DE2326395C2

DE2326395C2 - Device for controlling the quantities of a first and a second fluid supplied to a burner

Info

Publication number: DE2326395C2
Application number: DE2326395A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 7321 Zell Hanzlik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-05-24
Filing date: 1973-05-24
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE2326395A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der einem Brenner zugeführten Mengen eines ersten und eines zweiten Ftuidums entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for controlling the quantities of a first supplied to a burner and a second term according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt (DE-AS 1170102), bei einem Brennerkopf eines ölbrenners die zugeführte Menge der Verbrennungsluft in Abhängigkeit'von der zugeführten ölmenge mit einer die Nichtlinearitäten zwischen den leistungsabhängigen Stellungen der beiden Stellorgane berücksichtigenden Einrichtung zu steuern. Bei dieser Einrichtung ist im ölkreislauf ein Gerät zum Bestimmen der jeweils dem ölbrenner zugeführten ölmenge angeordnet, das mit einem Wahlschalter gekoppelt ist und diesen auf einen von derIt is known (DE-AS 1170102) in one Burner head of an oil burner, the amount of combustion air supplied as a function of the amount of oil supplied with one of the non-linearities between the performance-dependent positions of the two actuators steer. With this device there is a in the oil circuit Device for determining the amount of oil supplied to each oil burner arranged with a Selector switch is coupled and this on one of the ölmenge abhängigen Schaltzustand einstellt Mit dieser Einstellung wird in einem Zweig einer Brückenschaltung, der eine Vielzahl von in Serie geschalteten Widerständen enthält ein von der ölmenge abhängiges s Widerstandsverhältnis angefahren, das unter Berücksichtigung der Nichtlinearitäten der beiden Stellorgane voreingestellt ist In dem anderen Zweig der Bracke ist ein Potentiometer angeordnet, dessen Mittelkontakt mit einem Stellmotor mechanisch gekoppelt ist und derSet the switching state dependent on the oil quantity With this Setting is in one branch of a bridge circuit that has a large number of series connected Resistors contains a resistance ratio that is dependent on the amount of oil and that takes into account the non-linearities of the two actuators The default is In the other branch the bracket is a potentiometer is arranged, the center contact of which is mechanically coupled to a servomotor and the

ίο als Brückendiagonale mit dem Schaltarm des Wahlschalters elektrisch verbunden ist wobei die Brückendiagonale einen Widerstand enthält der einem Eingang eines Verstärkers vorgeschaltet ist Der Ausgangskreis dieses Verstärkers ist an den Stellmotor angelegt derίο is electrically connected as a bridge diagonal with the switching arm of the selector switch, the bridge diagonal containing a resistor and an input an amplifier is connected upstream. The output circuit of this amplifier is connected to the servomotor

is nicht nur den Mittelkontakt sondern auch eine die dem ölbrenner zugeführte Luftmenge regelnde Drosselklappe betätigt Bei einem Verstellen des Wahlschalters, abhängig von der beispielsweise leistungsabhängig gewählten ölmenge, läuft der Stellmotor so lange, bisis not only the middle contact but also the one Oil burner supplied air volume regulating throttle valve actuated When the selector switch is adjusted, Depending on the amount of oil selected, for example, depending on the power, the servomotor runs until das Brückengleichgewicht entsprechend dem voreingestellten Widerstandsverhältnis eingestellt ist Bei dieser Bauart ist eine direkte oder indirekte Mengenmessung des einen Fluidums, nämlich des Öls, erforderlich, so daß die Steuereinrichtung nur sehr schwierig nachträglich inthe bridge equilibrium is set according to the preset resistance ratio Construction is a direct or indirect quantity measurement of one fluid, namely the oil, required so that the control device is very difficult to retrospectively in eine bereits vorhandene Verbrennungsanlage einbaubaran already existing incinerator can be installed ist Außerdem ist eine umfangreiche VerdrahtungThere is also extensive wiring erforderlich, die ebenfalls zu einem erheblichenrequired, which also turned into a considerable

Aufwand und zu einer erhöhten Störanfälligkeit führtEffort and leads to an increased susceptibility to failure Es ist auch bekannt (DE-AS 15 26 265), bei einerIt is also known (DE-AS 15 26 265) at a

Einrichtung zum Steuern der einem Brenner zugeführten Mengen eines ersten und eines zweiten Fluidums für beide Fluide Durchflußmesser vorzusehen, was ebenfalls zu einem sehr erheblichen Aufwand führt und auch eine nachträgliche Ausrüstung einer bereits vorhandeMeans for controlling the amounts of first and second fluids supplied to a burner for to provide both fluids flow meters, which also leads to a very considerable effort and also retrofitting an already existing one nen Verbrennungsanlage mit einer derartigen Einrich tung sehr erschwertnen incinerator with such a Einrich very difficult

