温度制御モジュール及びそれを含む温度制御装置
【課題】入力、制御及び出力機能を共に担当する一体型温度制御モジュールを提供する。
【解決手段】本発明が実施例による温度制御モジュールは、温度測定対象に接続され温度を測定する入力手段と、前記入力手段を介して測定された温度測定値と既設定された目標値を比較して、前記温度測定値と目標値が相違である場合、前記目標値にＰＩＤ制御を行って調整値を演算する制御手段と、前記制御手段の制御に従って前記演算された調整値を外部に出力する出力手段と、を含む。
【解決手段】本発明が実施例による温度制御モジュールは、温度測定対象に接続され温度を測定する入力手段と、前記入力手段を介して測定された温度測定値と既設定された目標値を比較して、前記温度測定値と目標値が相違である場合、前記目標値にＰＩＤ制御を行って調整値を演算する制御手段と、前記制御手段の制御に従って前記演算された調整値を外部に出力する出力手段と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温度制御モジュールに関するもので、特に、入力、制御及び出力機能を含む一体型温度制御モジュール及びそれを含む温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温度制御装置は、食品梱包機械、各種工業窯炉、半導体製造装置及びプラスチック成型機械など多様な分野にかけて利用されており、最近高機能、小型化、省費用化に対する期待が増大されつつ温度制御装置とＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：プログラマブル論理制御装置）との応用が要求されている。
【０００３】
ＰＬＣは既存に採用の制御盤（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐａｎｅｌ）内のリレー、タイマー及びカウンタなどの機能をＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びトランジスタ（Ｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体素子に振替えて基本的なシーケンス制御機能に演算機能を追加することでプログラム制御が可能であるようにした汎用制御装置を称する。また、現在ＰＬＣにて温度調節のための方法としては、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御が最も普遍的に使用されている。
【０００４】
前記ＰＩＤ制御は、制御対象の現在測定された値と予め設定されている目標値を比較して現在測定値と目標値に差がある場合、出力値を調整して現在値が目標値になるようにする制御動作を称し、比例動作（Ｐ）、積分動作（Ｉ）、微分動作（Ｄ）を組み合わせた制御方式である。
【０００５】
従来にＰＬＣを用いる温度制御装置は、温度制御のためにアナログ入力モジュール、ＰＩＤ制御モジュール及びアナログ出力モジュールが各々設けて独立的に動作したが、この方式はＰＩＤ制御性能に悪影響を与え、ＰＬＣのＣＰＵ（中央処理装置）に異常が生じると正常的な制御が不可能な問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明による実施例においては、入力、制御及び出力機能を共に担当する一体型温度制御モジュールを提供する。
【０００７】
また、本発明による実施例においては、一つのＰＬＣベーススロットを占有した形態の一体型温度制御モジュールを提供する。
【０００８】
また、本発明による実施例においては、温度ドリフト影響を最小化して温度変化に応じる測定誤差を減らし、安定的に温度を計測できる温度制御モジュールを提供する。
【０００９】
一方、本発明で達成しようとする技術的課題は、上述の言及した技術的課題に制限されることではなく、言及されてないまた他の技術的課題は以下の記載から提案される実施例が属する技術分野で通常の知識を持つ者が明確に理解できるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施例による温度制御モジュールは、温度測定対象に接続され温度を測定する入力手段と、前記入力手段を介して測定された温度測定値と既設定された目標値を比較して、前記温度測定値と目標値が相違である場合、前記目標値にＰＩＤ制御を行って調整値を演算する制御手段と、前記制御手段の制御に従って前記演算された調整値を外部に出力する出力手段を含む。
【００１１】
また、前記入力手段及び出力手段は同じ一個のＰＬＣベーススロットを占有し形成し、前記入力手段は前記ＰＬＣベーススロットの上部または下部に設けて、前記出力手段は前記入力手段と反対される前記ＰＬＣベーススロットの下部または上部に設けられる。
【００１２】
また、前記入力手段は前記温度測定対象に接続され、前記温度測定対象の温度に応じて可変する抵抗値を用いて電圧値を出力する測温抵抗体と、前記測温抵抗体の一端に接続され定電流を印加する第１定電流源と、前記測温抵抗体の他端に接続され定電流を印加する第２定電流源と、前記第１及び第２定電流源のうち何れか一つの定電流が印加される導線に接続され基準電圧が生じる基準抵抗と、前記測温抵抗体から出力されるアナログ型の電圧値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、を含む。
【００１３】
また、前記入力手段は、前記入力手段と前記制御手段の間を絶縁する第１絶縁部をさらに含む。
【００１４】
また、前記制御手段は、外部からパラメーターを受信するインターフェース部と、前記Ａ／Ｄ変換部を介して出力されるデジタル信号と、既設定された目標値を基にＰＩＤ制御を行って調整値を演算するＰＩＤ演算部と、前記ＰＩＤ演算部で演算された調整値及び前記パラメーターを用いてＰＷＭ制御信号を生成し、前記生成したＰＷＭ制御信号を前記出力手段に出力する制御部と、を含む。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記受信したパラメーター及び前記演算された調整値を格納するメモリをさらに含む。
【００１６】
また、前記出力手段は、前記制御手段を介して演算された調整値を外部に出力する出力部を含む。
【００１７】
また、前記出力部は、前記制御手段を介して出力されるＰＷＭ制御信号によって前記調整値を外部に出力するトランジスタに構成される。
【００１８】
また、前記出力部は、前記出力手段と制御手段との間の絶縁のための第２絶縁部がさらに含む。
【００１９】
一方、本発明の実施例による温度制御装置は、温度測定対象に対応する恒温装置と、前記恒温装置の温度を測定し、前記測定した温度測定値が既設定された目標値になるように調整値を出力する温度制御モジュールを含む、前記温度制御モジュールは、前記温度を測定する入力手段と、前記調整値を演算する制御手段と、前記演算した調整値を出力する出力手段が一体に形成される。
【００２０】
また、前記温度制御モジュールを構成する入力手段及び出力手段は同じ一個のＰＬＣベーススロットを占有し形成され、前記入力手段は前記ＰＬＣベーススロットの上部または下部に設けて、前記出力手段は前記入力手段と反対される前記ＰＬＣベーススロットの下部または上部に設けられる。
【００２１】
また、前記温度制御モジュールを構成する入力手段は前記温度測定対象に接続され、前記温度測定対象の温度に応じて可変する抵抗値を用いて電圧値を出力する測温抵抗体と、前記測温抵抗体の一端に接続され定電流を印加する第１定電流源と、前記測温抵抗体の他端に接続され定電流を印加する第２定電流源と、前記第１及び第２定電流源のうち何れか一つの定電流が印加される導線に接続され基準電圧が生じる基準抵抗と、前記測温抵抗体から出力されるアナログ型の電圧値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、を含む。
