KR950012572B1 - 연소기기의 발열량 제어방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연소기기의 발열량 제어방법 및 장치

제 1 도는 종래의 연소기기의 발열량 제어장치의 개략블럭도.

제 2 도는 종래의 연소기기의 발열량 응답속도를 나타낸 곡선도.

제 3 도는 본 발명에 적용되는 발열량 제어장치의 개략블럭도.

제 4 도는 본 발명에 적용되는 발열량 제어방법의 플로우챠트.

제 5 도는 본 발명이 적용되는 감지된 온도와 설정온도와의 멤버쉽함수를 나타낸 도표 및 분포도.

제 6 도는 본 발명에 적용되는 발열스텝규칙을 보인 분포도.

제 7 도는 본 발명에 적용되는 발열스텝규칙을 보인 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 마이콤 21 : 실온감지부

22 : 제어부 23 : 연산제어부

24 : 전자펌프 25 : 송풍모타

26 : 팬모타 27 : 루버

본 발명은 연소기기의 발열량 제어시스템에 관한 것으로, 특히 발열의 초기응답특성의 향상과 목표발열량 도달시 안정된 상태로 발열량을 제어할 수 있도록 한 연소기기의 발열량 제어방법 및 장치에 관한 것이다.

종래 연소기기의 발열량 제어방법은 제 1 도에 도시한 바와 같이, 실내온도를 감지하는 실온감지부(가)와, 이 실온감지부(가)에서 감지된 온도에 따라 미리 프로그래밍된 발열량 제어방식으로 제어하여 발열에 필요한 제어신호를 출력하는 마이콤(나)과, 상기 마이콤(나)의 제어출력신호에 의하여 발열에 필요한 유량을 조절공급하게 되는 전자펌프(다)와, 발열에 필요한 연소공기량을 조절공급하는 송풍모타부(라)와, 연소열(발열)을 실내로 불어 대류시키는 팬모타부(마)로 구성된다. 그러므로 연소기기의 작동시 설정된 온도에 의하여 마이콤(나)에서는 전자펌프(다), 송풍모타부(라), 팬모타부(마)의 작동을 제어하여 연소기기의 발열을 유도한다. 아울러, 마이콤(나)은 송풍모타부(라)와 팬모타부(마)로부터 회전수 정보를 수신하게 되고, 연소기 발열에 의해 변화되는 실내온도정보를 실온감지부(가)로부터 수신한다. 다음, 마이콤(나)에서는 이렇게 감지된 실내온도와 상기 설정된 온도와의 차를 비교하여 팬모타부(마)를 제어함으로써 상기 발열량을 변화시키면서 설정된 목표 발열량으로 제어하도록 되어 있다.

이와 같이 종래의 발열량 제어방법은 피드백제어방식에 근간을 두고, 시간변화에 대한 오차요소를 줄이는 PID 연산으로 설정온도까지의 목표발열량에 근접하는 방식을 이용하여 왔다. 이와 같은 PID 연산방식은 PID 계수의 결정값에 의해 오차발열량에 대한 응답특성이 결정되기 때문에 PID 계수의 가변성이 없는 한, 연산과정에서 목표량이 설정되어 있어, 임의의 넓은 제어영역을 갖지 못하고, 또한 계수설정에 따른 응답특성에서 제 2 도에 도시한 바와 같이 과도특성이 발생되므로 응답속도가 늦어져 정상상태에서 상대적으로 목표량 편차가 심해지는 문제점을 가지게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 연소기기에 있어서 초기발열시 발열응답특성을 빠르게 함과 아울러 목표발열량 도달시에는 안정된 상태로 발열량을 유지시킬 수 있는 발열량 제어방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 연소기기의 전원인가시, 초기화 단계, 발열온도설정단계, 각 구동부 구동단계로 이루어지는 초기구동단계와, 실온감지단계와 실온판단단계를 거쳐 발열스텝을 설정구동하도록 된 연소기기의 발열량 제어방법에 있어서, 상기 실온판단단계에서 실온이 설정온도보다 작을 경우에 타이머카운터에 의하여 시간변화값을 카운트하는 단계와, 상기 설정온도로부터 실온을 감산하여 온도차값을 산출하는 단계와, 상기 온도차값 산출단계에서 산출된 온도차값을 상기 시간변화율로 계산하여 온도차값의 시간변화율을 산출하는 단계와, 상기 온도차 산출단계와 상기 온도차시간변화치 산출단계에서 각각 산출된 온도차값과 온도차값의 시간변화값에 의한 멤버쉽함수에 의거하여 소정의 발열스텝을 산출하는 단계와, 상기 발열스텝 산출단계에서 산출된 발열스텝에 따라 전자펌프, 송풍모타, 팬모타, 루버를 제어하는 제어신호 출력단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 연소기기의 발열량 제어장치는 실온을 감지하는 실온감지부와, 마이콤 및 상기 마이콤의 제어신호에 의해 구동되는 전자펌프, 송풍모타 및 팬모타를 구비하고, 상기 마이콤은 상기 실온감지부에 의해 감지된 실온과 설정온도를 비교하여 온도차값을 산출하고 또한, 상기 온도차값과 타이머카운타에 의해 카운트된 시간변화율에 의거하여 온도차시간변화치를 산출하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 상기 온도차치신호와 상기 온도차 시간변화치 신호를 멤버쉽함수에 의거하여 연산하여 발열스텝을 결정하는 연산제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 발명에 적용되는 석유연소기기의 발열량 제어장치의 블럭도이다. 이 발열량 제어장치는 실내의 온도를 감지하는 실온감지부(21)와, 마이콤(20)과, 상기 마이콤(20)의 출력신호에 의해 구동되는 전자펌프(24), 송풍모타(25), 팬모타(26), 루버(27)로 이루어진다.

