KR910000266B1 - 냉동장치용 전자 제어 시스템의 현장 시험 방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

냉동장치용 전자 제어 시스템의 현장 시험 방법
제1도는 본 발명의 냉동 시스템을 가동시키기 위한 제어 시스템을 갖고 있는 복식회로 냉동 시스템의 개략도.
제2도는 제1도의 냉동 시스템의 전자 제어회로의 개략도.
제3도는 제2도의 제어회로의 제어에 사용되는 전체 논리를 예시한 제어 논리도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 팬 12 : 압축기
13 : 응축기 14 : 필터-건조기
15 : 팽창 밸브 16 : 복식회로 냉각기
21 : 프로세서 보오드 22 : 표시기/설정점 보오드
23 : 계전기 보오드 24 : 보조리세트 보오드
25 : 제어트랜스포머 30 : 구성헤더
35 : DIP 스위치 조립체 T1-T8,T10: 더미스터
37 : 표시기
본 발명은 냉동 시스템에 관한 것으로, 특기 공기조화기용 전자 제어 시스템의 효율 및 신뢰성을 현장 검사하기 위한 장치에 관한 것이다.
통상의 냉동 시스템은 그 저온측으로부터 열을 흡수하여, 고온측에서 열을 방출시키는 재순환성 냉매를 사용한다. 냉동 시스템을 가동시키는데 필요한 일(work) 입력은 저압 가스냉매를 받아들이고 그것을 고압으로 압축하는 모터구동식 압축기에 의해 제공된다.
이러한 고압가스 냉매는 그 냉매로부터 열을 탈취하여 가스 냉매를 액체로 응축시키는 응축기에 공급된다. 그 다음 상기 액체 냉매가 팽창 밸브를 지나 증발기로 공급되는데, 이증발기에서는 열이 전열액(heat transfer fluid)으로부터 상기 액체 냉매로 전달되어 이 액체 냉매를 증발시키는 작용이 일어난다. 그러므로써 전열액은 냉각되어 부하, 즉 빌딩과 같은 것을 냉각시키는데 사용된다. 증발기에서 증발된 냉매는 냉동 시스템을 통해 재순환하도록 압축기로 반송된다.
전자 제어 시스템은 공기조화기의 전자기계식 제어 시스템을 대신하도록 설계된다. 상기 시스템은 몇개의 부품 즉, 프로세서 보오드, 계전기 보오드, 설정점 보오드, 보조 리세트 보오드, 압축기 보호 보오드, 제어 트랜스포머, 및 더어미스터들로 구성된다.
프로세서 보오드는 마이크로프로세서, 전원, A/D변환기, EXV 드라이버, 계전기 드라이버 및 표시기 드라이버 등을 구비한다. 제어는 외부 EPROM 메모리 모듈 또는 그것의 마스크형 변환체를 가진 마이크로프로세서를 사용하여 행해진다. 프로세서 보오드는 공냉식 냉각기, 수냉식 냉각기, 응축기 또는 냉각기 또는 열기계들과 함께 사용하기 위한 총괄 보오드이다. 구성(configuration) 헤더는 특정장치(공기조화기)의 물리적 특성이 무엇인지를 제어회로에 알리도록 공장에서 그 제어회로를 프로그램하는데 사용된다. 구성헤더는 상기 장치를 소망의 장치로 구성하도록 선택적으로 단절되는 소형배선들을 사용한다.
점퍼(jumper)들은 이진의(binary) 온·오프 스위치로서 작동하며, 장치의 형태, 압축기의 수, 사용된 팽창 밸브의 형태, 전원장치의 주파수를 결정하는데 사용된다. 이러한 점퍼들은 실제로 상기 구성헤더의 구성을 설정하기 위해 보오드로부터 제거될 수 있는 하나의 작은 헤더안에 위치된다. 과거에는 상이한 장치의 구성이 제어회로 배선을 통해 제어회로내에 프로그램되었었다.
