CS215104B2 - Ovládací obvod pro řízení topných stanic v závislosti na povětrnostních vlivech - Google Patents

Description

Vynález se týká ovládacího obvodu pro řízení topných stanic v závislosti na povětrnostních podmínkách.

Vynálezu byl stanoven cíl vyvinout řídicí automatiku, která by byla vhodná pro automatické řízení teplo vyvíjejících zařízení skládajících se z článků zapojených za sebou nebo i vedle sebe, tj. zařízení skládající se z více kotlů, bez nasazení obsluhujícího personálu a bez nutnosti bezprostředního dozoru, a to takovým způsobem, že jednotlivé články teplo vyvíjejícího zařízení fungují na podkladě předem určeného společného programu, a že zařízení má být vhodné pro přizpůsobení se jistým rušivým vlivům a jejich eliminování; dále je dán požadavek, aby při vzniknuvším poškození vyžadujícím manuální zásah byl dán příslušný poruchový signál, současně však musí být uspokojeny požadavky kladené na provozní bezpečnost, ochranu života a ochranu majetku. Má být dála možnost umístit toto teplo vyvíjející zařízení do obtížně přístupných míst, například do půdního prostoru, a zde je udržovat v provozu.

Možnost vytvoření a použití automatiky pro automatické řízení teplo vyvíjejících zařízení se dostává do popředí, když dochází k širokému používání vytápění uhlovodíkem. Zvýšené nebezpečí výbuchu spojené s vytá2 pěním uhlovodíkem si předem vyžádalo automatickou kontrolu jistých fyzikálních charakteristik, tj. hlídání zapalovacího plamínku, kontrolu plynulého přívodu paliva, ba dokonce během krátké doby vyvstal požadavek po možnosti provádět automatizovaně jisté zákroky —- nové zapálení zapalovacího plamínku a tak dálo.

Spojení za tím účelem vyvinutých hlídačů zapalovacích plamínků, pojistek pro nepostačující přívod plynu nebo oleje, jakož i přívodu vzduchu a paliva do jednoho nuceného svazku automatik, dalo vznik prvním zařízením řídicí automatiky, které částečně automaticky řídily provozní chod jednotlivých teplo vyvíjejících zařízení.

Na základě zkušeností získaných při vzniklých haváriích a v důsledku stále vzrůstajících požadavků na bezpečnost vyvstala nutnost, aby jednotlivé, na topném zařízení nezávislé charakteristiky okolí byly signalizovány a v případě potřeby bylo možno zakročit, např. zjišťování koncentrace plynů vyskytující se v místnosti, opatření pro nouzovou ventilaci a podobně.

V průběhu zmíněných vývojových tendencí byly vytvořeny v současné době známé řídicí jednotky vhodné pro automatické řízení provozu vždy jednoho topného zařízení; u těchto řídicích jednotek je provoz pro215104 vaděn v závislosti na určité regulované charakteristice, například u topného zařízení na vnitřní teplotě místnosti — případně jsou zjišťovány i další charakteristiky a tyto brány v úvahu — přičemž při nulové hodnotě určitých blokovacích podmínek při provozu hlídače plamene je zařízení odstaveno.

U jednoho všeobecně rozšířeného řešení je pro uspokojení jednotlivých konkrétních tepelných požadavků užito více teplo vyvíjejících zařízení se stejnou nebo odchylnou kapacitou, jež jsou zapojeny paralelně. U teplo vyvíjejících zařízení s provozem na uhlovodík, kde doba pro ohřev je značně krátká — u jistých speciálních zařízení má trvání pouze několika sekund — je dána možnost, aby se provoz jednotlivých topných zařízení elasticky přizpůsoboval okamžité tepelné potřebě; tím byl zvýšen nejen význam automatiky řízení, avšak i stanovené požadavky byly vyšší.

U značné časti známých automatik řízení je regulovaná charakteristika při použití několika teplo vyvíjejících zařízení zjišťována samostatně pro každé jednotlivé zařízení a na sobě nezávisle je pak porovnávána momentální hodnota s jmenovitou hodnotou; jednotlivé jednotky dávají pak v závislosti na přesnosti nastavení, v různých okamžicích, v náhodném sledu vždy jeden povelový signál. Čím přesněji tato řídicí zařízení pracují, tím dojde s větší pravděpodobností k tomu, že při změně regulované charakteristiky vydají řídicí zařízení více povelových signálů, než by bylo zapotřebí pro udržení regulované charakteristiky na požadované hodnotě. Jako úspěch dochází ks zkrácení provozních časů, četnost spínání však u všech zařízení stoupá, čímž je zhoršován provozní průběh. V důsledku zmíněných náhodných současných startů vznikající transitivní jevy se sčítají a vyvolávají nepříznivý vliv na funkci celého teplo vyvíjejícího systému.