【００２２】
また、前記温度制御モジュールを構成する制御手段は、外部からパラメーターを受信するインターフェース部と、前記Ａ／Ｄ変換部を介して変換されるデジタル信号及び既設定された目標値を基にＰＩＤ制御を行って調整値を演算するＰＩＤ演算部と、前記ＰＩＤ演算部が演算した調整値及び前記パラメーターを用いてＰＷＭ制御信号を生成して前記生成したＰＷＭ制御信号を前記出力手段に出力する制御部と、を含む。
【００２３】
また、前記制御手段は、前記受信したパラメーター及び前記演算された調整値を格納するメモリをさらに含む。
【００２４】
また、前記温度制御モジュールを構成する出力手段は、前記制御手段を介して出力されるＰＷＭ制御信号によって前記調整値を外部に出力するトランジスタで構成される出力部を含む。
【００２５】
また、前記出力部は、冷却出力のための結線及び加熱出力のための結線が形成され、前記ＰＷＭ制御信号によって前記演算された調整値を前記冷却出力のための結線または前記加熱出力のための結線に出力する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例による温度制御モジュールの概略構成図である。
【図２】図１に示す入力手段の詳細構成図である。
【図３】図１に示す制御手段の概略構成図である。
【図４】図１に示す出力手段の概略構成図である。
【図５】図１に示す温度制御モジュールを含む温度制御装置を概略に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的であるかまたは辞書的な意味で限定して解析されてはならなく、発明者はそのものの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができる原則に立脚して本発明の技術的思想に符合する意味と概念に解析されてなければならない。
【００２８】
よって、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は本発明の最も好ましい一実施例に過ぎなく、本実施例の技術的思想をすべて代弁するのはないので、本出願時点でこれを代替できる多様な均等物と変更例があることを理解するべきである。
【００２９】
図１は、本発明の一実施例による温度制御モジュールの概略構成図である。
【００３０】
図１を参照すると、温度制御モジュール１００は入力手段１１０、制御手段１２０及び出力手段１３０を含む。
【００３１】
入力手段１１０は、測定対象に接続され、前記測定対象に対応する温度値を測定する。特に、入力手段１１０は、測定対象に接続され、前記測定対象を通過する電流に相応する電圧を出力する。前記出力される電圧は、前記測定対象の温度に相応する値を有する。
【００３２】
制御手段１２０は、前記入力手段１１０を介して出力される測定対象の温度測定値を受信し、前記受信した温度測定値を基に前記測定対象の温度調整のための調整値を出力する。
【００３３】
特に、制御手段１２０は、前記温度測定値と目標値を比較し、それに応じて前記温度測定値と目標値において差がある場合、前記温度測定値が目標値になるように調整値を演算する。
【００３４】
出力手段１３０は、前記制御手段１２０を介して演算された調整値を受信し、それに応じて前記受信した調整値を前記測定対象に送信する。これによって、前記出力手段１３０は、前記測定対象が一定な温度を維持するように行う。
【００３５】
この際、各手段の間は、絶縁体によって絶縁されている。
【００３６】
すなわち、前記入力手段１１０と制御手段１２０の間は、絶縁機能を行う絶縁体が形成され、これに応じて入力手段１１０と制御手段１２０の間の動作に対する信頼性を確保する。これと同様に、前記制御手段１２０と出力手段１３０の間にも、絶縁機能を行う絶縁体を形成し、動作に対する信頼性を確保する。
【００３７】
前記のように、本発明の実施例による温度制御モジュール１００は、前記入力手段１１０、制御手段１２０及び出力手段１３０が一体に形成されている。
【００３８】
この際、前記温度制御モジュール１００の入力及び出力を担当する入力手段１１０と出力手段１３０は、ＰＬＣベーススロットに接続される。すなわち、温度制御モジュール１００は、入力のための入力端子台と出力のための出力端子台を含み、前記入力手段１１０と出力手段１３０は前記入力端子台と出力端子台に各々接続される。
【００３９】
この際、前記温度制御モジュール１００は、入力を担当する入力手段１１０と出力を担当する出力手段が一個のＰＬＣベーススロットを占有する形態に製作される。
【００４０】
言い換えると、入力のための入力端子台と出力のための出力端子台が共通の１個の端子台に構成され、前記１個の端子台を用いて入力機能及び出力機能を各々行なうことができるようにする。
【００４１】
よって、本発明による実施例においては、温度制御モジュール１００が入力、制御及び出力機能をすべて行なうようにし、１個のＰＬＣスロットを介して前記入力機能及び出力機能を行なうようにしてＰＬＣベーススロットの占有個数を１個に減らすことができる。
【００４２】
以下、添付の図面を参照して前記各々の手段に対してより具体的に説明する。
【００４３】
図２は、図１に示す入力手段１１０の詳細構成図である。
【００４４】
図２を参照すると、入力手段１１０は測定部１１１、第１導線１１２、第２導線１１３、第３導線１１４、基準抵抗１１５、第１定電流源１１６、第２定電流源１１７、Ａ／Ｄ変換部１１８及び第１絶縁部１１９を含む。
【００４５】
前記のように構成された入力手段１１０は、測定対象の温度に対応するアナログ型の温度信号をデジタル型の温度信号に変換して出力する。
【００４６】
測定部１１１は、測定対象に接続され測定対象を通過する電流に相応する電圧を出力する手段である。測定部１１１は、測温抵抗体（ＲＴＤ：Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）で具現可能である。
【００４７】
測温抵抗体は、温度係数に応じて抵抗が直接変わる方式を用いて温度を測定するセンサーで、対象体の温度をそれに相応する抵抗値に変換させることができる。
【００４８】
この測温抵抗体は２線方式または３線方式を代表的に採用するが、２線方式の測温抵抗体は電流源によって駆動される。この際、前記２線方式の測温抵抗体から生じる電流は、一定であるので電圧変化が温度に応じる抵抗変化に比例する。
【００４９】
そして、３線方式の測温抵抗体は、３線ブリッジ回路に接続される。そして、前記ブリッジ回路の出力電圧は、測温抵抗体の抵抗変化を感知するための箇所に使用される。本発明の一実施例においては、３線方式の測温抵抗体を使用して測定部１１１を構成する。
【００５０】
測定部１１０は、測定対象の温度に応じて可変する抵抗値Ｒｓを用いて電圧値を出力することで測定対象の温度を測定する。
【００５１】
上述の３線方式測温抵抗体の第１導線１１２には第１定電流源１１６に対応する第１電流Ｉ１が通過する。
【００５２】
また、前記測温抵抗体の第２導線１１３には、第２定電流源１１７に対応する第２電流Ｉ２が通過する。
【００５３】
また、第３導線１１４は、第１導線１１２に流れる第１電流Ｉ１と第２導線１１３に流れる第２電流Ｉ２を足した第３電流が流れる。これによって、前記第３導線１１４には、前記第１導線１１２または第２導線１１３に流れる第１電流Ｉ１または第２電流Ｉ２の二倍に相応する第３電流Ｉ１＋Ｉ２が通過する。