현장에서 프로그램 가능한 옵션(option)은 보오드상에 있는 작은 DIP 스위치 조립체들을 사용함으로서 성취된다. 그 스위치들은 일반적으로 현장에서 그들이 교체되기전에 제거될 수 있는 플라스틱 덮개에 의해 보호된다.
또한, 배수(leaving water) 온도를 조정하기 위해 상부에 전위차계를 가진 보조 리세트 보오드가 장치의 효율을 증진시키도록 부가될 수 있다.
또한 보오드는 일련의 입력 더미스터들과 그것들에 연결된 몇개의 스위치 입력들을 갖는다. 10킬로 옵션(KΩ)의 전위차계를 사용함으로서 현장조정이 이루어진다. 전위차계들은 여러가지 설정점들을 조정하는데 사용된다.
여러가지 출력들은 계전기 보오드상의 계전기를 통해 표시기 보오드상에 위치된 출력 표시로서 제어된다. 그러나, EXV 스테퍼(stepper)모터는 프로세서 보오드로부터의 출력에 의해 직접 제어된다. 계전기로부터 다른 부하 시퀀스를 얻기 위해 계전기 제어논리는 소프트웨어에 기억되고, 장치의 구성, 압축기, 무부하점퍼들에 의해 선택된다. 또한, 각종의 계전기들은 회로 1이나 회로 2의 압축기들중 어느 하나의 기능을 제어한다.
표시기 설정점 보오드는 리본(ribbon) 케이블을 통해 프로세서에 연결되고, 오퍼레이터와 교신하는데 사용된다.
일반적으로, 표시기 설정점 보오드는 제어/게이지 패널상에 위치된다. 이러한 보오드는 배수 설정점 전위차계, 2디지트 표시기, 표시기 스위치를 포함한다. 표시기를 통해 제어회로는 용량 스테이지, 장치의 동작 모우드, 진단 정보를 보여준다.
그러나, 전자제어회로가 부가됨으로써 오퍼레이터 또는 현장 수리공이 일반적으로 값비싼 특별한 외부진단도구를 사용하지 않고서, 장치가 적절히 동작하고 있는지를 알아보기 위해 전자제어회로들의 동작을 검사하는 것은 상당히 어렵다. 시동시 및 현장에서 운전중에 매우 복잡한 전자제어장치의 동작프로그래밍을 검사하기 위하여 간단한 수단을 가짐으로써 제어 시스템을 검사할 수 있는 능력을 부여하면 장치의 유지관리비를 상당히 절감할 수 있다. 따라서, 공기조화기에서 기능장애를 진단하기 위한 고정의 전자부품을 활용하는 방법 및 장치에 대한 필요성이 대두된다.
본 발명은 현장 수리공이 고가의 휴대용 외부진단장비를 사용함이 없이 냉동 시스템의 전자회로의 동작을 용이하게 체크할 수 있게 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 냉동장치는 시동-정지-리세트-표시스위치, 디지탈 표시기, 시스템의 각지점의 온도를 판독하는 복수의 센서를 구비한 시험패널을 가지며, 센서의 출력으로부터 얻어진 일련의 시험신호들은 프로그램된 순차적인 순서에 따라 디지탈 표시기에 표시된다.
이하, 본 발명의 특징 및 목적에 대하여 보다 쉽게 이해할 수 있도록 첨부도면에 의거하여 본 발명의 일실시예를 구체적으로 설명한다.
본 발명은 냉동 시스템용 전자제어 시스템에 관한 것이다.
제1도에 도시된 바와 같이, 냉동 시스템은 최소한 하나의 압축기(12), 공냉식 응축기(13)(팬(11)에 의해 냉각됨), 필터 건조기(14), 및 팽창 밸브(15)를 각각 구비한 두 회로와, 통상의 방식으로 연결된 복식회로 냉각기(dual circuit cooler)(16)를 포함한다. 또한 제1도에서 제어 시스템은 프로세서 보오드(21), 표시기(설정점 보오드(22), 계전기 보오드(23), 보조리세트 보오드(24)(제2도), 제어트랜스포머(25) 및 복수의 더미스터들을 포함한다.