Dále jsou známy řídicí automatiky, které ovládají provoz zařízení složeného z paralelně zapojených teplo vyvíjejících jednotek pomocí centrálního řídicího zařízení, kdy u tohoto řešení jsou v centrálním řídicím zařízení obsaženy automatizační prvky nutné v zájmu provozní spolehlivosti — jako například hlídače plamene, pojistky pro nedostatek plynu nebo oleje, dále prvky podchycující podmínky blokování a charakteristiky okolí koncentrace plynu — jakož i orgány sloužící k provádění intervencí do provozního průběhu, orgány pro bezpečnostní intervenci jako rychlouzávěr, nouzová ventilace apod.

Nedostatek uvedených zařízení je v tom, že při splnění všech předpokladů, jež vyžaduje normální provozní chod, se stává automatika jednak značně složitá, jednak pak náchylnost k poškození je velmi četná.

Od nedávné doby se u topných zařízení sloužících k ústřednímu vytápění místo zjišťování teploty místnosti vybrané z vytápěných místností jako tak zvané referenční místnosti zjišťuje teplota venkovní a případně i povětrnostní charakteristiky sloužící jako poruchové signály, např. dešťové srážky, síla větru, přičemž se topné zařízení provozuje v závislosti na těchto údajích.

Nedostatek zmíněné automatiky spočívá v tom, že se stává neobyčejně složitou, bereme-li v úvahu další poruchové charakteristiky.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny u ovládacího obvodu podle vynálezu, jehož podstatou je, že se skládá z děliče napětí dávajícího povelový signál a obsahujícího odpor s konstantní hodnotou a čidlo teploty vystupujícího teplonosného média, z děliče napětí obsahujícího odpory s konstantní hodnotou a čidlo venkovní teploty, přičemž odpor s proměnnou hodnotou zapojený v dělicích bodech zmíněných děličů napětí tvoří proporcionální člen, dále z děliče napětí pozůstávajícího z odporu s konstantní hodnotou a z orgánu vytvářejícího základní signál tepelné potřeby provozního klidu, jakož i z dalšího děliče napětí obsahujícího odpory s konstantní hodnotou, jakož i ze zařízení pro vyvolávání základního signálu tepelné potřeby, dále z lineárního zesilovače s integračním zapojením, na který je přes spínač a proporcionální člen zapojen dělicí bod děliče napětí obsahující čidlo teploty vystupujícího média a čidlo venkovní teploty a dělič napětí představovaného zařízením pro vyvolávání základního signálu zastavení provozu, přičemž na druhém vstupu lineárního zesilovače je připojena jednotka pro vyvolávání základního signálu tepelné potřeby, tvořená odporem s proměnnou hodnotou, mezi oběma vstupy je potom zapojen proporcionální člen a z výstupu lineárního zesilovače s integračním zapojením je pak provedena zpětná vazba přes kondenzátor zapojený na prvý vstup lineárního zesilovače.

Podstatou vynálezu také je, že k vytvoření základního srovnávacího signálu je použit tranzistor s bází připojenou k odporu s proměnnou hodnotou, přičemž napětí vznikající na odporu emitoru tohoto tranzistoru je děleno na počet dílů překračujících o jeden počet teplo vyvíjejících jednotek pomocí děličů napětí složených z diod a dvou odporů s konstantní hodnotou, přičemž k dělicímu bodu zmíněných děličů jsou připojeny báze tranzistorů a napětí vznikající na odporech emitorů je odváděno přes svorky.

Podstatou vynálezu rovněž je, že tranzistor, jehož báze je připojena k odporu s proměnnou hodnotou a jehož napětí vznikající na odporu emitoru je pomocí diody a děliče napětí tvořeného odpory s konstantními hodnotami a souhlasnými velikostmi rozděleno na počet dílů překračujících o jeden počet teplo vyvíjejích jednotek, k dělicím bodům děliče jsou zapojeny báze tranzistorů, přičemž napětí vznikající na odporech emitorů je odváděno přes svorky.

Ovládací obvod je co nejlépe vhodný pro rovnocenné uspokojování teplotního požadavku u budov s rozdílnou schopností tepelné akumulace, tj. u tradiční budovy s dobrou tepelnou izolací a lehké konstrukce staveb s menší schopností tepelné akumulace. Nastavení umožňuje přizpůsobení provozní metody — přes charakteristiku budovy — dimenzím zařízení výměníků tepla; regulace úrovně spínání nutné pro změnu provozního stavu jednotlivých jednotek je rovněž umožňována, takže regulace úrovní umožňuje současnou změnu hystereze vytvářené v zájmu zabránění excesům.

Vynález je založen na poznatku, že je nepřípustné navzájem spojovat prvky automatiky nepřiřazené provoznímu chodu topných zařízení, prakticky tedy prvky automatiky zajišťující blokovací podmínky, tj. hlídače plamene, jištění pro případ nedostatku plynu nebo oleje, indikátory koncentrace plynů, nouzovou ventilaci a automatiku sloužící pro provozní chod, nýbrž je nutné tyto úkoly řešit z části pomocí prvků automatiky samostatně přiřazených jednotlivým topným jednotkám, z části pak způsobem ovlivňujícím celkový provoz, nezávisle na automatice.