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß sie ohne einThe invention has for its object to design a device according to the preamble of claim 1 so that it can be used without a Mengenmeßgerät auskommt und die Steuerung abhängt von dem die gewünschte Leistung einstellenden Stellorgan durchführt Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden keineQuantity measuring device gets by and the control depends on the person setting the desired output Actuator performs this object is achieved by the invention specified in claim 1 In the device according to the invention there are no Meßgeräte vorgesehen, sondern an die Stelleinrichtungen und Stellorgane angeschlossene Potentiometer, so daß die Einrichtung für praktisch beliebige Stelleinrichtungen und damit auch beliebige Verbrennungsanlagen eingesetzt werden kann. Mit Hilfe der KorrekturschalMeasuring devices provided, but potentiometers connected to the actuating devices and actuators, see above that the device for practically any setting devices and thus any incineration plants can be used. With the help of the correction scarf tung ist sie darüber hinaus sehr einfach an die jeweiligen Stelleinrichtungen und Stellorgane anzupassen. Da keine Mengenmessung notwendig ist läßt sich eine derartige Einrichtung auch noch nachträglich ohne Schwierigkeiten an eine vorhandene VerbrennungsanIt is also very easy to adapt to the respective Adjust control devices and control elements. Since no quantity measurement is necessary, a Such a device can also be retrospectively connected to an existing combustion system without difficulty lage anbauen.cultivate location.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Patentanspruch 2 angegeben. Durch diese Ausbildung wird es möglich, die Verbrennungsbedingungen weiter zu optimieren, da nicht nur Proportionalitäts-An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 2. This training makes it possible to control the combustion conditions to be further optimized, since not only proportionality Korrekturwerte sondern auch andere Korrekturwerte zugeführt werden, die von den Verbrennungsbedingungen direkt abhängig sind. Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß sie das Zuführen dieser zusätzlichen Korrekturwerte ohneCorrection values but also other correction values which are directly dependent on the combustion conditions. It's a particular perk the device according to the invention that they can supply these additional correction values without

Schwierigkeiten ermöglichtDifficulties made possible

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung zeigt schematisch eine EinrichtungA preferred embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. The drawing shows schematically a device

L-<e.iL- <e.i

zum Steuern der einem Brenner zugeführten Mengen von Luft und Brennstoff in Abhängigkeit von einer gemessenen Leistung.for controlling the amounts of air and fuel supplied to a burner as a function of a measured power.

Ein Fühler 1 mißt gemäß Zeichnung in einem vom Wärmeerzeuger erhitzten Medium 2 laufend die Temperatur und gibt den Temperatur-Istwert über Leitung 3 an einen Regler 4, dem über einem Eingang 5 Temperatur-Sollwerte eingegeben sind. Durch einen Vergleich, z. B. Subtraktion oder Addition, des Temperatur-Sollwertes mit dem Temperatur-Istwert ergibt sich, wenn diese beiden Werte voneinander abweichen, eine Reglerausgangsgröße, die über Leitung 6 einen ersten Stellmotor 7 beaufschlagt Der erste Stellmotor 7 verstellt entsprechend seiner Eingangs-Beaufschlagung einerseits ein erstes Stellorgan 8, das in einer is Rohrleitung 9 für Luft angeordnet ist und andererseits ein Drehpotentiometer 10, dessen Abgriffsspannung z. B. zunächst einem nicht dargestellten Verstärker zugeführt werden kann. Das erste Steilorgan 8 und das Drehpotentiometer 10 sind mit einer Abtnebswelle U des ersten Stellmotors 7 fest verkuppelt. Das Potentiometer 10 wird mit einweggleichgerichteter Sinusspannung gespeistAccording to the drawing, a sensor 1 continuously measures the in a medium 2 heated by the heat generator Temperature and transmits the actual temperature value via line 3 to a controller 4, which is fed via an input 5 Temperature setpoints have been entered. By a comparison, e.g. B. subtraction or addition of the temperature setpoint with the actual temperature value, if these two values differ from one another, a controller output variable which acts on a first servomotor 7 via line 6. The first servomotor 7 adjusts according to its input loading on the one hand a first actuator 8, which is in one Pipe 9 is arranged for air and on the other hand a rotary potentiometer 10, the tap voltage z. B. can initially be fed to an amplifier, not shown. The first steep organ 8 and that Rotary potentiometers 10 are permanently coupled to an output shaft U of the first servomotor 7. The potentiometer 10 is fed with a one-way rectified sinusoidal voltage

