DE2158029C3 - Schaltungsanordnung zur wahlweisen Handsteuerung oder automatischen Steuerung des Betriebs einer Brenneranlage - Google Patents

Description

^CT^gSchal,un_gsanordnung nach den Ansprüehen . bis 3. dadurch gekennzeichnet daß der Fühlschaltung (106, 580, 582) außerdem d.e Taktimpulsc des Taktgebers (542) über eine Ver-/ögerungsschaltung (584) zugeführt werden, deren v'rzcgerungszei, so bemessen ist, daß d.e Abfühlung des Schaltsignals (auf Ix.tung 104) erst nnch dem Hinspeichern der Zustandss.gnale in die Speicherschaltung (188. .92. 222, 246. 272, 288, 332) erfolgt.

5 Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente der Speicherschaltung (188, 192. 222, 246, 272, 288, 332) mit Hilfe der Logikscha.tung (30) unter Steuerung durch die L-instcllelcmcntc (34) fur die Handsteuerung derart nacheinander einstellbar sind, daß die Speicherschaltung den Programmablauf beim Einschalten der Brenneranlage steuert.

doch

_{diese W}e_isc »»^« J^h ^S^rbeiien kann es je _werden, die Logikschaltung für den ig w _vorübergehend außer Betrieb ^f^/de Brenneranlage schr.ttwe.se,von zu ^n und ^ ^ ^ _{ß t}

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^r"^c,^ksü1dltL"_H,. "_A'_utornatik übernommen w.rd. Dazu Anlage von der Auuanat ^ _Logiksch,_tung

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsordnung zur wahlweise!! Handsteuerung oder automatischen Stcuerung des. Betriebs einer Brenneranlage mittels einer Logikschaliung, welcher Zustandssignale über den jeweiligen Betriebszustand der Brenncranlage zügeführt werden und welche Steuersignale für die Steuerglieder der Brenneranlage erzeugt.

U.s ist bekann, (deutsche Auslepeschrift I 206 544, USA.-Patentschrift 3324 927, französische Patentsehriften 1388 764 und 2 008 945), zur Steuerung von Brenneranlagen Logikschallungen zu verwenden, die auf den Betriebszustand der einzelnen Komponenten der Brenneranlage ansprechen und die Steuerstand ι
signale

Infolge
einzelnen
jeweilige
fragt wc
tragung

des Einstciizusianui::, υν,ι ^₁.,,

dieser entsprechend der Taktsteuerung ständig in Synchronismus mit dem tatsächlichen Zustand der Brenneranlagc gehalten wird. Bei einem Zurückschalten von Handsteuerung auf automatische Steuerung kann die Logikschaltung also die Steuerung der Brenneranlage sofort übernehmen, da sie sich in ü'nereinslimung mit dem tatsächlichen Zustand der Brenneranlage befindet. Es erfolgen also keine Fchlschaltungen, die zu gefahrlichen Betricbszuständen oder /um unerwünschten Abschalten der Anlage

55 führen würden.

Die Logikschaltung ist vorzugsweise als digital arbeitende Schaltung ausgebildet. Die Übertragung der Zustandssignale für die einzelnen Komponenten der Brenneraniagc in die Speicherschaltung erfolgt 60 zweckmäßigerweise durch eine der Speicherschaltung vorgeschaltete Torschaltung, welche unter Steuerung durch den Taktgeber die jeweiligen Zustandssignale der Speicherschaltung zuführt.

Der Taktgeber kann beispielsweise alle 10 ms einen 65 Taktimpuls liefern, mit Hilfe dessen die Übertragung der Zustandssignale in die Speicherschaltung unter Löschung des vorherigen Speicherinhalls erfolgt. Sollten irgendwelche anormalen Betricbszuständc

auftreten oder ein Einzelspeiclier der Speicherschaltung nicht eingestellt werden können, so wird zweckniädigerweise ein entsprechendes Anzeigesignal erzeugt, welches zu einer Abschaltung der Anlage unter Anzeige des Fehlerzustandes, beispielsweise mit Hilfe einer Lampe, ausgenutzt werden kann. Zweckmäßigerwcise ist zu diesem Zwecke eine Fühlschaltung vorgesehen, welche unter Steuerung eines ihr bei Umschaltung von Handsteuerung auf automatische Steuerung zugeführten Tastsignals ein auf Grund der Zustandssignale bei unsicherem Brennerzustand erzeugtes Schaltsignal abfühlt und ein Abschaltsignal erzeugt.