Jako regulovaná charakteristika je volena naměřená hodnota horké vody vycházející z teplo vyvíjejících zařízení, čímž provoz zařízení v žádném případě nezávisí na poruchách náležejících k typicky odchylným podmínkám jednotlivých místností.

U budov, které mají vysokou schopnost tepelné izolace, je kontrolní signál, jenž je základem regulace, tvořen na základě venkovní teploty, směru větru a síly větru, jakož i výstupní teploty horké vody. Zařízení vytvářející základní signál, které slouží k nastavení tepelné hodnoty nutné uvnitř budovy, je složeno ze dvou jednotek, ze kterých jedna funguje nepřetržitě, druhá periodicky, avšak zapojená paralelně s prvou a tato druhá periodicky fungující jednotka slouží k vytváření základního signálu odpovídajícího tepelné potřebě provozního klidu, jejíž zapojování může být prováděno i ručním zásahem nebo spínacími hodinami, případně programovým čidlem i automaticky.

Teoreticky je automatika vhodná pro řízení topného zařízení skládajícího se z libovolného počtu článků, přičemž jsou tyto zmíněné články uváděny do provozu v předem stanoveném pořadí, a to takovým způsobem, že pokud je nutný provoz pouze jednoho článku, je uváděn do provozu vždy jen prvý článek, zatímco, pokud je nutný provoz dvou článků, je uváděn do provozu vždy prvý a druhý článek a tak dále.

B

Pokud by tepelná potřeba nevyžadovala provoz ani jednoho článku, uvede řídicí automatika do klidu i cirkulační čerpadlo topného systému; předpokládá se však, že všechny články se nachází v provozuschopném stavu, a že provozu jednotlivých článků není bráněno automatikami, které jsou v jednotlivých jednotkách zabudovány pro podchycování blokovacích podmínek. Pokud by tedy byla při vzrůstající potřebě druhá jednotka blokována hlídačem plamene v důsledku zhasnutí zapalovacího plamínku, je zapojován podle pořadí článek prvý, třetí a tak dále.

'Podmínky pro uvádění jednotlivých článků do provozu jsou představovány různými úrovněmi potřeby, přičemž úrovni potřeby odpovídá vždy jedna samostatná vyšší zapínací úroveň a jedna samostatná nižší vypínací úroveň.

Pomocí tímto způsobem vytvářené spínací hystereze je tedy zabraňováno tomu, aby jednotlivé články nebyly uváděny do provozu na velmi krátká časová rozpětí, čímž jo snižována četnost změn stavu.

Příkladné provedení ovládacího obvodu podle vynálezu je blíže vysvětleno s odvoláním na výkresy, kde znázorňuje obr. 1 blokové schéma celkového topného zařízení, obr. 2 charakteristiku funkce topného zařízení, obr. 3 charakteristiku úrovně potřeby nutné pro funkci jednotlivých teplo vyvíjejících jednotek a přiřazený řídicí signál, jakož i charakteristiku úrovně vypínání, obr. 4 blokové schéma celé řídicí automatiky, obr. 5/a spínací uspořádání pro vytváření povelového signálu, bez čidla vnímajícího rušivý signál, obr. 5/b spínací uspořádání pro vytváření povelového signálu s čidlem sloužícím k vnímání rušivého signálu, obr. 6 spínací uspořádání sloužící k vytváření úrovně potřeby spínání opatřené přímými děleními, obr. 7 spínací uspořádání sloužící k vytváření úrovně potřeby spínání opatřené děličem napětí.

Při konstruování topného zařízení je cirkulační čerpadlo 1 zapojeno do potrubí zpětného toku vody 2, před články teplo vyvíjejícího zařízení. Články teplo vyvíjejícího zařízení, to znamená kotle I, II, III a IV jsou zapojeny paralelně s potrubím 2, případně s jeho odbočkami, a to postupováno ve směru od čerpadla, na prvé odbočce první kotel I, na druhé druhý kotel II a tak dále podle pořadí. Na potrubí 3, které vede teplou vodu vycházející z kotlů, jsou zapojeny kotle I, II, III a IV, ve stejném pořadí. Soustava potrubí sloužící k cirkulaci vody je uzavírána přes spotřebiče, přičemž pod pojmem spotřebič 4 se rozumí veškeré rozvodné potrubí budovy, všechny výměníky tepla jako radiátory, teplovodní bojlery a tak dále, jakož i potřebné armatury, nádrže, uzavírací orgány a tak dále.

V potrubí odvádějící vystupující teplou vodu, je za posledním kotlem umístěno čidlo 5 pro snímání teploty vystupující vody, které společně s čidlem 6 snímajícím venkovní teplotu a se zde neznázórněným čidlem poruchového signálu jsou zapojeny k řídicímu ústrojí 7. Zásahové orgány řídicího ústrojí 7 jsou tvořeny uzavírací armaturou 11 hlavního hořáku prvního kotle I, uzavírací armaturou 10 druhého kotle II, jakož i spínačem motoru cirkulačního čerpadla, které jsou všechny řízeny řídícím ústrojím přes řídicí vedení 8‘, 0‘, 10‘, 1Γ a 12‘. Uzavírací armatury 8, 9, 10 a 11, jakož i záběrové orgány, jsou připojeny paralelně k hlavnímu plynovému potrubí 13, které je napájeno z přívodního směru 14. K hlavnímu plynovému potrubí 13 připojené zapalovací hořáky, jakož i jejich potrubí, hlídače plamenů, jakož i čidlo nebo čidla pro vnímání koncentrace plynu, zásahové orgány nebo orgány indikující závadu nebyly z důvodů jednoduchosti v obraze uvedeny, protože tyto jsou samostatně přiřazeny jednotlivým kotlům a jejich funkce neovlivňuje provoz řídicí automatiky.

