCK CHAMBER}
본 발명은 열충격장치의 컨트롤러에 관한 것으로서, 특히 기존 PLC를 포함하여 수 개의 컨트롤러가 수행하던 제어동작을 하나의 컨트롤러가 수행할 수 있도록 한 열충격장치의 컨트롤러에 관한 것이다.
각종의 시험장비 중에는 제품에 열충격을 가함으로써 제품의 수명 또는 내구성을 시험하는 열충격장치(Thermal shock chamber)라는 시험장비가 있다. 제품에 열충격을 가하는 방법은 시험대상 제품을 고온영역 또는 저온영역으로 이동시키거나, 댐퍼(damper)를 작동시켜 고온영역 또는 저온영역의 문을 개폐하여 제품에 일정시간 반복적으로 열변화를 가하는 것이다.
이러한 열충격장치에서 컨트롤러는 고온 및 저온영역의 온도를 제어하고, 열충격장치에 이상이 생겼을 때 경보를 발생시키고, 사용자가 시험하고자 하는 데이터를 저장하여 그 패턴에 따라 열충격장치의 동작을 관리하고, 데이터의 기록을 위해 기록계에 데이터를 전송하는 등의 역할을 한다.
도 1은 종래의 열충격장치의 컨트롤러의 내부구성을 나타낸다.
도 1에서 도면부호 10은 열충격장치를 제어하는 컨트롤러를 나타내고, 도면부호 20은 시험대상 제품에 열충격을 가하는 밀실을 나타낸다.
종래의 열충격장치의 컨트롤러(10)는 분산제어형으로서 도 1에서 도시된 바와 같이, PLC(Programmable Logic Controller)(1), PPTC(Program PatternTemperature Controller)(2) 및 2개의 SLTC(Single Loop Temperature Controller)(3, 4)로 구성되어 있다.
우선 컨트롤러(10)의 PLC(1)는 열충격장치를 전체적으로 제어하는 부분으로서 밀실(20)의 댐퍼(11, 12)의 개폐, PPTC(2) 및 SLTC(3, 4)의 스위칭을 제어한다.
PPTC(2)는 열충격 사이클동안 고온 및 저온제어를 수행하는 부분으로서, PPTC(2)의 2개의 출력단은 히터(13) 및 쿨러(14)에 연결될 수 있도록 스위치(SW1, SW2)의 단자를 구성하고 있다.
SLTC(3)는 예열시 고온실(15)의 온도를 제어하는 부분으로서, 입력단은 고온실(15)에 설치된 온도센서(18a)와 연결되어 있고, 출력단은 스위치(SW1)에서 히터(13)와 연결될 수 있도록 단자를 구성한다. 또한, 대응하는 SLTC(4)는 예냉시 저온실(17)의 온도를 제어하는 부분으로서, 입력단은 저온실(17)에 설치된 온도센서(18c)와 연결되어 있고, 출력단은 스위치(SW2)에서 쿨러(14)와 연결될 수 있도록 단자를 구성한다.
밀실(20)은 시험대상 제품에 고온의 열충격을 가하는 고온실(15)과, 시험대상 제품이 놓이는 시험실(16)과, 시험대상 제품에 저온의 열충격을 가하는 저온실(17)과, 상기 고온실(15) 및 저온실(17)을 개폐하는 2개의 댐퍼(11, 12)로 구성되어 있다.
고온실(15)에는 히터(heater)(13)가 설치되어 있어서 시험대상 제품에 예를 들어 80∼200℃ 정도의 고온의 열충격을 가할 수 있도록 되어 있고, 저온실(17)에는 쿨러(cooler)(13)가 설치되어 있어서 시험대상 제품에 예를 들어 0∼-100℃ 정도의 저온의 열충격을 가할 수 있도록 되어 있다.
또한, 고온실(15), 시험실(16) 및 저온실(17) 각각에 온도센서(18a, 18b, 18c)가 설치되어 있어서 각 실에서의 온도가 측정된다.
종래의 열충격장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
우선 PLC(1)는 고온실(15) 및 저온실(17)의 댐퍼(11, 12)를 모두 닫아 놓고, 스위치(SW1, SW2)에서 히터(13) 및 쿨러(14)가 SLTC(3, 4)에 연결되도록 한다. 다음, 고온실(15) 및 저온실(17)의 히터(13) 및 쿨러(14)가 작동하여 고온실(15) 및 저온실(17)을 예열 및 예냉하는데, 이러한 예열 및 예냉동작은 SLTC(3, 4)가 제어하게 된다.
고온실(15) 및 저온실(17)의 예열 및 예냉 온도는 사용자가 설정하며, 측정된 온도가 설정된 값과 동일하게 되면 열충격 사이클이 시작된다. 우선 고온실(15)의 예열온도가 설정값에 도달하면, SLTC(3)는 이를 PLC(1)에 전달하고, PLC(1)는 스위치(SW1)에 스위칭신호를 발생시켜 히터(13)를 PPTC(2)에 연결한다. 다음, PLC(1)는 댐퍼개방신호를 보내어 댐퍼(11)를 여는 동시에 PPTC(2)에 동작개시신호를 출력하여 PPTC(2)가 고온실(15)에서의 고온제어를 시작하도록 한다.