프로세서 보오드(21)는 마이크로프로세서(36)를 구비하고, 그외에도 전원장치, A/D변환기, 팽창밸브 드라이버, 계전기 드라이버 및 표시기 드라이버와 같은 여러 전자부품들을 구비한다. 마이크로프로세서는 입력신호들을 수신하고, 사전프로그램된 절차에 따라 그 수신된 입력신호들을 처리하며, 처리된 입력신호에 응답하여 제어신호를 발생하기에 알맞는 어떤소자나 소자들의 조합일 수 있다. 마이크로프로세서에서 발생된 제어신호는 제어소자들로 공급되는데, 이 소자들은 마이크로프로세서로부터 제어소자들에 공급되는 제어신호에 응답하여 냉동 시스템의 동작을 제어한다.
상기 마이크로프로세서로는 외부 EPROM 메모리 모듈을 갖고 있는 인텔사(Intel corporation)의 제조 모델 8031이 양호하며, 모델 8031의 마스크형(masked ver sion) 즉, 모델 8751도 또한 적합하다.
프로세서 보오드(21)는 각종의 냉동 시스템에 사용되는 총괄 제어 보오드이다. 특정 냉동 시스템에 사용될 수 있는 프로세서 보오드(21)의 구성을 결정하기 위해, 구성헤더(30)는 냉동장치가 가즌 물리적 특성과 프로세서 보오드(21)를 상관시키는데 사용된다. 구성헤더(30)는 복수의 소형 배선(32), 예를 들면 8개의 점퍼를 포함하는데, 이들은 프로세서 보오드(21)의 구성을 설정(setting)하는 2진 코오드를 발생하도록 선택적으로 단절된다. 구성헤더(30)는 일반적으로 공장에서 미리 프로그램되며, 제어될 장치의 형태에 적합하도록 프로세서 보오드(21)를 구성한다.
제2도를 보면, 프로세서 보오드(21)는 냉동장치를 제어하기 위한 여러가지 입출력들을 가지고 있음을 알 수 있다. 프로세서 보오드는 또한 현장 프로그램이 가능한 옵션을 선정할 수 있게 현장에서 사용할 수 있도록 다수의 작은 DIP 스위치 조립체(35)를 구비한다.
상기 옵션에는 무부하, 소금물 온도, 운전정지선택, 반송되는 물의 온도 리세트(reset) 등이 있다. DIP 스위치들은 일반적으로 ON-OFF 스위치로서, 각종 설정점 제어장치들을 더미스터들 즉, 저항 온도 검출기들에 연결한다. 대응 DIP 스위치가 적절한 위치로 절환된 후 모든 현장 설정점 조정은 조정가능한 전위차계들을 통해서 이뤄진다. 전위차계가 오동작하는 것을 방지하기 위하여 전위차계의 유효 측정 범위는 10내지 95%로 설정된다. 만일 전위차계가 10 내지 95%범위 밖에 있다면, 경보 장치가 여자되며, 제어장치는 자동적으로 페일세이프(failsafe : 위험 방지) 상태로 된다.
또한, 제2도에 도시된 바와 같이, 프로세서 보오드(21)는 전기용 코넥터들을 통해서 각종 입·출력들에 전기적으로 접속된다. 감지온도를 표시하는 온도신호는 전선을 통해서 프로세서 보오드(21)에 전달된다. 각종 입력더미스터와 그들의 위치는 아래와 같다.
Figure kpo00001
프로세서 보오드(21)는 용량, 팬순환, 전자팽창밸브를 제어하기 위해 온도 판독치를 사용한다.
계전기 보오드(23)는 프로세서 보오드(21)로부터 신호를 수신하여 출력 계전기들을 압축기와 언로우더(unloader)에 연결하여 압축기의 부하 및 무부하 시퀀스를 형성한다. 압축기들을 부하 및 무부하로 하는데 쓰이는 시퀀스들이 프로세서 보오드상의 마이크로프로세서에 프로그램된다.