Diese Fühlschaltung kann weiterhin in die Taktsteuerung einbezogen werden, indem ihr außerdem Taktiiapulse des Taktgebers über eine Verzögerungsschaliung zugeführt werden, deren Verzögerungszeit so bemessen ist, daß die Abfühlung des Schaltsignals erst ·■■ i'.'h dem Einspeichern der Zustandssignale in die Speicherschaltung erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß ·■'.·-■ r Speicherzustand jeweils denjenigen Bemebszust.imi wiedergibt, bei dem das Abschc.tsignal erzeug worden ist, so daß auch durch Abfragen der Speicherschaltung der jeweilige Fehler der Anlage, der zn der Erzeugung des Abschaltsignales geführt hat. Ksislellbar ist.

Emh: weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfinciui g besteht darin, daß die Speicherelemente der Spei verschaltung mit Hilfe der Logikschaltung unter Stein-rung durch die Einstellelemente für die Handstei:-rung derart nacheinander einstellbar sind, daß die Speicherschaltung den Programmablauf beim Einschji'.-n der Brcnneranlage steuert. Auf diese Weise liiiii sich die Speicherschaltung zusätzlich für die Sii!, rung des Automatikbetriebes der Brenneranlage unt.r Einsparung andernfalls erforderlicher Schal-Uine-ieilc oder Bauelemente wie Programmschalter und dergleichen ausnutzen.

Em Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnungen nachstehend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung und

Fig. 2 und 3 weitere Blockschaltbilder /ur Erläuleiung der Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung.

|);is in Fig. I dargestellte Blockschaltbild einer Biennersteueranlage läßt eine schematisch dargestellte Verbrennungskammer 10 mit mehreren Brennern 12 erkennen, von denen jeder wiederum ein Hauptbrer.nersystem mit einem Brennstoffregler 14, einem Luftzuführungsregler 16. einem BrennstolT-druckfühlcr 18 und einem Flammendetektor 20 enthüll und ferner einen Zündkreis mit einem Zündventil 22. einem Brennstoffdruckfühler 24 und einem Zünd-Ilammcndctektor26.

Feldschaltcr 28 zeigen den Betriebszustand der Komponenten 14 bis 26 an und liefern Signale an eine Logikschaltung 30, welche den Betrieb des Brenners überwacht und automatisch steuert. Ein entfernt davon angeordnetes Schaltpult 32 empfängt Signale aus der Logikschaltung 30 und liefert seinerseits auch Signale an diese zur Regelung des Brennersystems. Das Schaltpult hat Drucktasten 34, Anzeigevorrichtungen 36 und auf Handbetrieb und automatischem Betrieb einstellbare Schalter 38.

Die in Fig. 2 gezeigte Logikschaltung spricht auf die Signale der Feldschalter an. So liefert ein Schalter 14-1 ein Signal, das anzeigt, daß der Brennstoffregler 14 offen ist. Schalter 18-1 liefert ein Signal, das anzeigt, daß der vom Brennstoffdruckfühler 18 stromabwärts des Brennstoffreglers Ϊ4 gemessene Brennstoffdruck hoch ist. Schalter 16-1 liefert ein Signal, welches anzeigt, daß der Luftzuführungsregler 16 offen ist. Schalter 20-1 gibt ein Signal, das anzeigt, daß der Flammendetektor 20 eine Flamme meldet. Die genannten Signale gelangen an eine UND-Schaltung 60, deren Ausgangswert auf der Leitung 62 angibt, daß sich der Brenner im Brennzustand befindet. In entsprechender Weise liefert Schalter 22-1 ein Signal zur Anzeige, daß das Zündventil 22 offen ist, Schalter 24-1 ein Signal, das anzeigt, daß der Brennstoffdruck stromabwärts vom Zündventil 22 entsprechend der Anzeige des Brennstoffdruckfühlers 24 hoch ist, und Schalter 26-1 liefert ein Signal, welches anzeigt, daß die Zündflammendetektor 26 eine Flamme meldet. Diese Signale werden einer UND-Schaltung 64 zugeführt, deren Ausgangswert auf der Leitung 66 anzeigt, daß sich die Zündschaltung in Betrieb befindet.