또한 상기 마이콤(20)은 실온감지부(21)로부터 감지된 실온을 A/D 변환하여 입력하고, 이 데이터를 소정의 미리 기억된 설정온도 데이터와 비교하여 온도차를 산출하고, 동시에 시간에 따른 온도변화값을 산출하여 출력하는 제어부(22)와, 상기 온도차신호와 타이머카운터에 의해 시간변화율에 따라 계산된 온도변화값 신호를 수신하여 이들 신호를 기억하고, 이 신호를 멤버쉽함수에 근거한 퍼지연산을 하여 발열스텝을 설정한 후, 설정된 발열스텝로 발열량 제어 및 팬모타회전수, 루버의 회전각신호를 연산하는 연산제어부(23)로 된다.

제 4 도는 본 발명의 연소기기의 발열량 제어방법의 플로우챠트이다. 연소기기에 전원인가시 초기화단계(400), 발열온도 설정단계(401), 각 구동부구동단계(402)(이하, 단계(400)부터 단계(402)까지를 초기구동단계(403)라고 한다)와, 상기 초기구동단계(403)에서 초기구동시, 실내온도를 감지하는 실온감지단계(404)와, 상기 감지된 실온이 상기 미리 설정된 온도보다 큰가를 판단하는 실온판단단계(405)와, 상기 실온판단단계(405)에서 실온이 작으면 타이머카운터로 카운트하는 카운터단계(406)와, 상기 설정온도에서 실온감지온도를 감산하여 온도차값을 산출 출력하는 온도차값 산출단계(407)와, 상기 온도차값 산출단계(407)에서 산출된 온도차값을 시간변화분으로 계산하여 온도차시간변화값을 산출하는 온도차 시간변화값 산출단계(408)와, 상기 산출된 온도차값과 온도차시간변화값으로 각 구동부의 소정 발열스텝규칙을 산출하는 발열스텝산출단계(409)와, 상기 발열스텝 산출단계(409)에서 산출된 발열스텝으로 전자펌프, 송풍모타, 팬모타, 루버를 제어구동하는 제어구동단계(410)와, 상기 실온판단단계(405)에서 실온이 설정온도와 같거나 큰 경우에 설정된 온도에 따른 발열스텝으로 각 구동부를 구동하는 발열구동단계(411)로 제어되도록 한 것이다.

제 5 도는 본 발명에 적용되는 현재온도와 설정온도와의 멤버쉽함수를 나타낸 것이다. 제 5 도의 (a)는 연소기기에서 목표량제어를 위한 소정의 설정온도, 즉 마이콤(20)에 기억설정된 A/D 데이타를 나타낸 것이고, 제 5 도의 (b)는 실내온도별 A/D 변환데이터를 나타낸 것이며, 제 5 도의 (c)는 감지온도와 설정온도와의 온도차에 의한 멤버쉽 함수를 나타낸다. 도면에 도시와 같이 온도차에 의한 입력조건 즉, 현재 감지온도와 설정온도의 온도차범위를 (-15,-14,…-1,0,1…14,15)로 두었을 때, 제 5 도의 (c)의

1)은 상기 온도차가 정방향으로 크게 날 때 큰 양수(Positive Big)를 나타낸 것이고,

2)는 상기 온도차가 정방향으로 작게 날 때 작은 양수(Positive Small)를 나타낸 것이며,

3)은 상기 온도차가 없는 경우 제로(ZERO)변화를 나타낸 것이고,

4)는 상기 온도차가 부방향으로 작을 경우 작은 음수(Negative Small)를 나타낸 것이고,

5)는 상기 온도차가 부방향으로 클 경우 큰 음수(Negative Big)를 나타낸 것이다.