일반적으로, 계전기들의 반은 회로 1의 압축기들 및 언로우더를 제어하는데 쓰이고, 나머지 반은 회로 2의 압축기 및 언로우더를 제어하는데 쓰인다. 두 기본적인 냉각기 압축기의 부하 시퀀스들은 압축기들의 리드-래그(lead-lag ; 빠르고, 느린)제어를 위해 형성된다.
상기 리드-래그 제어는 압축기의 가동시간을 안정화 시키는데 사용된다. 리드 래그 제어 시퀀스는 소프트웨어로서 자동적으로 선택된다. 그 시퀀스는 장치가 턴온된 후 랜덤하게 결정되며, 장치의 전부하 또는 완전 무부하 상태가 될때마다 바뀐다.
표시기 설정점 보오드(22)는 일반적으로 리본 케이블을 통해 프로세서 보오드(21)에 연결된다. 상기 보오드(22)는 디지탈 표시기(37), 디지탈 표시기 여자용 표시 스위치(38), 배수 온도 설정점을 조정하기 위한 설정점 전위차계(39)를 구비한다. 또한, 표시 스위치(38)는 스테이지 용량, 제어 시스템 상태, 진단 정보를 표시하는 LED 표시기와 관련하여 사용된다. 진단정보는 일반적으로 2디지트 LED 표시기상에 숫자 코드로 표시된다.
따라서 동작상태 정보나 과부하 정보를 포함한 진단정보는 자동적으로 LED 표시기상에 표시된다. 표시는 매 2초마다 바뀌며, 과부하정보는 다른 모든 코오드보다 우선순위를 갖는다.
일반적으로 표시 숫자 0 내지 19는 압축기 스테이지 번호의 상태를 나타내고, 표시숫자 20 내지 49는 동작 상태 정보, 예를 들면 압축기, 팽창밸브 또는 이코노마이저의 릴레이 상태등의 상태 정보를 나타내며, 표시숫자 50-99는 과부하 정보, 즉 압축기 고장, 더미스터고장, 또는 전위차계 고장과 같은 정보를 나타낸다. 프로세서 보오드(21)가 기능장애를 표시하는 신호를 수신하면, 상기 보오드(21)는 표시기(37)에 고장코오드를 로드하고 경보회로를 여자시킨다. 표시기/설정점 보오드(22)는 제3도에 도시되며 후술하는 바와같이 동작한다.
공기조화기는 시동-정지-리세트 표시 스위치(38)를 시동위치로 전환시킴으로서 처음 시동된다. 상기 스위치는 또한 어떤 안전장치가 잘못된 경우에 마이크로프로세서를 리세팅하는데 사용된다. 리세트는 스위치를 정지 위치로 전환시킨 다음 다시 시동위치로 변경시킴으로써 행해진다. 또한, 상기 스위치는 전자식 프로세서 및 계전기 보오드용 회로 차단기로서 사용된다.
스위치가 닫혀지자 마자 논리 회로는 초기화 루틴을 처리한다. 상기 처리는 이 루틴에서 2분 동안 이뤄진다. 표시기는 이시간 동안 계속 "20"을 표시한다. 이시간 동안에 마이크로프로세서는 팽창밸브들의 내부 상수(Constant)들을 초기화하고 루우프 온도가 안정화 될때까지 대기한다. 만일 표시버튼이 이 기간중에 눌러지면, 제어회로는 급속 시험 모우드로 들어간다.
일단 초기시간 지연이 경과되면, 논리회로는 모든 각종 처리를 제어하기 시작하는 실행루틴으로 진행한다. 표시기로부터 "20"은 지워지고, 표시기는 그 수명을 증가시키기 위하여 턴오프된다. 표시기를 관찰하기 위해서는 표시기 곁에 위치한 표시버튼을 계속적으로 누르고 있어야 한다.