【００５４】
このように、第３導線１１４には、第１導線１１２または第２導線１１３の二倍に相応する第３電流Ｉ１＋Ｉ２が通過するので、前記第３導線１１４にかかる電圧も二倍になる。しかし、前記電圧は、共通型電圧（Ｃｏｍｍｏｎ−ｍｏｄｅ ｖｏｌｔａｇｅ）であるので、これによる誤差を発生させない。
【００５５】
第１及び第２定電流源１１６、１１７は、２個の定電流源がマッチ（ｍａｔｃｈ）された状態で、測定部１１１の第１導線１１２及び第２導線１１３に接続される。
【００５６】
第１定電流源１１６と第２定電流源１１７は、同じ電流を出力する。
【００５７】
前記第１定電流源１１６の電流は、第１導線１１２を通過しつつＡ／Ｄ変換部１１８の信号入力端に電圧誤差を発生させる。これによって、前記生じる電圧誤差を補償するために、Ａ／Ｄ変換部１１８の（−）導線に接続された第２定電流源１１７が使用される。
【００５８】
第２定電流源１１７の電流は、第２導線１１３を通過する。この際、第１導線１１２と第２導線１１３は、お互い同じ材質及び長さを使用し、これによって第１導線１１２及び第２導線１１３はお互い同じ抵抗値を有する。
【００５９】
よって、第１定電流源１１６と第２定電流源１１７の電流が同値であると仮定すると、第１導線１１２を通過し生じる電圧誤差は第２導線１１３を通過し生じる電圧誤差と同値である。これによって、上述のような電圧誤差はお互い相殺されるのでこれを除去することができる。
【００６０】
一方、入力手段１１０は、基準電圧を発生させる基準抵抗１１５を含む。
【００６１】
基準抵抗１１５は、前記第３導線１１４に接続される。基準抵抗１１５から生じた基準電圧は、Ａ／Ｄ変換部１１８の基準電圧入力端子（図示せず）に印加される。前記Ａ／Ｄ変換部１１８に入力される基準電圧は、Ａ／Ｄ変換部１１８が受けられえる入力信号の範囲を決定する。
【００６２】
一方、温度ドリフトの影響を受け第１定電流源１１６と第２定電流源１１７から出力される電流の大きさが変わる場合、第１導線１１２及び第２導線１１３から生じる誤差電圧は相殺される。
【００６３】
基準抵抗１１５の成分に応じる温度ドリフト影響を除いて測定部１１１から出力される電圧値を考慮すると、測定部１１１の電圧は二定電流源１１６、１１７の電流変動に応じてその値（Ｒｓにかかる電圧）が変わる構造になっている。これによって、前記電流変動は、測定部１１１にかかる電圧成分のみならずＡ／Ｄ変換部１１８の基準電圧入力端子に接続された基準抵抗１１５にも影響する。
【００６４】
すなわち、第１及び第２定電流源１１６、１１７の電流大きさが増加すると基準抵抗１１５にかかる電圧も増加してＡ／Ｄ変換部１１８が受けられえる入力信号の範囲が大きくなる。また、これと逆に、第１及び第２定電流源１１６、１１７の電流大きさが減少すると基準抵抗（Ｒｒｅｆ）１１５にかかる電圧も減少してＡ／Ｄ変換部１１８が受けられえる入力信号の範囲も小さくなる。
【００６５】
よって、温度のドリフトが生じる場合、これは第１及び第２定電流源１１６、１１７から出す電流のみならず、測定部１１１の電圧値（すなわち、測温抵抗体の抵抗値）及び基準抵抗（Ｒｒｅｆ）１１５値に同時に影響し、これによって誤差がお互い相殺され電流変化に影響されないので温度ドリフトの影響から外される。
【００６６】
Ａ／Ｄ変換部１１８はアナログ‐デジタル変換機として、アナログ電圧信号をデジタル電圧信号に変換する。
【００６７】
第１絶縁部１１９は光カプラーで構成され、入力手段１１０と制御手段１２０を絶縁する機能を行う。
【００６８】
すなわち、第１絶縁部１１９は温度制御モジュール１００の信頼性のためのものであって、入力手段１１０と制御手段１２０の間でノイズ、サージ電流及びサージ電圧を遮断する役割を果たす。
【００６９】
図３は、図１に示す制御手段１２０の概略構成図である。
【００７０】
図３を参照すると、制御手段１２０はインターフェース部１２１、ＰＩＤ演算部１２２、メモリ１２３及び制御部１２４を含む。
【００７１】
上述のように構成された制御手段１２０は、入力手段１１０を介して出力される温度測定値と、既設定された目標値を比較してＰＩＤ制御を行う。
【００７２】
インターフェース部１２１は、ＰＬＣのＣＰＵ（図示せず）とデータ通信を行う。特に、インターフェース部１２１は、前記ＰＬＣのＣＰＵから予め設定されたパラメーターが伝達される。
【００７３】
前記予め設定されたパラメーターには、入力パラメーター、制御パラメーター、出力パラメーターなどがある。
【００７４】
前記入力パラメーターには、温度測定対象の入力センサー型に対する情報が含まれている。また、制御パラメーターは、ＰＩＤ制御に要するＰＩＤ設定係数などの情報が含まれている。また、出力パラメーターには、加熱出力または冷却出力などの出力種類に対する情報と、アナログ出力またはオン／オフ出力などの出力形態に対する情報が含まれている。
【００７５】
ＰＩＤ演算部１２２は、入力手段１１０を介して出力される温度測定値、より明確にはＡ／Ｄ変換部１１８で変換された温度測定値ＰＶと既設定された目標値ＳＶを比較し、前記温度測定値ＰＶと目標値ＳＶに差がある場合、前記温度測定値ＰＶが目標値ＳＶになるように調整値ＭＶを演算する。
【００７６】
メモリ１２３は、インターフェース部１２１を介して受信したパラメーターを格納する。また、メモリ１２３は、前記ＰＩＤ演算部１２２を介して演算された調整値ＭＶを格納する。
【００７７】
制御部１２４は、前記温度測定値ＰＶと目標値ＳＶを比較してＰＩＤ演算が行うように前記ＰＩＤ演算部１２２を制御し、ＰＩＤ演算部１２２で演算された調整値ＭＶをメモリ１２３に格納する。
【００７８】
また、制御部１２４は、前記ＰＩＤ演算部１２２で演算された調整値ＭＶに対応するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御信号を発生して出力手段１３０に伝達する。
【００７９】
この際、ＰＷＭ制御信号には出力種類に対する情報と出力形態に対する情報が含まれる。
【００８０】
図４は、図１に示す出力手段１３０の詳細構成図である。
【００８１】
図４を参照すると、出力手段１３０は第２絶縁部１３１及び出力部１３２で構成される。
【００８２】
上述のように構成された出力手段１３０は、前記制御手段１２０を介して演算された調整値を受信し、それによって前記受信した調整値を外部に出力する。
【００８３】
第２絶縁部１３１は第１絶縁部１１９と同様に、光カプラーで構成され、制御手段１２０と出力手段１３０を絶縁する機能を行って動作の信頼性を確保する。
【００８４】
出力部１３２は、制御手段１２０から伝達されたＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号に応じてＰＩＤ演算部１２２の調整値ＭＷを外部に出力する。
【００８５】
この出力部１３２は、トランジスタで構成されてＰＷＭ制御信号に含まれた出力形態に対する情報をオン／オフ出力の形態に出力する。
【００８６】
上述のように本発明の一実施例による温度制御モジュールによると、測温抵抗体を用いて温度を測定してトランジスタを用いて温度を出力できる一体型温度制御モジュールを提供して製作費用を減少させて効率を向上させることができる。
【００８７】
また、温度ドリフトの影響を最小化して温度変化による測定誤差を減らすことができ、安定的に温度を計測できる。
【００８８】
そして、入力モジュールと出力モジュールを一個のＰＬＣベーススロットを占有した形態に製作して個別的なモジュールの購入による製作費用を減らすことができ、温度制御モジュールの体積を減らすことができる。