제 6 도는 본 발명에 적용되는 온도차에 대한 시간변화율의 멤버쉽 함수를 나타낸 것이다. 실내온도변화가 (-15,-14,…-1,0,1,…14,15)일 때,

(a)는 온도변화가 0℃에서 정(Positive)으로 변화할 때를 나타낸 것이고,

(b)는 온도변화가 0℃에서 제로(ZERO)로 변화할 때를 나타낸 것이며,

(a)는 온도변화가 0℃에서 부(Negative)로 변화할 때를 나타낸 것이다.

제 7 도는 본 발명에 적용되는 발열스텝에 의한 멤버쉽 함수를 나타낸 것이다. 즉, 상기 온도차와 온도차의 시간변화율에 대한 발열스텝 산출결과를

(a)는 발열량이 매우 강할 때(Very Strong : VS)의 발열스텝을 나타낸 것이고,

(b)는 발열량이 강할 때(Strong : S)의 발열스텝을 나타낸 것이며,

(c)는 발열량이 중간일 때(Medium : M)의 발열스텝을 나타낸 것이다.

(d)는 발열량이 약할 때(Weak : W)의 발열스텝을 나타낸 것이고,

(e)는 발열량이 아주 약할 때(Very Weak : VW)의 발열스텝을 나타낸 것이다.

제 8 도는 본 발명에 적용되는 온도차와 온도차의 시간변화율에 대한 산출규칙을 나타낸 도표이다.

(a)는 발열스텝 산출방법을 나타낸 것이고,

(b)는 팬모타의 회전수산출을 나타낸 것이며,

(c)는 루버의 풍향각산출을 나타낸 것이다.

이하 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연소기기에 전원을 인가시키고, 발열운전에 대한 온도룰 설정하게 되면, 마이콤(20)은 제 4 도에 나타낸 바와같이 초기화 단계(400)와, 발열온도설정단계(401)로 가서 발열온도로 설정된 상태로 각 구동부 구동단계(402)로 가서 연소기기의 전자펌프(24), 송풍모타(25), 팬모타(26), 루버(27)를 구동시킨다.

상기와 같이 구동하고 있는 상태에서 마이콤(20)에서는 실온감지단계(404)로 가서 실온감지부(21)를 통해서 변화되는 실내온도신호를 수신한다. 그 다음 실온판단단계(405)로 가서 감지된 실온이 설정온도보다 큰가를 판단한다. 감지된 실온이 설정온도보다 크면, 발열스텝 산출단계(411)로 가서 기설정된 발열스텝으로 발열량을 제어하며 연소기기를 구동시킨다. 한편, 실온판단단계(405)에서 감지된 실온이 설정온도보다 작으면, 카운터단계(406)로 가서 타이머 카운터를 구동시켜, 타이머로 시간을 카운트하고, 온도차값, 산출단계(407)로 가서 제 5 도의 (a)에 도시한 바와 같이 설정온도에 대한 데이타값에서 제 5 도의 (b)에 도시한 바와 같이 감지된 실온에 대한 데이타값과의 감산을 하여 온도차값(△T)에 대한 5가지 단계로 산출 출력시킨다.

이어서, 마이콤(20)은 온도차 시간변화값 산출단계(408)로 가서, 온도차값 산출단계(407)에서 산출된 온도차값(△T)을 상기 카운트단계(406)에서 카운트된 시간(△t)으로 계산하여 온도변화값(△T/△t)을 산출하게 되는데, 이 때 제 6 도에 도시한 바와 같이 온도변화값에 대한 3가지 단계로 산출하여 해당신호를 출력한다.