정상 동작하에서는 단지 스테이지 번호만이 표시된다. 만일 상태 코드나 과부하 코드가 표시되면, 표시기는 매 2초마다 바뀌고 3개의 숫자까지 표시한다. 과부하 정보는 다른 모든 코드보다 우선순위를 갖는다.
또한, 표시기 보오드는 제어부품들이 접속되어 적절히 동작하고 있는지를 알아볼 수 있도록 급속 시험 절차를 행하는데 사용된다.
급속 시험 모우드의 절차는 숫자 "20"이 표시기에 표시될 때 설정점 보오드상의 표시버튼을 누름으로써 시작된다. 숫자 "20"은 제어단계중 초기화 단계에 표시된다. 즉, 전력이 처음으로 프로세서에 인가될 때 발생한다. 표시버튼이 눌러지면 표시기는 숫자 "88"로 바뀌며, 경보 불빛이 커지는데, 이것은 급속 시험 모우드의 시작을 표시한다.
급속 시험은 미리 프로그램된 순서에 따라 수동단계로 행할 수 있다. 표시버튼은 기억된 순서의 각 단계마다 2번씩 눌러져야 한다.
첫번째 누름은 제어를 다음 단계로 진행시키고 소숫점에 의해 이어지는 상기 단계의 번호를 표시케한다. 상기 단계의 번호가 표시될 때, 제어회로에 의해서는 어떠한 동작도 일어나지 않으며, 표시버튼이 두번째로 눌러질 때, 제어회로는 필요한 동작을 시작한다. 만일 표시버튼이 다시 눌러지면, 제어는 다음 단계로 진행하고, 그 이전단계의 모든 동작을 정지시킨다. 표시버튼이 다시한번 눌러지면 제어회로는 다음 단계를 시작한다. 이러한 절차는 42번 또는 필요한 사전 프로그램된 단계에 대하여 행해진다. 최종 단계가 종료되면, 제어는 금속 시험의 시작점으로 복귀하고, 표시기는 "88"을 표시한다. 만일 표시버튼이 10분 안에 눌러지지않거나 또는 오퍼레이터가 정지-시동 스위치를 리세트한다면 제어는 정상 동작으로 복귀한다.
DIP 스위치 또는 다른 입력 소자가 변경되면 표시기는 그 시험순서중에 계속적으로 갱신되고 그 상태를 표시한다. 따라서, 이러한 시험은 개개의 부품이 연결되어 적절히 동작하는지를 확실히 검사할 수 있게 하고 오퍼레이터가 냉동 유니트의 고장 발견 및 수리를 하는 것을 가능하게 해준다.

Claims (2)

  1. 디지털표시기(37), 디지털표시기 제어스위치(38), 복수의 상태 센서 수단(T1~T8, P1~P4), 사전 프로그램 절차를 가지는 시험 논리회로를 구비한 내장된 시험 패널로부터 냉동장치의 전자 제어 시스템을 현장시험하는 장치에 있어서, 상기 복수의 상태 센서 수단(T1~T2, P1~P4)의 출력신호를 마이크로프로세서(36)의 제어입력부에 전기 접속하는 접속수단과 ; 상기 마이크로프로세서(36)의 시험 논리회로의 사전 프로그램절차로부터 일련의 시험신호를 발생하는 신호 발생수단과; 상기 시험 스위치 수단(38)이 작동될 때 디지털 표시기상에서 상기 오퍼레이터가 무작위로 보낸 일련의 시험 신호에 응답하는 표시기수단(37)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동장치용 전자제어 시스템의 현장 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일련의 시험신호는 내장된 시험 패널의 상기 표시기수단(37)상에서 부호화된 숫자로서 표시되며, 일련의 단계 번호는 신호발생수단에서 발생된 각각의 시험신호보다 앞서서 순차적으로 표시되는 것을 특징으로 하는 냉동장치용 전자 제어 시스템의 현장 시험 장치.
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