【００８９】
図５は、図１に示す温度制御モジュールを含む温度制御装置を概略に示した図である。
【００９０】
図５に示すように、温度制御モジュール１００は、温度測定対象２００で測定された温度値が入力されてデジタル値に変換する。すなわち、温度制御モジュール１００は、前記測定値を目標値と比較して調整値を演算し、演算された調整値に該当する出力が生じる。
【００９１】
ここで、温度測定対象２００は加熱機２２０と冷却機２１０を備え、温度制御装置の制御によって加熱機２２０と冷却機２１０が駆動され一定な温度を維持する。
【００９２】
温度制御モジュール１００の入力部には、温度測定対象２００の温度を測定するための測温抵抗体が結線され、温度制御モジュール２００の出力部には加熱機２２０を駆動するためのトランジスタ加熱出力と冷却機２１０を駆動するためのトランジスタ冷却出力が各々結線される。
【００９３】
この際、温度制御モジュール１００は、入力を担当する入力手段１１０と出力を担当する出力手段１３０が一個のＰＬＣベーススロットを占有する形態に製作される。すなわち、入力及び出力のための端子台が１個で構成され端子台の上部には、入力（または出力）を行い、端子台の下部には出力（または入力）を行なうことができるように構成されてＰＬＣベーススロットの占有個数を１個に減らすことができる。
【００９４】
上述で本発明に対してその好ましい実施例を中心として説明したがこれは但し例示に過ぎなく本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性を外さない範囲で以上に例示されない多様な変形と応用が可能であることがわかる。例えば、本発明の実施例に具体的に示した各の構成要素は変形して実施することができる。そしてこのような変形と応用にかかる差異点は添付の請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれることに解析されるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は温度制御モジュールに関するもので、特に、入力、制御及び出力機能を含む一体型温度制御モジュール及びそれを含む温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温度制御装置は、食品梱包機械、各種工業窯炉、半導体製造装置及びプラスチック成型機械など多様な分野にかけて利用されており、最近高機能、小型化、省費用化に対する期待が増大されつつ温度制御装置とＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：プログラマブル論理制御装置）との応用が要求されている。
【０００３】
ＰＬＣは既存に採用の制御盤（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐａｎｅｌ）内のリレー、タイマー及びカウンタなどの機能をＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びトランジスタ（Ｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの半導体素子に振替えて基本的なシーケンス制御機能に演算機能を追加することでプログラム制御が可能であるようにした汎用制御装置を称する。また、現在ＰＬＣにて温度調節のための方法としては、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御が最も普遍的に使用されている。
【０００４】
前記ＰＩＤ制御は、制御対象の現在測定された値と予め設定されている目標値を比較して現在測定値と目標値に差がある場合、出力値を調整して現在値が目標値になるようにする制御動作を称し、比例動作（Ｐ）、積分動作（Ｉ）、微分動作（Ｄ）を組み合わせた制御方式である。
【０００５】
従来にＰＬＣを用いる温度制御装置は、温度制御のためにアナログ入力モジュール、ＰＩＤ制御モジュール及びアナログ出力モジュールが各々設けて独立的に動作したが、この方式はＰＩＤ制御性能に悪影響を与え、ＰＬＣのＣＰＵ（中央処理装置）に異常が生じると正常的な制御が不可能な問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明による実施例においては、入力、制御及び出力機能を共に担当する一体型温度制御モジュールを提供する。
【０００７】
また、本発明による実施例においては、一つのＰＬＣベーススロットを占有した形態の一体型温度制御モジュールを提供する。
【０００８】
また、本発明による実施例においては、温度ドリフト影響を最小化して温度変化に応じる測定誤差を減らし、安定的に温度を計測できる温度制御モジュールを提供する。
【０００９】
一方、本発明で達成しようとする技術的課題は、上述の言及した技術的課題に制限されることではなく、言及されてないまた他の技術的課題は以下の記載から提案される実施例が属する技術分野で通常の知識を持つ者が明確に理解できるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施例による温度制御モジュールは、温度測定対象に接続され温度を測定する入力手段と、前記入力手段を介して測定された温度測定値と既設定された目標値を比較して、前記温度測定値と目標値が相違である場合、前記目標値にＰＩＤ制御を行って調整値を演算する制御手段と、前記制御手段の制御に従って前記演算された調整値を外部に出力する出力手段を含む。
【００１１】
また、前記入力手段及び出力手段は同じ一個のＰＬＣベーススロットを占有し形成し、前記入力手段は前記ＰＬＣベーススロットの上部または下部に設けて、前記出力手段は前記入力手段と反対される前記ＰＬＣベーススロットの下部または上部に設けられる。
【００１２】
また、前記入力手段は前記温度測定対象に接続され、前記温度測定対象の温度に応じて可変する抵抗値を用いて電圧値を出力する測温抵抗体と、前記測温抵抗体の一端に接続され定電流を印加する第１定電流源と、前記測温抵抗体の他端に接続され定電流を印加する第２定電流源と、前記第１及び第２定電流源のうち何れか一つの定電流が印加される導線に接続され基準電圧が生じる基準抵抗と、前記測温抵抗体から出力されるアナログ型の電圧値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、を含む。
【００１３】
また、前記入力手段は、前記入力手段と前記制御手段の間を絶縁する第１絶縁部をさらに含む。
【００１４】
また、前記制御手段は、外部からパラメーターを受信するインターフェース部と、前記Ａ／Ｄ変換部を介して出力されるデジタル信号と、既設定された目標値を基にＰＩＤ制御を行って調整値を演算するＰＩＤ演算部と、前記ＰＩＤ演算部で演算された調整値及び前記パラメーターを用いてＰＷＭ制御信号を生成し、前記生成したＰＷＭ制御信号を前記出力手段に出力する制御部と、を含む。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記受信したパラメーター及び前記演算された調整値を格納するメモリをさらに含む。
【００１６】
また、前記出力手段は、前記制御手段を介して演算された調整値を外部に出力する出力部を含む。
【００１７】
また、前記出力部は、前記制御手段を介して出力されるＰＷＭ制御信号によって前記調整値を外部に出力するトランジスタに構成される。
【００１８】
また、前記出力部は、前記出力手段と制御手段との間の絶縁のための第２絶縁部がさらに含む。
【００１９】