Schalter 14-2 liefert ein Signal, das anzeigt, daß der Brennstoffregler 14 geschlossen ist, und Schalter 20-2 liefert ein Signal, das anzeigt, daß im Brenner keine Flamme vorliegt. Diese Signale werden zusammen mit dem Signal des Luftzuführungsreglers 16, welches einer Inverter68 durchlaufen hat, einer UND-Schaltung 70 zugeführt, deren Ausgangswert auf der Leitung 72 anzeigt, da_> der Brenner abgeschaltet ist. In ähnlicher Weise führt die Leitung76 einer UND-Schaltung 74 ein Signal, wenn Schalter 22-2 ein Ausgangssignal liefert, welches anzeigt, daß das Zündventil 22 geschlossen ist. Ein Inverter 78 erzeugt ein Signal, welches anzeigt, daß der Brennstoffdruck stromabwärts von dem Zündventil 22 niedrig ist und auf einer vor, einer Zündlogikschaltung kommenden Leitung 80 kein Signal vorliegt. Steht aber auf der Leitung 80 ein Signal der Zündlogikschaltung an, während gleichzeitig auch die Leitung 66 ein Signal führt, dann liefert eine UND-Schaltung 82 auf ihrer Ausgangsleitung 84 ein Ausgangssignal, das anzeigt, daß eine Zündung vorliegt.

Das den Einschaltzustand des 3renners anzeigende Signal auf der Leitung 62 wir einem Eingang einer UND-Schaltung 90 zugeführt. Ein zweites an der UND-Schaltung90 auf einer Leitung92 anstehendes Signal der Biennerlogikschaltung zeigt an, daß sich der Brenner nuch im Bretinzustand befindet und ein drittes von eirur ODER-Schaltung96 über die Leitung 94 geliefertes Eingangssignal der UND-Schaltung 90 zeigt an. daß sich die Zündschaltung gemäß den auf den Leitungen 76 und 84 zugeführten Signalen weder im Einschalt- noch im Abschallzustand befindet. Das auf einer Leitung 98 geführte Ausgangssignal der UND-Schaltung 90 zeigt an, daß vom Brenner her gesehen kein Grund für ein Abschalten vorliegt. Dieses Ausgang; signal wird einer ODER-Schaltung lOO zugeführt und veranlaßt die Anzeigevorrichtung 36-1 des Schaltpultes 32 zur Anzeige »keine Abschaltung erforderlich«. Liegt dagegen kein Signal auf der Leitung vor, dann wird die Anzeigevorrichtung 36-2 durch das von einem Inverter durchgelassenc Signal zur Anzeige »Abschaltung erforderlich" veranlaßt, gleichzeitig wird dieses einen Schaltvorgang anzeigende Signal auf der Leitung 104 einem Eingang einer UND-Schaltung J06 zugeführt. Ein dem ersten Eingang einer UND-Schaltung 120 zugeführtes Eingangssignal kommt über einen fn-

