KR970006053B1 - 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치 - Google Patents

다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치 Download PDF

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Abstract

내용없음

Description

다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치
제1도는 다기능 공기 정화 시스템의 개략적인 블럭도.
제2도는 본 발명에 따른 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치의 블럭도.
제3도는 본 발명에 따른 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치의 콘솔 연결 포트.
제4도는 본 발명에 따른 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치의 중앙 처리부.
제5도는 본 발명에 따른 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치의 ROM.
제6도는 본 발명에 따른 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치의 버퍼.
제7도는 본 발명에 따른 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치의 통신부, 및 입출력부.
제8도는 본 발명에 따른 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치의 리세트 발생부의 상세 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 중앙 제어부 22 : 시동부
24 : 전원 공급 장치 26 : 통신 인터페이스부
28 : LCD 표시부 30,36,42,48 : 입출력부
32,38,44,50 : 전원 변압부 34,40,46,52 : 바이오 필터부
100 : 중앙 제어부 110 : 콘솔 연결 포트
120 : 통신부 130 : 리세트 발생부
140 : 입력부 150 : 출력부
160 : ROM 170 : 클럭
180 : 버퍼
[발명의 분야]
본 발명은 공조기에 설치되어 공조기 내부를 순환하는 공기중의 악취를 제거하고, 살균 기능을 수행하도록 음이온과 양이온을 순차적으로 발생시키는 공기 정화 장치의 각 구성 회로를 제어하기 위한 중앙 제어 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 본 출원인에 의하여 1994년 11월 4일 특허 출원된 다기능 공기 정화시스템에 사용되는 중앙 제어 장치에 관한 것이다.
[발명의 배경]
건물 내부에 설치되어 공기를 신선한 공기로 교환하도록 하는 공조기에는, 순환하는 공기속에 포함된 악취를 제거하고, 공기중의 세균을 제거하기 위하여 음이온을 발생시키는 공기 정화 시스템을 설치, 사용하였다. 그러나, 종래 사용되던 공기 정화 장치는 고전압을 발생시키는 트랜스포머에 필터를 연결하고, 그 사이에 로터리 스위치를 사용하여 연결한 것으로서, 비록 구조가 간단하고 비용이 적게드는 잇점이 있지만 공기 정화 장치를 작동시키기 위해서는 직접 로터리 스위치가 설치된 위치에 가서 수동으로 작동시켜야 하였다.
일반적으로 공기 정화 장치에서 음이온과 양이온을 발생시키는 필터는 중앙에 집중된 것이 아니라 분산되어 있기 때문에, 면적이 넓은 대형 건물에서는 공기 정화 장치가 분산되어 있어서, 공기 정화 장치를 제어하는데 시간이 많이 걸리는 문제점이 있었으며, 더욱이 고전압 발생용 트랜스포머에 고장이 발생하거나, 필터에 고장이 발생하면 즉각 공장 발생을 알아차릴 수 있는 수단이 없어서 주기적으로 시각 조사를 위하여 순찰하여야 하는 문제점이 있었다. 만일 시각 검사후에 고장이 나더라도 다음 검사때까지는 작동되지 않는 상태로 존재하게 되므로 공기 정화 장치의 효율이 저하되었다.
또한 별도의 안전 장치가 없이 트랜스포머와 필터가 직접 연결되어 있으므로 단락에 의해 과열이 발생하여 화재의 위험까지 상존하였다. 화재의 위험성은 공조기의 덕트 내부에 있는 인화성 물질에 화재가 발생하면 공조기를 통하여 건물 전체로 신속하게 퍼지므로 안전에 큰 위협 요소로 작용하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 출원인에 의하여 1994년 11월 4일 특허출원된 특허 다기능 공기 정화 시스템이 있다. 상기 시스템은 전체 시스템을 제어하기 위한 중앙 제어부와, 출력 신호를 발생시키는 입출력부와, 소정의 고전압을 발생시키는 전원 변압부와, 변조된 고전압을 사용하여 음이온과 양이온을 순차적으로 발생시키도록 온되는 바이오 필터부와, 이상 사태 발생이나 현재의 바이오 필터의 상태를 나타내기 위한 LCD 표시부와, 전체 시스템을 작동시키기 위한 시동부와, 전원을 공급하기 위한 전원 공급부와, 다른 시스템이나 중앙 제어장치 등과의 신호 전달을 위한 통신 인터페이스부로 구성되어 있으며, 본 발명은 상기한 다기능 공기 정화 시스템중에서 특히 전체 시스템을 제어하기 위한 중앙 제어 장치에 관한 것이다.