Venkovní teplota vynesená na vodorovné ose T a teplota horké vody vynesená na svislé ose Tw nám udává souvislost mezi venkovní teplotou a teplotou horké vody pomocí charakteristiky.

Teplota T, udává venkovní teplotu, při které se předávání tepla horkou vodou stává zbytečným, kdy venkovní teplota odpovídá požadované vnitřní teplotě, například 20 °C. Teplota T₂ představuje nejnižší, v daném geografickém místě se vyskytující venkovní teplotu, na kterou — jako minimální teplotu — je topná soustava dimenzována, například —20 °C.

Je zřejmé, že při venkovní teplotě odpovídající požadované vnitřní teplotě, nebo tuto teplotu překračující, se teplota horké vody nemění; pokud by však nastala změna, pak tato změna není v žádném případě způsobena činností topného zařízení, nýbrž proto, že při teplotě překračující zmíněnou teplotu může být topné zařízení vyřazeno z provozu.

S ohledem na to, že jsme nebrali zřetel na působení venkovní teploty na horkou vodu, je možno úsečku 15 charakteristiky považovat z hlediska řídícího zařízení jako rovnoběžně probíhající s vodorovnou osou.

Teplota vody T_wL, vyjadřující odstavení topení, není v žádném případě hodnotou „zařazenou“ v řídicím ústrojí. Změna této hodnoty je možná. Tato možnost je znázorněna šipkou 21.

Rovněž tak je zřejmé, že při ideálně dimenzovaném systému výměníků tepla odpovídá maximální teplota T_w2 venkovní teplotě T₂, a že hodnota maximální teploty horké vody 90 až 95 °C je určována topným zařízením.

Jako důsledek může být při nižší venkovní teplotě považována úsečka 16 charakteristicky znázorňující teplotu horké vody jako rovnoběžně probíhající s vodorovnou osou.

Vezmeme-11 shora uvedené v úvahu, pak bude k ideálně dimenzovanému systému výměníků tepla náležet charakteristika vytažená plnou čarou jako přímka 17.

Pokud je systém výměníků tepla v ohledu na velikost místností, izolační schopnost stěn a těsnost konstrukcí uzavírajících otvory předimenzován, dostáváme se k charakteristice vyznačené čerchovanou čárou 18. Z obr. jednoznačně vyplývá, že v tomto případě nedosahuje maximální hodnotu T_w2 odpovídající vodorovné úsečce 16 až při teplotě T₂, nýbrž již při teplotě nižší, což ukazuje na skutečnost, že topný systém má rezervní kapacitu pro neobyčejně chladné počasí.

Z důvodů takové nízké teploty nedosáhne horká voda svoji maximální teplotu, nýbrž dosáhne například při teplotě T₂ pouze hodnotu T_w3.

U systému výměníků tepla oproti uvedeným daným skutečnostem poddimenzovaného dostáváme charakteristiku 19 vytaženou čerchovanou čarou se dvěma tečkami, z čehož je patrno, že teplota horké vody dosahuje maximální teplotní stupeň T_w2 již při teplotě překračující teplotní stupeň T₂; z toho jednoznačně vyplývá, že topný systém při venkovní teplotě nižší, než je tento teplotní stupeň, nemůže zajistit žádanou hodnotu vnitřní teploty nastavenou na zařízení vytvářejícím základní signál.

Vzhledem k tomu, že dimenzování topných zařízení vykazuje jistý rozptyl, je třeba zajistit pro požadovanou charakteristiku nastavení rozptylu takovou možnost nastavení, která je vyznačena šipkou 20.

Jestliže kladný úsek osy T probíraného grafikonu, sloužící pro znázornění venkovní teploty, bude současně znamenat osu času t a osa T_w udávající teplotu vody se současně rozdělí v souladu s hodnotami množství tepla Q, pak se dostáváme — vztaženo na zvolený případ k souvislosti znázorněné na výkresu.