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5 6

verier 122 von dem Fkimmendelektorschalter 20-1 dies vom Bieiincrstartspcichcr 188 kommt, läßt auf und zeigt an, ti a U der Fkimmendctektoi 20 keine ti ei Leitung 256 ein Brenncrstartsignal entstehen. Flamme meldet. Dem zweiten Eingang wird ein Ein- Sollte die Zündstarttastc 34-2 gedrückt sein, so gangssignal über einen Inverter 124 von dem Ziind- würde zwar der Zündstartspeicher 192 gesetzt, aber der flammdetektor 26 zugeführt, der anzeigt, daß keine 5 Brcnnerstartspcichcr 188 würde nicht gesetzt. Bei der Zündflamme vorliegt. Ein drittes Eingangssignal wird Zündfolge wird der Zündung-Ein-Spcieher 246 gedem dritten Eingang der UND-Schaltung,120 auf der setzt. Die Anzeigelampe 36-5 leuchtet auf, und durch Leitung 76 zugeführt und bedeutet, daß die Ziind- die ODER-Schaltung 258 wird ein Signal zurückgeschaltung nicht in Betrieb ist. Das Ausgangssignal der führt, welches den Zündspeicher 192 und den Zünd-UND-Schaltung 120 auf der Leitung 126. das somit io vcrsuchsspcicher 222 zurückstellt, aber es entsteht anzeigt, daß weder eine Zündflamme noch eine Bren- kein Brennerslartsignal auf der Leitung 256. nerflammc vorliegt, wird dem einen Eingang einer Auf das Brenncrstartsignal auf der Leitung 256 hin, ODER-Schaltung 128 zugeführt, deren zweites Ein- welches anzeigt, daß die Zündung eingeschaltet ist, ergangssignal auf der Leitung 84 dem Signal ent- zeugt die ODER-Schaltung270 ein Ausgangssignal, spricht, welches anzeigt, daß die Zündschaltung in 15 welches den Speicher 272 setzt. Das Ausgangssignal Betrieb ist. .leder dieser Zustande veranlaßt die dieses Speichers wird zur Öffnung des ausgewählten ODER-Schaltung 128 zu einem Ausgangssignal auf Brennerventil verwendet und die Brcnnstoffvcntiltler Leitung 130. welches anzeigt, daß der Zustand Logikschaltung bereitet die UND-Schaltung 284 vor, der Zündschaltung in Ordnung ist. d. h. daß sie ent- wenn sich das Brennerventil zu öffnen beginnt, so daß weder ordnungsgemäß arbeitet oder daß sie in ge- 20 der Brennstolfventilspeicher 288 gesetzt wird und dafahrloscr Weise ausgeschaltet ist. Dieses Ausgangs- mit anzeigt, daß Brennstoff in die Brennkammer signal wird einer UND-Schaltung 132 zugeführt. Ein fließt. E.ine dem Flammenfiihlcr 26-2 zuego'dnotc zweites Eingangssignal der UND-Schaltung 132 wird Flammenfühler-Logikschaltung bereitet die UND-auf der Leitung 92 über einen Inverter 134 zugeführt Schaltung 326 vor. damit die Speicher 272 und 288 und zeigt an. daß das Brennersystem entsprechend 25 zurückgestellt werden und der Brcnner-Fin-Spciiher dem Befehl der Logikschaltung abgeschaltet ist. Ein 332 gesetzt wird, welcher die Brenncr-Ein-Anzeigcdrittes Eingangssignal auf der Leitung 72 zeigt an. vorrichtung 36-6 erregt und ein Ausgangssignal auf daß der Brenner entsprechend den Anzeigen der der Leitung 92 entstehen läßt, welches den Start an-Feldschalter abgeschaltet ist. Das Ausgangssignal der derer Brenner ermöglicht, wenn dqr Brcnneranlaiif UND-Schaltung 132 auf der Leitung 136 zeigt somit 3" beendet ist.