따라서, 마이콤(20)은 발열스텝산출단계 (409)로 가서 온도차값(△T)과 온도차변화값(△T/△t)을 연산제어부(22)로 입력저장하고, 소정의 프로그램에 의한 발열스텝을 설정한다. 그러므로 이와 같이 설정된 발열스텝으로 발열량제어, 팬모타회전수, 루버의 회전각신호를 연산하여 얻어진 신호로 전자펌프(24), 송풍모타(25), 팬모타(26), 루버의 회전수를 제어함으로써 연소기기의 발열작동을 유도시키게 된다. 즉, 온도차값(△T)의 온도변화가 제 5 도의 (c)의 (2)에 도시한 바와 같이, 정(+)으로 작게(Positive Small) 변화를 하고, 온도변화값(△T/△t)이 제 6 도에 도시한 바와같이 정방향(Positive)으로 변화를 하였다고 가정하면, 발열스텝산출은 발열단계당 공기량(송풍모타의 회전수)과 연료량(전자펌프의 주파수)을 제어하게 된다. 실예를 들면 어느 한 발열스텝의 경우, 온도차값(△T)이 정방향으로 작게(PS), 그리고 온도변화값(△T/△t)이 정방향(Positive)으로 변화한다고 하였을 경우, 제 8 도의 (a)에 도시한 바와 같은 산출규칙에 의하여 발열스텝은 강(Strong)하게 구동시키고, 이 발열스텝에 의한 멤버쉽함수는 제 7 도의 (b)에 도시한 바와 같이 나타나게 된다. 또한, 팬모타의 회전수의 경우에는 제 8 도의 (b)에 도시한 바와 같이, 중간(M)의 회전주파수로 풍량을 산출하고, 루버의 회전각도 역시 제 8 도의 (c)에 도시한 바와 같이, 중간(M)의 회전각으로 회전시켜 풍량을 산출하게 된다. 팬모타 회전수와 루버의 회전각 역시 발열스텝의 멤버쉽 함수와 같이 적용되게 된다.

이상과 같이 연산제어부(23)에서 산출된 발열스텝당 공기량과 연료량에 따른 발열스텝, 팬모타(26), 루버(27)에 대한 발열스텝의 산출신호는 제어부(22)에 입력되고, 이 제어부(22)에서는 제어구동단계(410)로 가서 상기 연산제어부(23)에서 산출된 상기 발열스텝으로 전자펌프(24), 송풍모타(25), 팬모타(26), 루버(27)를 제어구동하여 연소구동제어를 하고, 타이머카운터를 초기화시킨 후, 다시 실온감지단계(404)로 가서 실온을 재감지하면서 소정의 설정온도에 도달할때까지 발열스텝을 산출하면서 구동하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 연소기기의 발열량을 제어하는 시스템은 설정된 온도와 감지되는 온도와의 온도차 산출값과 상기 온도차 산출값의 시간변화율로 계산된 온도변화값을 산출하고, 상기 온도차 산출값과 온도변화값을 소정의 발열스텝규칙에 적용하여 전자펌프, 송풍모타, 팬모타, 루버의 회전수 제어구동시킴으로써 발열의 초기응답특성의 향상과 목표발열량 도달시 안정된 상태로 발열량을 공급할 수 있는 장점을 제공해 주는 것이다.

Claims (2)

1. 연소기기의 전원인가시, 초기화단계(400), 발열온도설정단계(401), 각 구동부 구동단계(402)로 이루어지는 초기구동단계(403)와, 실온감지단계(404)와 실온판단단계(405)를 거쳐 발열스텝을 설정구동하도록 된 연소기기의 발열량 제어방법에 있어서, 상기 실온판단단계(405)에서 실온이 설정온도보다 작을 경우에 타이머카운터에 의하여 시간변화값(△t)을 카운트하는 단계(406)와, 상기 설정온도로부터 실온을 감산하여 온도차값(△T)을 산출하는 단계(407)와, 상기 온도차값 산출단계(407)에서 산출된 온도차값(△T)을 상기 시간변화율(△t)로 계산하여 온도차값(△T)의 시간변화율(△T/△t)를 산출하는 단계(408)와, 상기 온도차 산출단계(407)와 상기 온도차 시간변화치 산출단계(408)에서 각각 산출된 온도차값(△T)과 온도차값의 시간변화값(△T/△t)에 의한 멤버쉽함수에 의거하여 소정의 발열스텝을 산출하는 단계(409)와, 상기 발열스텝 산출단계(409) 에서 산출된 발열스텝에 따라 전자펌프(24), 송풍모타(25), 팬모타(26), 루버(27)를 제어하는 제어신호 출력단계(410)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 연소기기의 발열량 제어방법.
2. 실온을 감지하는 실온감지부(21)와, 마이콤(20) 및 상기 마이콤(20)의 제어신호에 의해 구동되는 전자펌프(24), 송풍모타(25) 및 팬모타(26)를 구비하고, 상기 마이콤(20)은 상기 실온감지부(21)에 의해 감지된 실온과 설정온도를 비교하여 온도차값(△T)을 산출하고 또한, 상기 온도차값(△T)과 타이머카운타에 의해 카운트된 시간변화율(△t)에 의거하여 온도차 시간변화치(△T/△t)를 산출하는 제어부(22)와, 상기 제어부(22)로부터의 상기 온도차치신호와 상기 온도차 시간변화치신호를 멤버쉽함수에 의거하여 연산하여 발열스텝을 결정하는 연산제어부(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기기의 발열량 제어장치.