[발명의 목적]
본 발명의 목적은 공조기에 설치되어 공조기 내부를 순환하는 공기중의 악취를 제거하고, 살균 기능을 수행하도록 음이온과 양이온을 발생시키는 공기 정화 시스템 전체를 제어하는 중앙 제어 장치를 제공하는데 있다.
[발명의 요약]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치는, 전체 시스템을 제어하기 위한 중앙 처리부(100)와, 외부에 필요한 정보를 표시하거나 특정 동작을 수행하기 위한 제어용 키패드가 설치된 제어 패널과의 신호 송수신을 위한 콘솔 연결 포트(110)와, 외부의 컴퓨터나 상위 제어부와의 데이터 전송 및 제어 신호의 수신을 위한 통신부(120)와, 전체 시스템에 이상 발생시 이것을 감지하고, 초기 상태로 복귀시키기 위한 리세트 발생부(130)와, 특정 위치에 설치된 스위치(예를들면 시스템을 설치하는 케이스의 스위치나 공조기 작동 스위치)의 작동 상태를 감지하기 위한 신호가 들어오는 입력부(140)와, 특정 위치에 설치된 피제어장치(예를 들면 제어용 릴레이등)에 신호를 전송하기 위한 출력부(150)와, 제어 프로그램이 내장된 저장 수단인 ROM(160)과, 시간과 날자를 외부에 표시하기 위한 클릭(170)과, 디코더를 포함하는 버퍼(180)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 제1도~제8도를 참고하여 본 발명의 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치를 설명하면 다음과 같다.
[발명의 구체예의 상세한 설명]
제1도에 도시된 것은 본 출원인에 의하여 출원된 다기능 공기 정화 시스템(A)의 개략적인 블록도로서, 공기 정화 시스템을 제어하는 프로그램등이 내장된 중앙 제어 장치(20)와, 상기 중앙 제어 장치(20)의 신호에 따른 입력 신호를 발생시키는 다수의 입출력부(30,36,42,48)와, 상기 다수의 입출력부(30,36,42,48)의 신호에 의하여 각각 작동하여 소정의 고전압을 발생시키는 다수의 전원 변압부(32,38,44,50)와, 상기 다수의 전원 변압부(32,38,44,50)에 연결되어 있으며 변조된 고전압을 사용하여 음이온과 양이온을 발생시키도록 제어되는 다수의 바이오 필터부(34,40,46,52)와, 이상 사태 발생이나 현재의 바이오 필터의 상태를 나타내기 위한 LCD 표시 장치(28)와, 전체 시스템을 작동시키기 위한 시동부(22)와, 전원을 공급하기 위한 전원 공급장치(24)와, 다른 시스템이나 중앙 제어 장치등과의 신호 전달을 위한 통신 인터페이스부(26)로 구성되어 있다.
본 발명에 의한 중앙 제어 장치는, 제2도를 참고하면, 중앙 처리부(110)와, 콘솔 연결 포트(110)와, 통신부(120)와, 리세트 발생부(130)와, 입력부(140)와, 출력부(150)와, ROM(160)과, 클럭(170)과, 디코더를 포함하는 버퍼(180)로 구성되며, 시동부(22), 전원 공급 장치(24), LCD 표시장치(28), 입출력부(30,36,42,48)등과 연결되어 전체 공기 정화 시스템을 제어하도록 구성되어 있다(제1도 참조).