Dále pak z výkresu vyplývá, že regulační úrovně přiřazené provozu jednotlivých kotlů mohou být sestrojeny rozdělením šikmého úseku charakteristiky na stejné úsečky odpovídající počtu teplo vyvíjejících jednotek, v našem příkladě na čtyři. Regulační úrovně 22 byly označeny čísly položek k nim náležejících kotlů podle obr. 1. Zřejmě bude množství tepla shodné s lichoběžníkem uvedeným na úrovni prvního kotle I a symbolizujícím provoz trvající po určitý čas, vztaženým k integrálnímu průměru hodnoty Q| jeho plochy za celkový čas, přičemž průměr teploty vody dosahuje hodnotu T_w__ik. Tato hodnota odpovídá venkovní teplotě T_ik. Obdobně bude provozu druhého kotle II odpovídat hodnota Q₂, provozu třetího kotle III hodnota Q₃ a tak dále. Aby bylo možno se vyhnout četnému vypínání a zapínání, musí být k zapínání přiřazena úroveň znázorněná u hodnoty Q_ó čerchovanou čarou se dvěma tečkami, čímž byla uskutečněna zapínací hystereze 24 a vypínací hystereze 23.

Blokové schéma navrhované automatiky pro realizaci regulace odpovídající probírané charakteristice je znázorněno na obr.

4. Signál čidla. 5 zabudovaného do potrubí 3 dostává sc: přes proporcionální člen 25 ke sčítací jednotce 31, zatímco signál čidla 6 venkovní teploty 26 přichází přes proporcionální člen 29 k téže sčítací jednotce, jejíž signál je přes sčítací jednotku 32 — s připočteným signálem čidla 28 poruchového signálu 27, přicházejícím přes proporcionální člen 30 — veden do sčítací jednotky 36. Do této sčítací jednotky přichází rovněž signál ústrojí 33 vyvolávajícího základní signál pro zastavení provozu, a to přes časový spínač 34 a proporcionální člen 35. Sčítací jednotkou 36 sečtený celkový signál je porovnán se signálem ústrojí 37 vyvolávajícího základní signál tepelné potřeby, a to v zařízení 38 vytvářejícím rozdíl, přičemž takto vzniklý signál tvoří povelový signál, který přichází přes integrační člen 39 do srovnávacího zesilovače 43.

Signál ze srovnávacího ústrojí 40, vytvářejícího základní signál, řídí jednak nastavovací ústrojí 41 pro spínací hysterezi, jednak ústrojí 42 vytvářející spínací úroveň, jehož výstupní signály, v našem příkladě jsou to čtyři, jsou přiváděny k srovnávacím zesilovacím stupňům, v našem příkladě jsou to rovněž čtyři. Výstupní signály srovnávacích zesilovačů 43 uvádějí přes kapacitní zesilovače 44 do provozu zásahové orgány 45.

U automatiky uspořádané popsaným způsobem umožňuje ústrojí 37 vytvářející základní signál tepelné potřeby regulaci tepelné hodnoty označení pomocí T_wi; nastavení hodnoty pro uvedení do klidu T_w je umožňováno ústrojím 33 vyvolávajícím základní signál pro zastavení provozu. Spínač 34 provádí automatické řízení buď ručního použití hodnoty pro provozní klid, nebo za pomoci programovacího čidla.

Nastavení charakteristiky podle šipky 20 se uskutečňuje za pomoci srovnávacího ústrojí 40 vytvářejícího základní signál, zatímco nastavovací ústrojí 41 slouží pro spínací hysterezi k určování hodnoty zapínací hystereze 24 případně vypínací hystereze 23.

U shora popsaných automatik navrhujeme místo složitého uspořádání zapojení obvykle používaného k vytváření a integrování povelového signálu používat uspořádání zapojení znázorněného v obr. 5.

U uspořádání zapojení znázorněného v obr. 5a není vnímání poruchového signálu 27 možné, proto nejsou u tohoto uspořádání uvedeny v blokovém schématu se vyskytující čidlo 28, proporcionální člen 30 a sčítací jednotka 32.

Zapojení tvořené dělicími odpory 46, 47, 48 a 43, čidly 5 a 6, dále odporem 33 a proměnnou hodnotou, sloužícím k vytvoření základního signálu pro provozní klid, jakož i odporem 37 s proměnnou hodnotou, sloužícím k vytvoření základního signálu teplotní potřeby, představuje v podstatě čtyřvětvové můstkové zapojení.

Zmíněné můstkové zapojení však může být charakterizováno tím, že čidlo 5 a 6 nejsou zapojena obvyklým způsobem na protilehlých. stranách větve můstku, nýbrž na stejných stranách dvou sousedících větví můstku, takže můstek nemůže být proto uveden do vyváženého stavu. Proporcionální členy 25 a 29 jsou vytvořeny jako obě strany odporu s proměnnou hodnotou, čímž čidla 5, 6, dělicí odpory 46 a 47, jakož i odpory 25, 19 s proměnnou hodnotou plní úlohu v blokovém schématu uvedených čidel 5 a 6, proporcionálních členů 25 a 29, jakož i sčítací jednotky 31.