an, daß die Betricbszustände keine Veranlassung für Ahnliche Logikschaltungen steuern die Ahschalleinc Abschaltung geben. Das Ausgangssignal der lung der Zündeinrichtung und des Brenners. UND-Schaltung 132 wird tier bereits beschriebenen Diese Logikschaltungcn ermöglichen eine auto-ODER-Schaltung 100 zugeführt und steuert die An- malische Abfolge und Überwachung der Brennei-/eigevorrichlunu36-l zur Anzeige »keine Ab^chal- 35 anlage, wenn diese auf Automatikbetrieb geschaltet Hing erforderlich'- an. i^st- Die Anlage läßt sich jedoch zur Überprüfung Die Zündstartlouikschaltunu einhält einen Brenner- der Logikschaltungen oder auch füi sonstige Waistartspeicher 188. einen Zündstartspeicher 192. einen tungsarbeiten oder Reparaturen auf Handbetrieb um; Zündvcrsuchsspcicher 222 und einen Zündung-Ein- schalten. Dies erfolgt mit Hilfe des Schalters 38-1 um; Speicher 246. Durch Drücken der Taste 34-1 bei auf- 4« 38-2. In der Stellung »Handbetrieb« sind die Konleuchtcndcr Anzeigelampe 36-4, welche anzeigt, daß takte 38-2 geschlossen, so daß der Taktgeber 542 der Brenner startbereit ist. wird der Brenncrstartspei- Taktimpulse auf die Leitung 544 liefert, deren Breite eher 188 über die ODER-Schaltung 186 und der jeweils Ims beträgt und die alle 10ms auftreten. Zündstartspeicher 192 über die ODER-Schaltung 190 Diese Taktinipulse werden den UND-Schaltungen gesetzt. Wenn der Speicher 192 gesetzt ist. triggert 45 550. 552. 554 und 556 zugeführt und stellen äußerer die 50 Sckundcn-Vcrzögerungsschaltung200 und dem die Speicher 188, 192, 222, 246. 272 und 332 bereitet die UN^-Schaltung 216 vor. Wenn die Zünd- über die ODER-Schaltung 600 zurück. zusiands-Logikschaltung ein Ausgangssignal abgibt. Einem zweiten Eiingang der UND-Schaltung 550 welches unter anderem anzeigt, daß sich die Zünd- wird das Brenner-Ein-Signal von den Feldschaltern schaltung in Zündposition befindet, dann gibt die 50 über die Leitung 62 zugeführt, und das dabei cnt-UND-Schaltung216 ein Ausgangssignal ab. welches stehende Ausgangssignal der UND-Schaltung 550 den Zündversuchsspcicher 222 setzt und eine 10 Sc- triggert einen monostabilen Schalter 560. der auf der kundcn-Vcrzögerungsschaltung 224 triggert, durch Leitung 562 einen 2 ms Impuls erzeugt und damit das Ausgangssignal der UND-Schaltung 216 wird den Zustand des Brenner-Ein-Spcichers 272 korriferner das Zündbrennstoffventil geöffnet und die 55 giert. In ähnlicher Weise wird die UND-Schaltung Zündschaltung für 10 Sekunden in Betrieb genom- 552 vorbereitet, wenn auf der Leitung 66 ein Signal men. Am Ende dieses lOsekündigen Zündintervalls Zündung-Ein steht, und beim Abgetastetwerder schaltet die Verzögerungsschaltung 224 die Zünd- durch einen Taktimpuls liefert die UND-Schaltunj schaltung ab und bereitet die UND-Schaltung 242 552 ein Triggcrsignal an den monostabilen Schaltei vor. Wenn nach Ablauf der Verzögerungszeit der 60 564. der einen Ausgangsimpuls auf der Leitung 56( Verzögerungsschaltungcn 200 und 224 eine Zünd- zum Setzen des Zündung-Ein-Speichers 246 liefert flamme festgestellt ist, was durch ein Ausgangssignr.I Das Ausgangssignal auf der Leitung566 wird außer des Fühlers 26-2 angezeigt wird, dann wird der Zün- dem einer UND-Schaltung 568 zugeführt, die cinei dung-Ein-Spcichcr 246 gesetzt und erzeugt auf der mit der Leitung 72 (Brenner abgeschaltet) vcrbun Leitung 80 ein Ausgangssignal, das die Anzeigevor- 65 denen Eingang hat, und wenn der Brenner abgeschal richtung36-5 erregt, die UND-Schaltung 254 vorbe- tet is«, wird dieses Ausgangssignal auf der Lcitung57l reitet und die Speicher 192 und 222 zurückstellt. Ein durch ein ODER-Gattcr 186 geführt und setzt" dei zweites Eingangssignal der UND-Schaltung 254, wel- Speicher 188. Ist die UND-Schaitung554 durch ei