상기 중앙 처리부(100)는 전체 시스템을 제어하기 위한 주제어장치로서, 주로 마이크로프로세서가 사용된다. 중앙 처리부(100)에는 별도의 기억 장치인 ROM(160)이 연결되어 있다. 상기 ROM(160)에는 공기 정화 시스템을 운영하기 위한 프로그램이 내장되어 있어서, 중앙 제어부(100)에 외부로부터 신호가 입력되면 상기 ROM(160)에 내장된 프로그램에 따라서 특정 기능을 수행하게 된다. 즉 특정 기능이 수행되도록 제어 명령을 발생시키거나, 필요한 정보를 표시하도록 데이터를 출력시킨다.
외부에 필요한 정보를 표시하거나 특정 동작을 수행하기 위한 제어용 키 패드가 설치된 제어 패널과의 신호 송수신을 위한 것이 콘솔 연결 포트(110)이다. 상기 콘솔 연결 포트(110)는 제1도의 LCD 표시장치(28)와 연결된다. 상기 통신부(120)는 외부의 컴퓨터나 또는 상위 제어부와 상호간에 데이터 전송 및 제어 신호의 수신을 위한 연결 포트이다. 상기 통신부(120)에서는 데이터가 2진 비트로 전송된다.
또한 공기 정화 시스템의 메인 시스템에 이상 발생시 이것을 감지하고, 초기 상태로 복귀시키기 위한 리세트 발생부(130)가 연결되어 있다. 상기 리세트 발생부(130)에는 시스템이 폭주하여 비정상적으로 작동하는 것을 감시하기 위한 와치 독(watch dog) 회로와 시스템을 정상적으로 작동시키도록 하는 리세트 회로로 구성된다.
입력부(140)는 특정 위치에 설치된 스위치, 예를 들면 시스템을 설치하는 케이스의 스위치나 공조기 작동 스위치와 연결되어서, 각각의 작동 상태를 감지하기 위한 신호가 입력된다. 또한 출력부(150)는 특정 위치에 설치된 피제어장치, 예를 들면 제어용 릴레이등에 신호를 전송하기 위한 것이다. 클럭(170)은 자체적으로 시간과 날자를 외부에 표시하기 위한 것이다. 또한 버퍼(180)는 출력 신호가 안정적으로 작동하도록 완충 역할을 한다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치의 실시예를 상세 회로도인 제3도~제8도를 참조하여 설명한다. 제3도에 도시된 것을 콘솔 연결 포트(110)로서, 커넥터(JP1)와, 상기 커넥터(JP1)에 연결된 출력부(U1)와 입력부(U2)로 구성된다. 상기 출력부(U1)는 중앙 처리부(100)로부터 출력되는 제어 신호를 콘솔(LCD) 표시장치(제1도의 28)로 전송하며, 상기 입력부(U2)는 상기 콘솔로부터 입력되는 신호를 중앙 처리부(100)에 전송한다. 상기 입출력부(U2,U1)는 각각 단일 IC 회로로 구성된다. 상기 커넥터(JP1), 입력부(U2), 및 출력부(U1)는 각각 상응하는 기호(예를 들면 JP1의 CD0는 U1의 CD0와 상응함)와 전도성의 라인에 의하여 연결된다. 중앙 처리부(100)는 제4도에 도시된 바와 같이 단일 IC(U3)(마이크로프로세서)로서, 전체 시스템에 연결되어 있으며, 각 부분으로부터 입력되는 신호에 의하여 별도로 읽기 전용 기억 장치인 ROM(160)(제5도에 도시된 단일 IC)에 내장된 프로그램에 따라서 필요한 기능을 수행하도록 제어신호를 출력한다. 도시되지는 않았지만 각각의 라인을 서로 상응하는 기호(예를 들어 U3의 AD0는 U8의 AD0와, U3의 AD7은 U8의 AD7과 연결됨)를 가진 라인과 상호 연결되어 신호를 전송하거나 받는다.
제6도에 도시된 것은 한 쌍의 버퍼(U4,U5)와 디코더(U7)이다. 상기 버퍼(U4,U5)는 출력 신호가 안정적으로 작동하도록 완충 역할을 하는 것이며, 디코더(U7)는 신호를 변조하는 것으로 통상적인 디코더를 사용 할 수 있다.