Jednotka 33 pro vytvoření základního signálu provozního klidu je v podstatě odpor s proměnnou hodnotou, který spolu s odporem 48 tvoří dělič napětí a jejich napětí je přes spínač a odpor 35 s proměnnou hodnotou sčítáno v jednoduchém uzlu. Uzel zde plní úlohu sčítací jednotky 36. Ostrojí 37 sloužící k vytvoření základního signálu tepelné potřeby je rovněž vytvořeno ve tvaru odporu.s proměnnou hodnotou, který tvoří s odporem 49 dělič napětí, zatímco dělené napětí je přiváděno přes stabilizační odpor 50 s proměnnou hodnotou k jednomu vstupu lineárního zesilovače 39 s integračním zapojením. Součet signálů přicházejících z proporcionálních členů 25, 29 a z proporcionálního členu 35 jsou přiváděny ke druhému vstupu, takže lineární zesilovač plní tak svým integračním zapojením úlohu rozdíl vytvářejícího ústrojí 38.

Od výstupu 74 tohoto ústrojí 38 je provedena přes kondenzátor 51 zpětná vazba na vstup napájený součtem napětí přicházejících z proporcionálních členů 25, 29 a 35, čímž na výstupu 74 lineárního zesilovače s integračním zapojením vzniká integrovaný signál a lineární zesilovač 38 s integračním zapojením je schopen plnit úlohu integračního členu 39.

Jestliže do vedení zpětné vazby zapojíme ještě odpor 52, pak pracuje lineární zesilovač 38 s integračním zapojením jako regulační jednotka proporcionálně integrující.

U uspořádání zapojení znázorněného v obr. 5b je možno vnímat i poruchový signál 27. Pro vnímání poruchového signálu 27 se používá čidlo poruchového signálu 28, které spolu s odporem tvoří dělič napětí. Napětí je přes odpor s proměnnou hodnotou v jednoduchém uzlu sčítáno s napětím přicházejícím z proporcionálních členů 25, 29. Lineární zesilovač 33 s integračním zapojením pak srovnává ve své rozdíl vytvářející funkci napětí vytvořené na děliči na215104 pěti, skládajícího se z odporu 49 a jednotky 37 sloužící k vytvoření základního signálu tepelné potřeby, s algebraickým součtem můstkového napětí děliče napětí, skládajícího se z odporu 46, čidla 5, odporu 47, čidla 6, odporu 53 a z čidla poruchového signálu 28, jakož i — v zapnuté poloze spínače 34 — z odporu 48 a ze zařízení pro vytváření základního signálu pro provozní klid, čímž je na výstupu 74 se objevující integrovaný signál rovněž ovlivňován i poruchovým signálem 27, vnímaným čidlem poruchového signálu 28.

Vytváření povelového signálu uskutečňované v popsaném zapojovacím uspořádání je — v porovnání se známými zapojeními — mnohem méně citlivé vůči kolísání napájecího napětí a vůči případně se měnícím proudovým složkám napájecího napětí, takže na filtraci mohou být kladeny menší požadavky, rovněž stabilizované napájecí napětí není nutné.

U automatiky odpovídající blokovému schématu znázorněnému na obr. 4 doporučujeme místo doposud obvyklého zápojovacího uspořádání pro vytváření zásahových signálů uspokojujících shora uvedené požadavky použít jako základ pro povelové signály zapojovací uspořádání ukázané na obr. 5 a pro příslušné úrovně spínání dále uvedené a na obr. 6 a 7 popsané zapojovací uspořádání.

U zapojovacího uspořádání podlé obr. S je pro vytváření srovnávacího základního signálu používán odpor 40 s proměnnou hodnotou, který rozděluje napětí přikládané na svorky pro napájecí napětí 72; dělenou hodnotou napětí se nastavuje pracovní bod tranzistoru 54, případně se zapojuje báze tranzistoru na uvedené napětí. Děliče napětí tvořené z odporů 56 a 57; 58 a 59; 60 a 61; 62 a 63 s konstantními hodnotami jsou navzájem napájeny napětím vznikajícím na emltorovém odporu 55 tranzistoru. K dělenému napětí děliče napětí, skládajícího se z odporů 56 a 67, se připojuje báze tranzistoru 64, přičemž napětí vznikající na emltorovém odporu 65 tohoto tranzistoru představuje úroveň srovnávacího napětí přiřazenou k provozu prvního kotle

I.

Obdobným způsobem je k děliči napětí tvořenému z odporů 58 a 59 připojen tranzistor 66, jehož emitorový odpor 67 udává úroveň srovnávacího napětí druhého kotle II, zatímco emitorový odpor 69 tranzistoru 68 řízeného napětím z děliče napětí skládajícího se z odporů 60 a 61 udává úroveň srovnávacího napětí třetího kotle III a emitorový odpor 71 tranzistoru 70 řízeného napětím z děliče napětí tvořeného odpory 62 a 63 udává úroveň srovnávacího napětí čtvrtého kotle IV. Děliče napětí musí napětí přiváděné z emltorového odporu 55 rozdělovat stejnoměrně, a to tím způsobem, že — u našeho příkladu se čtyřmi řízenými kotly — na dělič napětí tvořený odpory 56 a 57 připadá 1/5, na dělič napětí tvořený odpory 58 a 59 připadají 2/5, na dělič napětí z odporů 60 a 61 3/5, na dělič napětí z odporů 62 a 63 4/5, a u n-počtu kotlů připadne 1/n + 1 díl napětí.