Eingangssignal vorbereitet (Zündschaltung nicht eingeschaltet), dann wird ihr Ausgangsiinpuls auf der Leitung 572 dem Rückstelleingang des nicht dargestellten Zündbrcnnstoffventilspcichers zugeführt. Ist die UND-Schaltung 556 durch ein Signal vorbereitet, wclchex von der Brennerlogikschaltung kommt und anzeigt, daß der Brenner nicht eingeschaltet ist (Leitung 92 und Inverter 134) und liegt ein Bestatigungssignal der Feldschalter, auf der Leitung 72, vor, daß der Brenner abgeschaltet ist. dann liefert die UND-Schaltung 556 ein Ausgangssignal auf der Leitung 574 als Signal für das geschlossene Brennstoffventil (welches dem Rückstelleingang des BrennstofTventilspeichers zugeführt wird) und als Signal für die geschlossene Luftklappe. Jeder Taktimpuls auf der Leitung 544 bringt die Speicher der Logikschaltung auf den neuesten Stand und hält sie laufend in einem mit den Einstellungen der Feldschaltcr übereinstimmenden Zustand.

Wenn der Schalter 38 von Handsteuerung auf automatische Steuerung zurückgeschaltet wird, öffnen die Kontakte 38-2, und der Inverter 580 liefert einen Ausgangsimpuls, der den monostabilcn Schalter 582 triggert, dessen Ausgangsimpuis die UND-Schaltung 106 vorbereitet. Zur Vermeidung einer Impulsspaltung wird jeder Taktimpuls auf der Leitung 544 über den um 2 ms verzögernden monosinbilen Schalter 584 und den Inverter586 geführt, so daß die Abtastung der UND-Schaltung 106 durch die Taktimpulsc um 200 ms verzögert wird und die Möglichkeit mchr-

deutiger Signale vermieden wird, welche durch die Erzeugung eines Taktimpulses im gleichen Augenblick der Umschaltung des Schalters 38-2 von Handauf Automatikbetrieb möglich sein könnte. Nachdem die Feldschalter während des ersten 2 ms Intervalls abgefragt worden sind, ob ein Abschaltsignal auf der Leitung 104 vorhanden ist, durchläuft der verzögerte Taktimpuls die UND-Schaltung 106 und wird auf der Leitung 588 einer nicht dargestellten Zündabschalt-Logikschaltung zugeführt, welcher den Brenner abgc-

»0 schaltet und die Brenncranlage in den Ruhezustand bringt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409628/347

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur wahlweisen Handsteuerung oder automatischen Steuerung des Berieb» einer Brenneranlage mittels einer Logikschaltung, welcher Zustandssignale über den jeweiligen Betriebszustand der Brenneranlagc zugeführt werden und welche Steuers.gnale fur die Stcuergliedcr der Brenneranlage erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Logikhaltung* (30) eine Speicherschaltung (188. 192, 222 246 272, 288, 332) zugeordnet ist, welche bei'Handsteuerung der Brenneranlage die Zu-Standssignale speichert, und daß mittels eines Tak.gebers (542) die pospcichc.ten Werte entsprechend den dem augenblicklichen Betr.ebszusland der Brenneranlage entsprechenden Zustandssignalen korrigiert werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherschaltung (188, 192, 222, 246. 272, 288, 332) eine Torschaltung (550. 552. 554, 556) vorgeschaltet ist, weiche unter Steuerung durch den Taktgeber (542) die jeweiligen Zustandssignale der Speicherschaltung zuführt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. gekennzeichne, durch eine Fühischaltung (106, 580, 582). welche unter Steuerung eines ,hr be, Umschaltung von Handsteuerung auf automatische Steuerung zugeführten Tastsignals ein auf Grund der Zuslanassignale bei unsicherem Brennerzustand erzeugtes SchaHsigna. (auf Leitung 104) abfühlt und ein Abschaltsignal (auf Leitung 588)