PPTC(2)가 고온제어를 수행하고 있는 동안 SLTC(4)는 계속하여 저온실(17)의 예냉동작을 수행한다. 정해진 시간동안 고온 운전을 행한 후 PLC(1)는 각각의 댐퍼(11, 12)에 댐퍼개폐신호를 보내어 고온실(15)의 댐퍼(11)를 닫고 저온실(17)의 댐퍼(12)는 연 다음, 스위칭신호를 스위치(SW1) 및 스위치(SW2)에 출력하여 히터(13)를 SLTC(3)에 연결하고 쿨러(14)는 PPTC(2)에 연결한다. 이에 의해PPTC(2)는 저온실(17)에서의 저온제어를 수행하게 되고, 그 동안 SLTC(3)는 고온실(15)의 예열동작을 다시 수행하게 된다.
상기와 같은 방법으로 정해진 사이클까지 열충격동작을 반복적으로 순환한 후에 이를 완료하게 된다.
그러나, 종래의 기술에 있어서는 상기와 같이 열충격동작을 제어하는데 PLC를 포함한 수 개의 컨트롤러가 사용되어 우선 공간의 효율성이 떨어지고, 사용자가 각종 데이터를 설정하는데 있어 각 컨트롤러에 대하여 이를 설정하여야 하고 또한 복잡한 시퀀스를 발생시키기 때문에 제어의 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
또한, 사용자가 각종 데이터를 설정하거나 제어동작을 모니터링 하는데 있어서 이를 통합적으로 할 수 있는 인터페이스가 마련되어 있지 않아 제품의 시험에 어려움이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 창안한 것으로서 기존의 열충격제어를 나누어 수행하던 컨트롤러들을 하나의 컨트롤러로 통합하여 이 컨트롤러가 단독으로 제어를 수행하도록 하고, 사용자인터페이스장치를 설치하여 사용자가 데이터의 설정 및 모니터링을 용이하게 할 수 있도록 한 열충격장치의 컨트롤러를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 열충격장치의 컨트롤러의 내부구성을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 열충격장치의 컨트롤러의 내부구성을 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 열충격장치의 컨트롤러에서의 사용자 인터페이스 화면을 나타내는 예시도.
**도면의 주요부분에 대한 부호설명**
30 : 사용자인터페이스부 31 : LCD
32 : 터치스위치 40 : 제어부
41 : 사용자인터페이스처리부 42 : 온도입력부
43 : 마이컴부 44 : 디지털입력단자
45 : 디지털출력단자 46 : 제어 및 아날로그 출력단자
이를 위해서 본 발명은 사용자가 소정의 파라미터를 설정하고 모니터링을 할 수 있는 사용자인터페이스부와, 열충격의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 사용자인터페이스부와 상기 제어부가 통신할 수 있도록 하는 사용자인터페이스처리부와, 고저온실 및 시험실의 온도가 입력되는 온도입력부와, 고저온실 댐퍼의 개폐를 제어하는 신호를 출력하는 제 1출력부와, 고저온실의 히터 및 쿨러의 동작을 제어하는 신호를 출력하는 제 2출력부와, 온도입력부에서 입력된 온도 및 상기 사용자인터페이스부에서 설정된 파라미터에 기초하여 제 1출력부 및 제 2출력부에 제어신호를 공급하는 마이콤부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 열충격장치의 컨트롤러의 내부구성을 나타낸다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 열충격장치의 컨트롤러는 크게 LCD(31) 및 터치스위치(32)로 구성된 사용자인터페이스부(30)와, 각종 데이터를 입력받아 제어신호를 출력함으로써 열충격장치를 제어하는 제어부(40)로 구성되어 있다. 제어부(40)는 사용자인터페이스처리부(41), 온도입력부(42), 마이컴부(43), 디지털입력단자(44), 디지털출력단자(45), 제어 및 아날로그출력단자(46)을 포함한다. 여기서 특히 디지털입력단자(44)는 각종의 경보신호를 입력받아 이를 마이콤부(43)에 전달하여 마이콤부(43)가 이상동작상황에 대하여 조치할 수 있도록 한다.
한편, 도 3은 본 발명에 의한 열충격장치의 사용자인터페이스화면을 나타낸다. 도 3에 도시된 화면은 사용자인테페이스부(30)를 구성하는 LCD(31)에 표시되는 것으로 (a)는 모니터링 화면을 나타내고 (b)는 입력파라미터설정 화면을 나타낸다.
사용자는 (a)화면을 통해 열충격장치의 동작을 통제할 수 있고, (b)화면에서 터치스위치를 통해 각종 파라미터를 입력할 수 있다.