Napětí vyskytující se na emitorovéin odporu 55 může být vyvedeno přes svorku 73, pokud by toto napětí bylo nutné pro řešení jiných úkolů. Jednotlivým napěťovým úrovním přiřazené srovnávací zesilovače 43 srovnávají takto utvořené a k jednotlivým kotlům náležející úrovně napětí s povelovým signálem, který je shodný s výstupním signálem vznikajícím na výstupu 74 lineárního zesilovače s integračním zapojením 38. Diody 76 vyskytující se v zapojení kompenzují spád napětí vznikající na propustném odporu báze—emitor tranzistorů 64, 66, 68 a 70.

Aby bylo možno nastavit spínací hysterezi, je přiváděno k srovnávacím zesilovačům 43 přes známý generátor napětí potřebné signální napětí. Srovnávací zesilovače 43 mají celkem známou konstrukci, zatímco zásahové orgány 45 řízené kapacitními zesilovači připojenými na výstupech 75 jsou účelně provedeny jako magnetické ventily.

U zapojovacího uspořádání podle obr. 7 je napětí vznikající na odporu emitoru 55 tranzistoru 54 rozdělováno na děliči napětí složeném z odporů 56*, 57‘, 58‘, 59‘ a 60* se shodnými hodnotami, avšak libovolnými velikostmi. V tomto případě je zabudována pouze jediná dioda 78, zatímco počet odporů 56*, 57‘, 58‘ a 60‘ je odpovídajícím způsobem zvýšen podle vyskytujícího se počtu stupňů. Báze tranzistorů 64, 66, 68 a 70 se zapojí v sérii s uzly mezi členy 56‘, 57‘, 58* a 60‘, zapojení jinak souhlasí se zapojením v obr. 6.

Zapojovací uspořádání podle vynálezu umožňují zhotovení takového zařízení, jež umožní bezporuchový provoz automatiky.

Claims (4)

1. Ovládací obvod pro řízení topných stanic v závislosti na povětrnostních vlivech, skládajících se z několika teplo vyvíjejících jednotek, opatřený čidlem teploty vystupujícího teplonosného média zapojeným přes proporcionální člen na první sčítací jednotku, dále čidlem venkovní teploty zapoYNÁLEZU jeným přes další proporcionální člen na první sčítací jednotku, popřípadě čidlem poruchového signálu, reagujícím na směr a intenzitu větru, zapojeným přes proporcionální člen na druhou sčítací jednotku, k níž je připojena třetí sčítací jednotka, na níž je přes časový spínač a proporcionální člen připojena jednotka pro vytváření základního signálu tepelné potřeby při provozním klidu, dále rozdílovým členem, připojeným na výstup třetí sčítací jednotky, na nějž je připojena jednotka pro vytváření základního signálu tepelné potřeby a na jehož výstup je připojen integrační člen, na jehož výstup a na výstup ústrojí pro nastavení hystereze, připojeného na výstup srovnávacího členu pro vytváření srovnávacího signálu, je připojen srovnávací zesilovač, připojený rovněž na výstupy členu pro vytváření spínací úrovně, jejichž počet odpovídá počtu teplo vyvíjejících jednotek a jehož vstup je spojen s výstupem srovnávacího členu, přičemž výstupy srovnávacího zesilovače jsou přes kapacitní zesilovač připojeny na vstupy zásahových oirgánů, například magnetických ventilů, vložených do plynových potrubí hlavních hořáků teplo vyvíjejících jednotek, vyznačující se tím, že je opatřen prvním děličem napětí, tvořeným prvním odporem (46) s konstantní hodnotou a čidlem (5) teploty vycházejícího teplonosného média, druhým děličem napětí, tvořeným druhým odporem (47) s konstantní hodnotou a čidlem (6j venkovní teploty, přičemž mezi dělicími body obou děličů napětí je zapojen potenciometr, jehož první větev tvoří první proporcionální člen (25) a druhou větev druhý proporcionální člen (29), dále třetím děličem napětí, tvořeným třetím odporem (48) s konstantní hodnotou a jednotkou (33) pro vytváření základního signálu tepelné potřeby při provozním klidu, jakož i čtvrtým děličem napětí, tvořeným čtvrtým odporem (49) s konstantní hodnotou a jednotkou (37) pro vytváření základního signálu tepelné potřeby, dále opatřen lineárním zesilovačem, který tvoří rozdílový člen (38) a integrační člen (39) a na jehož první vstup je připojen dělicí bod prvního děliče napětí spolu s děicím bodem druhého děliče napětí a dělicí bod třetího děliče napětí přes časový spínač (34) a čtvrtý pax> porcionální člen (35), přičemž k druhému vstupu lineárního zesilovače tvořeného rozdílovým členem (38) a integračním členem (39) je připojen dělicí bod čtvrtého děliče napětí přes pátý proporcionální člen (50), zatímco výstup (74) lineárního zesilovače tvořeného rozdílovým členem (38) a integračním členem (39), spojený s prvním vstupem srovnávacího zesilovače (43) je přes zpětnovazební kondenzátor (51) spojen s prvním vstupem lineárního zesilovače, přičemž druhý vstup srovnávacího zesilovače (43] je spojen so srovnávacím členem (40).