一方、本発明の実施例による温度制御装置は、温度測定対象に対応する恒温装置と、前記恒温装置の温度を測定し、前記測定した温度測定値が既設定された目標値になるように調整値を出力する温度制御モジュールを含む、前記温度制御モジュールは、前記温度を測定する入力手段と、前記調整値を演算する制御手段と、前記演算した調整値を出力する出力手段が一体に形成される。
【００２０】
また、前記温度制御モジュールを構成する入力手段及び出力手段は同じ一個のＰＬＣベーススロットを占有し形成され、前記入力手段は前記ＰＬＣベーススロットの上部または下部に設けて、前記出力手段は前記入力手段と反対される前記ＰＬＣベーススロットの下部または上部に設けられる。
【００２１】
また、前記温度制御モジュールを構成する入力手段は前記温度測定対象に接続され、前記温度測定対象の温度に応じて可変する抵抗値を用いて電圧値を出力する測温抵抗体と、前記測温抵抗体の一端に接続され定電流を印加する第１定電流源と、前記測温抵抗体の他端に接続され定電流を印加する第２定電流源と、前記第１及び第２定電流源のうち何れか一つの定電流が印加される導線に接続され基準電圧が生じる基準抵抗と、前記測温抵抗体から出力されるアナログ型の電圧値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、を含む。
【００２２】
また、前記温度制御モジュールを構成する制御手段は、外部からパラメーターを受信するインターフェース部と、前記Ａ／Ｄ変換部を介して変換されるデジタル信号及び既設定された目標値を基にＰＩＤ制御を行って調整値を演算するＰＩＤ演算部と、前記ＰＩＤ演算部が演算した調整値及び前記パラメーターを用いてＰＷＭ制御信号を生成して前記生成したＰＷＭ制御信号を前記出力手段に出力する制御部と、を含む。
【００２３】
また、前記制御手段は、前記受信したパラメーター及び前記演算された調整値を格納するメモリをさらに含む。
【００２４】
また、前記温度制御モジュールを構成する出力手段は、前記制御手段を介して出力されるＰＷＭ制御信号によって前記調整値を外部に出力するトランジスタで構成される出力部を含む。
【００２５】
また、前記出力部は、冷却出力のための結線及び加熱出力のための結線が形成され、前記ＰＷＭ制御信号によって前記演算された調整値を前記冷却出力のための結線または前記加熱出力のための結線に出力する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例による温度制御モジュールの概略構成図である。
【図２】図１に示す入力手段の詳細構成図である。
【図３】図１に示す制御手段の概略構成図である。
【図４】図１に示す出力手段の概略構成図である。
【図５】図１に示す温度制御モジュールを含む温度制御装置を概略に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的であるかまたは辞書的な意味で限定して解析されてはならなく、発明者はそのものの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができる原則に立脚して本発明の技術的思想に符合する意味と概念に解析されてなければならない。
【００２８】
よって、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は本発明の最も好ましい一実施例に過ぎなく、本実施例の技術的思想をすべて代弁するのはないので、本出願時点でこれを代替できる多様な均等物と変更例があることを理解するべきである。
【００２９】
図１は、本発明の一実施例による温度制御モジュールの概略構成図である。
【００３０】
図１を参照すると、温度制御モジュール１００は入力手段１１０、制御手段１２０及び出力手段１３０を含む。
【００３１】
入力手段１１０は、測定対象に接続され、前記測定対象に対応する温度値を測定する。特に、入力手段１１０は、測定対象に接続され、前記測定対象を通過する電流に相応する電圧を出力する。前記出力される電圧は、前記測定対象の温度に相応する値を有する。
【００３２】
制御手段１２０は、前記入力手段１１０を介して出力される測定対象の温度測定値を受信し、前記受信した温度測定値を基に前記測定対象の温度調整のための調整値を出力する。
【００３３】
特に、制御手段１２０は、前記温度測定値と目標値を比較し、それに応じて前記温度測定値と目標値において差がある場合、前記温度測定値が目標値になるように調整値を演算する。
【００３４】
出力手段１３０は、前記制御手段１２０を介して演算された調整値を受信し、それに応じて前記受信した調整値を前記測定対象に送信する。これによって、前記出力手段１３０は、前記測定対象が一定な温度を維持するように行う。
【００３５】
この際、各手段の間は、絶縁体によって絶縁されている。
【００３６】
すなわち、前記入力手段１１０と制御手段１２０の間は、絶縁機能を行う絶縁体が形成され、これに応じて入力手段１１０と制御手段１２０の間の動作に対する信頼性を確保する。これと同様に、前記制御手段１２０と出力手段１３０の間にも、絶縁機能を行う絶縁体を形成し、動作に対する信頼性を確保する。
【００３７】
前記のように、本発明の実施例による温度制御モジュール１００は、前記入力手段１１０、制御手段１２０及び出力手段１３０が一体に形成されている。
【００３８】
この際、前記温度制御モジュール１００の入力及び出力を担当する入力手段１１０と出力手段１３０は、ＰＬＣベーススロットに接続される。すなわち、温度制御モジュール１００は、入力のための入力端子台と出力のための出力端子台を含み、前記入力手段１１０と出力手段１３０は前記入力端子台と出力端子台に各々接続される。
【００３９】
この際、前記温度制御モジュール１００は、入力を担当する入力手段１１０と出力を担当する出力手段が一個のＰＬＣベーススロットを占有する形態に製作される。
【００４０】
言い換えると、入力のための入力端子台と出力のための出力端子台が共通の１個の端子台に構成され、前記１個の端子台を用いて入力機能及び出力機能を各々行なうことができるようにする。
【００４１】
よって、本発明による実施例においては、温度制御モジュール１００が入力、制御及び出力機能をすべて行なうようにし、１個のＰＬＣスロットを介して前記入力機能及び出力機能を行なうようにしてＰＬＣベーススロットの占有個数を１個に減らすことができる。
【００４２】
以下、添付の図面を参照して前記各々の手段に対してより具体的に説明する。
【００４３】
図２は、図１に示す入力手段１１０の詳細構成図である。
【００４４】
図２を参照すると、入力手段１１０は測定部１１１、第１導線１１２、第２導線１１３、第３導線１１４、基準抵抗１１５、第１定電流源１１６、第２定電流源１１７、Ａ／Ｄ変換部１１８及び第１絶縁部１１９を含む。
【００４５】
前記のように構成された入力手段１１０は、測定対象の温度に対応するアナログ型の温度信号をデジタル型の温度信号に変換して出力する。
【００４６】
測定部１１１は、測定対象に接続され測定対象を通過する電流に相応する電圧を出力する手段である。測定部１１１は、測温抵抗体（ＲＴＤ：Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）で具現可能である。
【００４７】
測温抵抗体は、温度係数に応じて抵抗が直接変わる方式を用いて温度を測定するセンサーで、対象体の温度をそれに相応する抵抗値に変換させることができる。
【００４８】
この測温抵抗体は２線方式または３線方式を代表的に採用するが、２線方式の測温抵抗体は電流源によって駆動される。この際、前記２線方式の測温抵抗体から生じる電流は、一定であるので電圧変化が温度に応じる抵抗変化に比例する。