즉, (a)화면의 좌측하단에 있는 RUN, HOLD, STOP 버튼을 이용하여 열충격장치의 동작을 제어하면서 열충격의 진행상황을 모니터링할 수 있으며, (b)화면의 좌측에 있는 숫자 및 방향키를 이용하여 각종 파라미터를 설정할 수 있다.
본 발명에 의한 열충격장치의 컨트롤러의 동작을 살펴본다.
상기한 바와 같이 사용자가 사용자인터페이스부(30)를 통하여 각종 파라미터를 설정한 후 열충격장치의 동작을 개시시킨다. 열충격장치의 동작이 개시되면, 우선 마이컴부(43)에서는 디지털 출력단자(45)로 댐퍼폐쇄신호를 보내어 고저온실의 댐퍼를 닫은 다음, 제어 및 아날로그출력단자(46)로 작동개시신호를 보내어 고저온실에 설치된 히터 및 쿨러를 작동시킨다. 히터 및 쿨러가 작동하면 고저온실에 설치된 온도센서로부터 온도입력부(42)로 온도값이 전송되고, 온도입력부(42)는 수신한 온도값을 마이컴부(43)에 전달한다. 마이컴부(43)는 수신한 온도값과 사용자가 사용자인터페이스부(30)의 터치스위치(32)를 통해 입력한 예열 및 예냉온도를 비교하면서 PID 제어에 의한 출력값을 제어 및 아날로그 출력단자(46)에 보낸다. 제어 및 아날로그 출력단자(46)에서 출력된 출력값은 고저온실의 히터 및 쿨러의 온도를 제어하게 된다.
마이컴(43)은 고저온실의 온도가 상기 예열 및 예냉온도에 도달하였는지를 계속 비교하여, 고저온실의 온도가 설정된 값에 도달한 경우 디지털 출력단자(45)를 통해 고온실 댐퍼개방신호 및 저온실 댐퍼폐쇄신호를 출력하여 고온실 댐퍼를 열고 반면 저온실 댐퍼의 폐쇄상태는 유지시킨다.
마이컴(43)은 계속하여 저온실 및 시험실(고온실의 개방에 의해 고온실이 시험실과 하나가 됨)의 온도센서로부터 측정된 온도를 온도입력부(42)를 통해 전송받아 PID 제어에 의한 결과를 제어 및 아날로그 출력단자(46)에 출력하여 고저온실의 히터 및 쿨러의 동작을 제어하면서 그 과정을 반복한다.
그후 고온유지시간(사용자가 설정함)이 종료되면 마이컴(43)은 고온실의 댐퍼를 닫고 저온실의 댐퍼를 연다.
마찬가지로 고온실 및 시험실(저온실의 댐퍼가 개방되어 저온실이 시험실과 하나가 됨)의 온도센서로부터 측정된 온도가 온도입력부(42)를 통해 마이컴(43)에 전달되고 마이컴(43)은 PID 제어에 의한 결과를 아날로그 출력단자(46)에 출력하여 고저온실의 히터 및 쿨러의 동작을 제어하면서 그 과정을 반복한다.
다음 저온유지시간(사용자가 설정함)이 종료되면 열충격사이클횟수에 도달하였는지를 판단하고 사이클횟수에 도달하지 않은 경우에는 상기의 두 과정을 반복하고 사이클횟수에 도달하면 열충격과정을 종료하게 된다.
상기와 같이 본 발명은 하나의 컨트롤러를 사용하여 열충격장치를 제어하기 때문에 별도의 다른 장치가 필요없게 되어 공간적 효율성과 함께 제어 시퀀스를 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한 사용자인터페이스부를 설치하여 사용자가 이를 통해 각종 파라미터를설정하고 제어동작 상황을 한 곳에서 파악할 수 있도록 하여 사용자의 조작 편의성를 증대시키는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 열충격을 가하여 제품을 시험하는 열충격장치의 컨트롤러에 있어서,
    사용자가 소정의 파라미터를 설정하고 모니터링을 할 수 있는 사용자인터페이스부와,
    상기 열충격의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 사용자인터페이스부와 상기 제어부가 통신할 수 있도록 하는 사용자인터페이스처리부와,
    고저온실 및 시험실의 온도가 입력되는 온도입력부와,
    고저온실 댐퍼의 개폐를 제어하는 신호를 출력하는 제 1출력부와,
    고저온실의 히터 및 쿨러의 동작을 제어하는 신호를 출력하는 제 2출력부와,
    상기 온도입력부에서 입력된 온도 및 상기 사용자인터페이스부에서 설정된 파라미터에 기초하여 상기 제 1출력부 및 상기 제 2출력부에 제어신호를 공급하는 마이콤부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열충격장치의 컨트롤러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사용자인터페이스부는 LCD 및 터치스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 열충격장치의 컨트롤러.
  3. 제 1항에 있어서.
    상기 제어부는 각종 알람신호를 입력받는 입력부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 열충격장치의 컨트롤러.
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