2. Ovládací obvod podle hodu 1, vyznačující se tím, že je opatřen pátým děličem napětí, tvořeným pátým odporem (53) a čidlem (28) poruchového signálu, jehož dělicí bod je přes třetí proporcionální člen (30), vytvořený jako odpor s proměnnou hodnotou, spojen s prvním vstupem lineárního zesilovače tvořeného rozdílovým členem (38) a integračním členem (39).

3. Ovládací obvod podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že srovnávací člen (40) je vytvořen jako potenciometr, k jehož jezdci je připojena báze prvního tranzistoru (54) a paralelně k prvnímu emitorovému odporu (55), spojenému s emitorem prvního tranzistoru (54), je připojeno tolik děličů napětí, kolik je teplo vyvíjejících jednotek, přičemž každý dělič napětí je tvořen diodou (76) a dvěma v sérii zapojenými odpory s konstantní hodnotou, například u šestého děliče napětí šestým odporem (56) a sedmým odporem (57), u sedmého děliče napětí osmým odporem (58) a devátým odporem (59), u osmého děliče napětí desátým odporem (60) a jedenáctým odporem (61) a u devátého děliče napětí dvanáctým odporem (62) a třináctým odporem (63), přičemž k dělicímu bodu obou odporů děliče napětí je připojena báze dalších tranzistorů, například k dělicímu bodu šestého děliče napětí báze druhého tranzistoru (64), k dělicímu bodu sedmého děliče napětí báze třetího tranzistoru (66), k dělicímu bodu osmého děliče napětí báze čtvrtého tranzistoru (68) a k dělicímu bodu devátého děliče napětí báze pátého tranzistoru (70), přičemž konec emitorového odporu spojený s emitorem u každého z těchto tranzistorů je spojen se srovnávacím zesilovačem (43), přiřazeným vždy jedné teplo vyvíjející jednotce, například emitorový konec druhého emitorového odporu (05) je spojen s prvním srovnávacím zesilovačem (43/1 ], jehož výstup (75/1) je spojen s první teplo vyvíjející jednotkou (I), emitorový konec třetího emitorového odporu (67) je spojen s druhým srovnávacím zesilovačem (43/11), jehož výstup (75/11) je spojen s druhou teplo vyvíjející jednotkou (II), emitorový konec čtvrtého emitorového odporu (69) je spojen s třetím srovnávacím zesilovačem (43/III), jehož výstup (75/III) je spojen s třetí teplo vyvíjející jednotkou (III), a emitorový konec pátého emitorového odporu (71) je spojen se čtvrtým srovnávacím zesilovačem (43/lVj, jehož výstup (75/IV) je spojen se čtvrtou teplo vyvíjející jednotkou (IV).

4. Ovládací obvod podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že srovnávací člen (40) je vytvořen jako potenciometr, k jehož jezdci je připojena báze prvního tranzistoru (54) a paralelně k prvnímu emítoriovému odporu (55j, spojenému s emitorem prvního tranzistoru (54), je připojen dělič napětí o tolika stupních, kolik je teplo vyvíjejících jednotek, přičemž tento dělič napětí je tvořen diodou (76) a v sérii zapojenými odpory o konstantní hodnotě, například čtrnáctým odporem (56‘), patnáctým odporem (57*), šestnáctým odporem (58‘), sedmnáctým odporem (59‘) a osmnáctým odporem (60‘ j, přičemž k dělicímu bodu vždy dvou odporů je připojena báze tran215104 zistoru, u něhož emitorový konec emitorového odporu je spojen se srovnávacím zesilovačem [43) přiřazeným vždy jedné teplo vyvíjející jednotce, například emitorový konec druhého emitorového odporu (65) druhého tranzistoru (64) s bází spojenou s dělicím bodem čtrnáctého a patnáctého odporu (56‘, 57) je spojen s prvním srovnávacím zesilovačem (43/1), jehož výstup (75/1) je spojen s první teplo vyvíjející jednotkou (I), emitorový konec třetího emitorového odporu (67) třetího tranzistoru (66) s bází spojenou s dělicím bodem patnáctého a šestnáctého odporu (57‘, 58‘j je spojen s druhým srovnávacím zesilovačem (43/11), jehož výstup (75/11) je spojen s druhou teplo vyvíjející jednotkou (II), emitorový konec čtvrtého tranzistoru (68) s bází spojenou dělicím bodem šestnáctého a sedmnáctého odporu (58‘, 59‘) je spojen s třetím srovnávacím zesilovačem (43/III), jehož výstup (75/lIIj je spojen s třetí teplovyvíjející jednotkou (III), emitorový konec pátého emitorového odporu (71) pátého tranzistoru (70) s bází spojenou s dělicím bodem sedmnáctého a osmnáctého odporu (59‘, 60‘] je spojen se čtvrtým srovnávacím zesilovačem (43/IV), jehož výstup (75/IV) je spojen se čtvrtou teplo vyvíjející jednotkou (IV).