클럭(180)은 현재 시간, 요인, 날자를 표시하는데 사용되며, 스케쥴링 기능에 필요한 것으로, 통상적으로, 통상적으로 사용되는 시계를 사용하여 구성할 수 있는 것이다. 시간이나 날짜의 표시는 LCD 표시장치의 LCD 패널에 문자 정보로서 표시되며, 스케쥴링 기능도 역시 LCD 표시장치에서 입력하거나 변경하는 등의 제어가 가능하다.
중앙 처리부(100)는 또한, 공기 정화 시스템이 설치된 공조기가 작동되는 경우에 작동 상태를 중앙 처리부(100)에 알리기 위한 신호 입력부(140)와, 안정 장치로서 과전압이 시스템에 인가되는 경우에 이것을 차단하기 위한 제어용 릴레이나 상대방 시스템에 신호를 전송하기 위한 출력부(150)가 연결되어 있다. 상기 입력부(140)와 출력부(150)는 각각, 상세 회로도인 제7도에 도시된 바와 같이, 커넥터(J2) 단자에 연결되어 있다. 상기 커넥터( J2)의 단자중에서 2,3번 커넥터는 출력부(150)에 연결되고, 4,5번 커넥터는 입력부에 연결되어 있다. 각 단자(2,3,4,5)는 각각 제어되는 소자로부터 신호가 입력되거나, 또는 제어되는 소자에 신호를 보내도록 구성되어 있다.
먼저 단자(4,5)에 연결된 입력부(150)를 상세히 설명하면, 각각 저항(R12,R23)(R13,R24)과, 다이오드(D1)(D2)와, 발광 다이오드(LED1)(LED2)와, 포토 커플러(PC2)로 구성되어 있다. 각 단자(4,5)를 통하여 신호가 입력되면, 발광 다이오드는 외부에 작동 상태를 표시하도록 빛을 발생시키고, 포토 커플러(PC2)에 입력되어 신호가 입력된다. 즉, 단자(4)를 통하여 신호가 입력되면, 발광 다이오드(LED2)가 작동되어 빛을 발생하며, 포토 커플러(PC2)에 신호가 입력된다. 포토 커플러(PC2) 로부터 출력된 신호는 라인(T0,T1)을 통하여 중앙 처리부(100)에 입력된다. 상기 단자(4,5)는 도어 스위치나 에어플로우 스위치가 연결될 수 있다. 저항(R21,R22)는 전압 공급용의 저항이다. 또한 출력부(150)는 단자(2,3)에 각각 연결되어 있으며, 제어대상이 되는 릴레이나 다른 시스템에 연결된다. 출력부(150)는 스위칭용 트랜지스터(Q3,Q4)와, 다이오드(D3,ED4)와, 포토 커플러(PC1)와, 상기 포토 커플러(PC1)와 연결되는IC(U12)와, 인에이블용 트랜지스터(Q2)와, 저항(R14,R15)으로 구성되어 있다. 중앙 처리부(100)에서 발생된 릴레이 구동용 제어 신호는 IC(U12)를 통하여 출력된다. 출력된 신호는 다시 포토 커플러(PC1)에 의하여 전송되어 해당하는 트랜지스터(Q3 또는 Q4)에 인가되어 트랜지스터를 온시킨다. 이에 따라서 해당 단자에 전류가 흐르게 되고 제어 대상이 되는 릴레이 등에 전류가 흘러서 작동되게 된다. 트랜지스터(Q2)는 비교적 낮은 전압이 인가되는 경우에 사용된다.
IC(U12)의 알단자에 통신부(120)가 연결되어 있다. 상기 통신부(120)는 상위의 제어부 또는 다른 컴퓨터와 통신을 위한 것으로서, IC(U11)와, 전원 공급용 저항(R9,R10,R11)과, 콘덴서(C6)와, 커넥터(J1)로 구성되어 있다. 통신부(120)는 타 시스템과의 데이타 전송을 위한 것으로, 2비트로 데이터를 전송하기 위한 통신용 포트이다. 상기 포트는 본 발명에서는 RS485가 사용되었다. 송수신되는 데이터는 각각 (TXD,R XD) 라인을 통하여 중앙 처리부(100)에 전송된다.