【００４９】
そして、３線方式の測温抵抗体は、３線ブリッジ回路に接続される。そして、前記ブリッジ回路の出力電圧は、測温抵抗体の抵抗変化を感知するための箇所に使用される。本発明の一実施例においては、３線方式の測温抵抗体を使用して測定部１１１を構成する。
【００５０】
測定部１１０は、測定対象の温度に応じて可変する抵抗値Ｒｓを用いて電圧値を出力することで測定対象の温度を測定する。
【００５１】
上述の３線方式測温抵抗体の第１導線１１２には第１定電流源１１６に対応する第１電流Ｉ１が通過する。
【００５２】
また、前記測温抵抗体の第２導線１１３には、第２定電流源１１７に対応する第２電流Ｉ２が通過する。
【００５３】
また、第３導線１１４は、第１導線１１２に流れる第１電流Ｉ１と第２導線１１３に流れる第２電流Ｉ２を足した第３電流が流れる。これによって、前記第３導線１１４には、前記第１導線１１２または第２導線１１３に流れる第１電流Ｉ１または第２電流Ｉ２の二倍に相応する第３電流Ｉ１＋Ｉ２が通過する。
【００５４】
このように、第３導線１１４には、第１導線１１２または第２導線１１３の二倍に相応する第３電流Ｉ１＋Ｉ２が通過するので、前記第３導線１１４にかかる電圧も二倍になる。しかし、前記電圧は、共通型電圧（Ｃｏｍｍｏｎ−ｍｏｄｅ ｖｏｌｔａｇｅ）であるので、これによる誤差を発生させない。
【００５５】
第１及び第２定電流源１１６、１１７は、２個の定電流源がマッチ（ｍａｔｃｈ）された状態で、測定部１１１の第１導線１１２及び第２導線１１３に接続される。
【００５６】
第１定電流源１１６と第２定電流源１１７は、同じ電流を出力する。
【００５７】
前記第１定電流源１１６の電流は、第１導線１１２を通過しつつＡ／Ｄ変換部１１８の信号入力端に電圧誤差を発生させる。これによって、前記生じる電圧誤差を補償するために、Ａ／Ｄ変換部１１８の（−）導線に接続された第２定電流源１１７が使用される。
【００５８】
第２定電流源１１７の電流は、第２導線１１３を通過する。この際、第１導線１１２と第２導線１１３は、お互い同じ材質及び長さを使用し、これによって第１導線１１２及び第２導線１１３はお互い同じ抵抗値を有する。
【００５９】
よって、第１定電流源１１６と第２定電流源１１７の電流が同値であると仮定すると、第１導線１１２を通過し生じる電圧誤差は第２導線１１３を通過し生じる電圧誤差と同値である。これによって、上述のような電圧誤差はお互い相殺されるのでこれを除去することができる。
【００６０】
一方、入力手段１１０は、基準電圧を発生させる基準抵抗１１５を含む。
【００６１】
基準抵抗１１５は、前記第３導線１１４に接続される。基準抵抗１１５から生じた基準電圧は、Ａ／Ｄ変換部１１８の基準電圧入力端子（図示せず）に印加される。前記Ａ／Ｄ変換部１１８に入力される基準電圧は、Ａ／Ｄ変換部１１８が受けられえる入力信号の範囲を決定する。
【００６２】
一方、温度ドリフトの影響を受け第１定電流源１１６と第２定電流源１１７から出力される電流の大きさが変わる場合、第１導線１１２及び第２導線１１３から生じる誤差電圧は相殺される。
【００６３】
基準抵抗１１５の成分に応じる温度ドリフト影響を除いて測定部１１１から出力される電圧値を考慮すると、測定部１１１の電圧は二定電流源１１６、１１７の電流変動に応じてその値（Ｒｓにかかる電圧）が変わる構造になっている。これによって、前記電流変動は、測定部１１１にかかる電圧成分のみならずＡ／Ｄ変換部１１８の基準電圧入力端子に接続された基準抵抗１１５にも影響する。
【００６４】
すなわち、第１及び第２定電流源１１６、１１７の電流大きさが増加すると基準抵抗１１５にかかる電圧も増加してＡ／Ｄ変換部１１８が受けられえる入力信号の範囲が大きくなる。また、これと逆に、第１及び第２定電流源１１６、１１７の電流大きさが減少すると基準抵抗（Ｒｒｅｆ）１１５にかかる電圧も減少してＡ／Ｄ変換部１１８が受けられえる入力信号の範囲も小さくなる。
【００６５】
よって、温度のドリフトが生じる場合、これは第１及び第２定電流源１１６、１１７から出す電流のみならず、測定部１１１の電圧値（すなわち、測温抵抗体の抵抗値）及び基準抵抗（Ｒｒｅｆ）１１５値に同時に影響し、これによって誤差がお互い相殺され電流変化に影響されないので温度ドリフトの影響から外される。
【００６６】
Ａ／Ｄ変換部１１８はアナログ‐デジタル変換機として、アナログ電圧信号をデジタル電圧信号に変換する。
【００６７】
第１絶縁部１１９は光カプラーで構成され、入力手段１１０と制御手段１２０を絶縁する機能を行う。
【００６８】
すなわち、第１絶縁部１１９は温度制御モジュール１００の信頼性のためのものであって、入力手段１１０と制御手段１２０の間でノイズ、サージ電流及びサージ電圧を遮断する役割を果たす。
【００６９】
図３は、図１に示す制御手段１２０の概略構成図である。
【００７０】
図３を参照すると、制御手段１２０はインターフェース部１２１、ＰＩＤ演算部１２２、メモリ１２３及び制御部１２４を含む。
【００７１】
上述のように構成された制御手段１２０は、入力手段１１０を介して出力される温度測定値と、既設定された目標値を比較してＰＩＤ制御を行う。
【００７２】
インターフェース部１２１は、ＰＬＣのＣＰＵ（図示せず）とデータ通信を行う。特に、インターフェース部１２１は、前記ＰＬＣのＣＰＵから予め設定されたパラメーターが伝達される。
【００７３】
前記予め設定されたパラメーターには、入力パラメーター、制御パラメーター、出力パラメーターなどがある。
【００７４】
前記入力パラメーターには、温度測定対象の入力センサー型に対する情報が含まれている。また、制御パラメーターは、ＰＩＤ制御に要するＰＩＤ設定係数などの情報が含まれている。また、出力パラメーターには、加熱出力または冷却出力などの出力種類に対する情報と、アナログ出力またはオン／オフ出力などの出力形態に対する情報が含まれている。
【００７５】
ＰＩＤ演算部１２２は、入力手段１１０を介して出力される温度測定値、より明確にはＡ／Ｄ変換部１１８で変換された温度測定値ＰＶと既設定された目標値ＳＶを比較し、前記温度測定値ＰＶと目標値ＳＶに差がある場合、前記温度測定値ＰＶが目標値ＳＶになるように調整値ＭＶを演算する。
【００７６】
メモリ１２３は、インターフェース部１２１を介して受信したパラメーターを格納する。また、メモリ１２３は、前記ＰＩＤ演算部１２２を介して演算された調整値ＭＶを格納する。
【００７７】
制御部１２４は、前記温度測定値ＰＶと目標値ＳＶを比較してＰＩＤ演算が行うように前記ＰＩＤ演算部１２２を制御し、ＰＩＤ演算部１２２で演算された調整値ＭＶをメモリ１２３に格納する。
【００７８】
また、制御部１２４は、前記ＰＩＤ演算部１２２で演算された調整値ＭＶに対応するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御信号を発生して出力手段１３０に伝達する。
【００７９】
この際、ＰＷＭ制御信号には出力種類に対する情報と出力形態に対する情報が含まれる。
【００８０】
図４は、図１に示す出力手段１３０の詳細構成図である。
【００８１】
図４を参照すると、出力手段１３０は第２絶縁部１３１及び出力部１３２で構成される。
【００８２】
上述のように構成された出力手段１３０は、前記制御手段１２０を介して演算された調整値を受信し、それによって前記受信した調整値を外部に出力する。
【００８３】
第２絶縁部１３１は第１絶縁部１１９と同様に、光カプラーで構成され、制御手段１２０と出力手段１３０を絶縁する機能を行って動作の信頼性を確保する。
【００８４】
出力部１３２は、制御手段１２０から伝達されたＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号に応じてＰＩＤ演算部１２２の調整値ＭＷを外部に出力する。
【００８５】
この出力部１３２は、トランジスタで構成されてＰＷＭ制御信号に含まれた出力形態に対する情報をオン／オフ出力の形態に出力する。
【００８６】
上述のように本発明の一実施例による温度制御モジュールによると、測温抵抗体を用いて温度を測定してトランジスタを用いて温度を出力できる一体型温度制御モジュールを提供して製作費用を減少させて効率を向上させることができる。
【００８７】
また、温度ドリフトの影響を最小化して温度変化による測定誤差を減らすことができ、安定的に温度を計測できる。
【００８８】
そして、入力モジュールと出力モジュールを一個のＰＬＣベーススロットを占有した形態に製作して個別的なモジュールの購入による製作費用を減らすことができ、温度制御モジュールの体積を減らすことができる。
【００８９】
図５は、図１に示す温度制御モジュールを含む温度制御装置を概略に示した図である。
【００９０】
図５に示すように、温度制御モジュール１００は、温度測定対象２００で測定された温度値が入力されてデジタル値に変換する。すなわち、温度制御モジュール１００は、前記測定値を目標値と比較して調整値を演算し、演算された調整値に該当する出力が生じる。
【００９１】
ここで、温度測定対象２００は加熱機２２０と冷却機２１０を備え、温度制御装置の制御によって加熱機２２０と冷却機２１０が駆動され一定な温度を維持する。
【００９２】
温度制御モジュール１００の入力部には、温度測定対象２００の温度を測定するための測温抵抗体が結線され、温度制御モジュール２００の出力部には加熱機２２０を駆動するためのトランジスタ加熱出力と冷却機２１０を駆動するためのトランジスタ冷却出力が各々結線される。
【００９３】
この際、温度制御モジュール１００は、入力を担当する入力手段１１０と出力を担当する出力手段１３０が一個のＰＬＣベーススロットを占有する形態に製作される。すなわち、入力及び出力のための端子台が１個で構成され端子台の上部には、入力（または出力）を行い、端子台の下部には出力（または入力）を行なうことができるように構成されてＰＬＣベーススロットの占有個数を１個に減らすことができる。
【００９４】
上述で本発明に対してその好ましい実施例を中心として説明したがこれは但し例示に過ぎなく本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性を外さない範囲で以上に例示されない多様な変形と応用が可能であることがわかる。例えば、本発明の実施例に具体的に示した各の構成要素は変形して実施することができる。そしてこのような変形と応用にかかる差異点は添付の請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれることに解析されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度測定対象に接続されて温度を測定する入力手段と、
前記入力手段を介して測定された温度測定値と既設定された目標値を比較して、前記温度測定値と目標値が相違である場合、前記目標値にＰＩＤ制御を行って調整値を演算する制御手段と、
前記制御手段の制御によって前記演算された調整値を外部に出力する出力手段と、を含む温度制御モジュール。
【請求項２】
前記入力手段及び出力手段は、同じ一個のＰＬＣベーススロットを占有し形成され、
前記入力手段は、前記ＰＬＣベーススロットの上部または下部に設けられ、前記出力手段は、前記入力手段と反対される前記ＰＬＣベーススロットの下部または上部に設けられる請求項１に記載の温度制御モジュール。
【請求項３】
前記入力手段は、
前記温度想定対象に接続され、前記温度測定対象の温度に応じて可変する抵抗値を用いて電圧値を出力する測温抵抗体と、
前記測温抵抗体の一端に接続され定電流を印加する第１定電流源と、
前記測温抵抗体の他端に接続され定電流を印加する第２定電流源と、
前記第１及び第２定電流源のうち何れか一つの定電流が印加される導線に接続され基準電圧を発生する基準抵抗と、
前記測温抵抗体から出力されるアナログ型の電圧値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、を含む請求項２に記載の温度制御モジュール。
【請求項４】
前記入力手段は、
前記入力手段と前記制御手段の間を絶縁する第１絶縁部をさらに含む請求項３に記載の温度制御モジュール。
【請求項５】
前記制御手段は、
外部からパラメーターを受信するインターフェース部と、
前記Ａ／Ｄ変換部を介して出力されるデジタル信号と、既設定された目標値を基にＰＩＤ制御を行って調整値を演算するＰＩＤ演算部と、
前記ＰＩＤ演算部で演算された調整値及び前記パラメーターを用いてＰＷＭ制御信号を生成し、前記生成したＰＷＭ制御信号を前記出力手段に出力する制御部と、を含む請求項４に記載の温度制御モジュール。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記受信したパラメーター及び前記演算された調整値を格納するメモリをさらに含む請求項５に記載の温度制御モジュール。
【請求項７】
前記出力手段は、
前記制御手段を介して演算された調整値を外部に出力する出力部を含む請求項１乃至６のうち何れか一項に記載の温度制御モジュール。
【請求項８】
前記出力部は、
前記制御手段を介して出力されるＰＷＭ制御信号によって前記調整値を外部に出力するトランジスタで構成される請求項７に記載の温度制御モジュール。
【請求項９】
前記出力部は、
前記出力手段と制御手段の間を絶縁するための第２絶縁部がさらに含まれる請求項８に記載の温度制御モジュール。
【請求項１０】
温度測定対象に対応する恒温装置と、
前記恒温装置の温度を測定し、前記測定した温度測定値が既設定された目標値になるように調整値を出力する温度制御モジュールと、を含み、
前記温度制御モジュールは、
前記温度を測定する入力手段と、前記調整値を演算する制御手段と、前記演算した調整値を出力する出力手段と、が一体に形成された温度制御装置。
【請求項１１】
前記温度制御モジュールを構成する入力手段及び出力手段は、同じ一個のＰＬＣベーススロットを占有し形成され、
前記入力手段は、前記ＰＬＣベーススロットの上部または下部に設けられ、前記出力手段は、前記入力手段と反対される前記ＰＬＣベーススロットの下部または上部に設けられる請求項１０に記載の温度制御装置。
【請求項１２】
前記温度制御モジュールを構成する入力手段は、
前記温度測定対象に接続され、前記温度測定対象の温度に応じて可変する抵抗値を用いて電圧値を出力する測温抵抗体と、
前記測温抵抗体の一端に接続され定電流を印加する第１定電流源と、
前記測温抵抗体の他端に接続され定電流を印加する第２定電流源と、
前記第１及び第２定電流源のうち何れか一つの定電流が印加される導線に接続され基準電圧を発生する基準抵抗と、
前記測温抵抗体から出力されるアナログ型の電圧値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、を含む請求項１１に記載の温度制御装置。
【請求項１３】
前記温度制御モジュールを構成する入力手段は、
外部からパラメーターを受信するインターフェース部と、
前記Ａ／Ｄ変換部を介して変換されるデジタル信号及び既設定された目標値を基にＰＩＤ制御を行って調整値を演算するＰＩＤ演算部と、