제8도에는 시스템이 폭주하여 비정상 상태가 되는 경우에 이것을 감지하기 위한 소위 와치 독(watch dog) 회로와 리센트 회로를 포함하는 리세트 발생부(130)가 도시되어 있다. 상기 와치 독 회로는, 제너 다이오드(DZ1)와, 가변 저항(RV1)과, 저항(R2,R3,R4,R5,R6)과, 콘덴서(C3,C4,C5)와, 전압 비교용의 오피 앰프(U10A,U10B)로 구성되어 있다. 상기 와치 독 회로는 입력되는 전압을 기준 전압(이것은 시스템이 안정적으로 작동할때에의 전압)과 비교하기 위한 것이다. 시스템이 폭주하여 이상 상태가 되면 기준 전압과 커넥터(J1)을 통하여 인가되는 전압과의 사이에 전압차가 발생하므로, 오피 앰프(U10A,(U10B)를 사용하여 전압차를 비교하게 된다. 만일 전압차가 발생하면 그 결과가 오피 앰프(U10B)의 출력으로 발생되어 리세트 회로를 구동하게 된다. 상기 리세트 회로는 저항(R5,R6,R7)과 트랜지스터(Q1)로 구성되어 있다. 트랜지스터(Q1)가 온되면 시스템은 정상 상태로 복귀하도록 리세트된다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 의하여 제한되어져야 한다.

Claims (1)

  1. 다기능 공기 정화 시스템에 있어서, 제어 프로그램이 내장된 읽기 전용 저장 수단인 ROM(160)과, 시간과 날자를 외부에 표시하기 위한 클릭(170)이 연결되어 있으며 전체 시스템을 제어하기 위한 IC(U3)로 구성된 중앙 처리부(100); 외부에 필요한 정보를 표시하거나 특정 동작을 수행하기 위한 제어용 키패드가 설치된 제어 패널과의 신호 송수신을 위한 것으로, 커넥터(JP1)와, 상기 커넥터(JP1)에 연결된 출력부(U1)와 입력부(U2)로 구성된 콘솔 연결 포트(110); 외부의 컴퓨터나 상위 제어부와의 데이터 전송 및 제어 신호의 수신을 위한 것으로, IC(U11)와, 전원 공급용 저항(R9,R10,R11)과, 콘덴서(C6)와, 커넥터(J1)로 구성된 통신부(120); 전체 시스템에 이상 발생시 이것을 감지하고, 초기 상태로 복귀시키기 위한 것으로, 제너 다이오드(DZ1)와, 가변 저항(RV1)과, 저항(R2,R3,R4,R5,R6)와, 콘덴서(C3,C4,C5)와, 전압 비교용의 오피 앰프(U10A,U10B)로 구성되는 외치독 회로와, 상기 오피 앰프(U10B)의 작동 신호에 의하여 시스템을 리세트하는 저항(R5,R6,R7)과 트랜지스터(Q1)로 구성된 리세트 발생부(130); 특정 위치에 설치된 스위치의 작동 상태를 감지하기 위한 신호가 들어오는 것으로, 저항 (R12,R23)(R13,R24)과, 다이오드(D1)(D2)와, 발광 다이오드(LED1)(LED2), 및 포터 커플러(PC2)로 구성된 입력부(140); 특저 위치에 설치된 피제어장치에 신호를 전송하기 위한 것으로, 스위칭용 트랜지스터(Q3,Q4)와, 다이오드(D3,D4)와, 포토 커플러(PC1)와, 상기 포토 커플러(PC1)와 연결되는 IC(U12)와, 인에이블용 트랜지스터(Q2)와, 저항(R14,R15)으로 구성되는 출력부(150); 및 디코더와 출력 신호가 안정적으로 작동하도록 완충 역할을 버퍼(180)로 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 공기 정화 시스템용 중앙 제어 장치.
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