前記ＰＩＤ演算部で演算された調整値及び前記パラメーターを用いてＰＷＭ制御信号を生成し、前記生成したＰＷＭ制御信号を前記出力手段に出力する制御部と、を含む請求項１２に記載の温度制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、
前記受信したパラメーター及び前記演算された調整値を格納するメモリをさらに含む請求項１３に記載の温度制御装置。
【請求項１５】
前記温度制御モジュールを構成する出力手段は、
前記制御手段を介して出力されるＰＷＭ制御信号に応じて前記調整値を外部に出力するトランジスタで構成される出力部を含む請求項１０乃至１４のうち何れか一項に記載の温度制御装置。
【請求項１６】
前記出力部は、
冷却出力のための結線及び加熱出力のための結線が形成され、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記演算された調整値を前記冷却出力のための結線または前記加熱出力のための結線に出力する請求項１５に記載の温度制御装置。
【請求項１】
温度測定対象に接続されて温度を測定する入力手段と、
前記入力手段を介して測定された温度測定値と既設定された目標値を比較して、前記温度測定値と目標値が相違である場合、前記目標値にＰＩＤ制御を行って調整値を演算する制御手段と、
前記制御手段の制御によって前記演算された調整値を外部に出力する出力手段と、を含む温度制御モジュール。
【請求項２】
前記入力手段及び出力手段は、同じ一個のＰＬＣベーススロットを占有し形成され、
前記入力手段は、前記ＰＬＣベーススロットの上部または下部に設けられ、前記出力手段は、前記入力手段と反対される前記ＰＬＣベーススロットの下部または上部に設けられる請求項１に記載の温度制御モジュール。
【請求項３】
前記入力手段は、
前記温度想定対象に接続され、前記温度測定対象の温度に応じて可変する抵抗値を用いて電圧値を出力する測温抵抗体と、
前記測温抵抗体の一端に接続され定電流を印加する第１定電流源と、
前記測温抵抗体の他端に接続され定電流を印加する第２定電流源と、
前記第１及び第２定電流源のうち何れか一つの定電流が印加される導線に接続され基準電圧を発生する基準抵抗と、
前記測温抵抗体から出力されるアナログ型の電圧値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、を含む請求項２に記載の温度制御モジュール。
【請求項４】
前記入力手段は、
前記入力手段と前記制御手段の間を絶縁する第１絶縁部をさらに含む請求項３に記載の温度制御モジュール。
【請求項５】
前記制御手段は、
外部からパラメーターを受信するインターフェース部と、
前記Ａ／Ｄ変換部を介して出力されるデジタル信号と、既設定された目標値を基にＰＩＤ制御を行って調整値を演算するＰＩＤ演算部と、
前記ＰＩＤ演算部で演算された調整値及び前記パラメーターを用いてＰＷＭ制御信号を生成し、前記生成したＰＷＭ制御信号を前記出力手段に出力する制御部と、を含む請求項４に記載の温度制御モジュール。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記受信したパラメーター及び前記演算された調整値を格納するメモリをさらに含む請求項５に記載の温度制御モジュール。
【請求項７】
前記出力手段は、
前記制御手段を介して演算された調整値を外部に出力する出力部を含む請求項１乃至６のうち何れか一項に記載の温度制御モジュール。
【請求項８】
前記出力部は、
前記制御手段を介して出力されるＰＷＭ制御信号によって前記調整値を外部に出力するトランジスタで構成される請求項７に記載の温度制御モジュール。
【請求項９】
前記出力部は、
前記出力手段と制御手段の間を絶縁するための第２絶縁部がさらに含まれる請求項８に記載の温度制御モジュール。
【請求項１０】
温度測定対象に対応する恒温装置と、
前記恒温装置の温度を測定し、前記測定した温度測定値が既設定された目標値になるように調整値を出力する温度制御モジュールと、を含み、
前記温度制御モジュールは、
前記温度を測定する入力手段と、前記調整値を演算する制御手段と、前記演算した調整値を出力する出力手段と、が一体に形成された温度制御装置。
【請求項１１】
前記温度制御モジュールを構成する入力手段及び出力手段は、同じ一個のＰＬＣベーススロットを占有し形成され、
前記入力手段は、前記ＰＬＣベーススロットの上部または下部に設けられ、前記出力手段は、前記入力手段と反対される前記ＰＬＣベーススロットの下部または上部に設けられる請求項１０に記載の温度制御装置。
【請求項１２】
前記温度制御モジュールを構成する入力手段は、
前記温度測定対象に接続され、前記温度測定対象の温度に応じて可変する抵抗値を用いて電圧値を出力する測温抵抗体と、
前記測温抵抗体の一端に接続され定電流を印加する第１定電流源と、
前記測温抵抗体の他端に接続され定電流を印加する第２定電流源と、
前記第１及び第２定電流源のうち何れか一つの定電流が印加される導線に接続され基準電圧を発生する基準抵抗と、
前記測温抵抗体から出力されるアナログ型の電圧値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、を含む請求項１１に記載の温度制御装置。
【請求項１３】
前記温度制御モジュールを構成する入力手段は、
外部からパラメーターを受信するインターフェース部と、
前記Ａ／Ｄ変換部を介して変換されるデジタル信号及び既設定された目標値を基にＰＩＤ制御を行って調整値を演算するＰＩＤ演算部と、
前記ＰＩＤ演算部で演算された調整値及び前記パラメーターを用いてＰＷＭ制御信号を生成し、前記生成したＰＷＭ制御信号を前記出力手段に出力する制御部と、を含む請求項１２に記載の温度制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、
前記受信したパラメーター及び前記演算された調整値を格納するメモリをさらに含む請求項１３に記載の温度制御装置。
【請求項１５】
前記温度制御モジュールを構成する出力手段は、
前記制御手段を介して出力されるＰＷＭ制御信号に応じて前記調整値を外部に出力するトランジスタで構成される出力部を含む請求項１０乃至１４のうち何れか一項に記載の温度制御装置。
【請求項１６】
前記出力部は、
冷却出力のための結線及び加熱出力のための結線が形成され、前記ＰＷＭ制御信号に応じて前記演算された調整値を前記冷却出力のための結線または前記加熱出力のための結線に出力する請求項１５に記載の温度制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１１２９５０（Ｐ２０１２−１１２９５０Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２７５０（Ｐ２０１１−２５２７５０）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（５９３１２１３７９）エルエス産電株式会社 (221)
【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．， ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（５９３１２１３７９）エルエス産電株式会社 (221)
【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．， ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
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