Der Potentiometerabgriff wird nicht nur über Leitung 12 einem Additionsglied 13 sondern auch über Leitung 14 einem Trigger 15 zugeführt Ein durch den Trigger 15 getriggertes Ausgangssignal des ersten Potentiometers 10 schaltet einen Taktgenerator 16 ein, dessen Impulse über Leitung 17 mit einem Binärzähler 18 aufaddiert werden. Da der Trigger eine exakt definierte Ein- bzw. Ausschaltschwelle besitzt und die zu triggernde Sinuseingangsspannung je nach Einstellung des Potentiometers 10 verschiedene Amplituden besitzt, hat das getriggerte Ausgangssignal des Triggers entsprechend verschiedene Impulsbreiten. Da während dieser verschiedenen Impulsbreiten der Taktgenerator freigegeben ist, verändert sich die Zahl der pro Trigger-Ausgangssignal abgegebenen Impulse des Taktgenerators entsprechend der Breite des Triggers-Ausgangsimpulses. Diese Impulse des Taktgenerators 16 werden über Leitungen 17 einem Binärzähler 18 zugeführt, der sie aufaddiertThe potentiometer tap is not just over a cable 12 to an adder 13 but also to a trigger 15 via line 14 The triggered output signal of the first potentiometer 10 switches on a clock generator 16 whose pulses are added up via line 17 with a binary counter 18. Since the trigger has an exactly defined on or off Has the switch-off threshold and the sinusoidal input voltage to be triggered depending on the setting of the potentiometer Has 10 different amplitudes, the triggered output signal of the trigger has accordingly different pulse widths. Since the clock generator is released during these various pulse widths the number of pulses emitted by the clock generator per trigger output signal changes according to the width of the trigger output pulse. These pulses from the clock generator 16 are over Lines 17 are fed to a binary counter 18 which adds them up

Das Zählerergebnis des Zählers 18 wird in einen Speicher 19 geschoben und mittels einer Anzeigeeinrichtung 20, welche Leuchtdioden aufweist, im Binärcode sichtbar gemacht Es sind vier Leuchtdioden vorgesehen, mit denen sich numerische Zahlen zwischen 0 und 15 darstellen lassen. Jede Leuchtdiode is· mit einer bestimmten Wertigkeit gekennzeichnet, nämlich 8,4, 2, 1. Es ist von den aufleuchtenden Dioden jedesmal die Quersumme zu berechnen, um die entsprechende numerische Zahl zu erhalten. Außerdem wird vom Speicher 19 aus über Leitung 21 ein Konverter 22 angesteuert, der entsprechend der im Speicher eingeschriebenen Zahl eines von 16 verstellbaren Korrektur-Potentiometern durchschaltet, die in einer Korrekturpotentiometer-Einheit 23 zusammengefaßt sind. Diese Einheit wird von einer Hilfsspannungsquelle 24 über Leitung 25 gespeist Die Abgriffsspannung des durchgeschalteten Potentiometers wird über Leitung 26 dem Additionsglied 13 zugeführtThe counter result of the counter 18 is shifted into a memory 19 and by means of a display device 20, which has light-emitting diodes, made visible in binary code There are four light-emitting diodes with which numerical numbers between 0 and 15 can be represented. Each light emitting diode is · with one marked with a certain valence, namely 8.4, 2, 1. It is always the one of the flashing diodes Calculate the checksum to get the corresponding numeric number. In addition, the Memory 19 is controlled from a converter 22 via line 21, which corresponds to the value written in the memory Number of one of 16 adjustable correction potentiometers that connects in one correction potentiometer unit 23 are summarized. This unit is supplied by an auxiliary voltage source 24 Line 25 fed The tap voltage of the connected potentiometer is fed via line 26 to the Adding element 13 is supplied

Dem Additionsglied 13 kann über Leitung 27 auch eine Spannung zugeführt werden, die das Meßergebnis eines Gasanalyse-Gerätes 28 wiedergibt Das Additionsglied 13 beaufschlagt entsprechend den ihm über Leitung 23, 26 und 27 zugeführten Größen bzw. Spannungen über Leitung 29 ein Vergleichsglied 30, das als Subtraktionsglied ausgebildet ist. Das Vergleichsglied 30, dem über Leitung 31 noch eine weitere Spannung zugeführt wird, gibt, wenn zwischen den beiden zugeführten Spannungen eine Differenz vorhanden ist, eine Differenzspannung über Leitung 32 an einen verstärkenden PI-Regler 33, wodurch über Leitung 34 ein dem mathematischen Vorzeichen der Differenz entsprechendes Relais 35 erregt wird. Hierdurch wird über Leitung 36 einem zweiten Stellmotor 37 Steuerspannung zugeführt Dieser betätigt über eine Abtriebswelle 38 ein zweites Stellorgan 39 in einer Rohrleitung 40 für Brennstoff und ein Potentiometer 4!: Die Abgriffsspannung dieses Potentiometers 41 ist die über Leitung 31 dem Vergleichsglied 30 zugeführte Spannung.The addition element 13 can also be supplied with a voltage via line 27, which the measurement result a gas analysis device 28 reproduces the addition element 13 acts according to it over Line 23, 26 and 27 supplied quantities or voltages via line 29 a comparison element 30, the is designed as a subtraction element. The comparison element 30, which via line 31 is still another Voltage is supplied when there is a difference between the two supplied voltages is, a differential voltage via line 32 to an amplifying PI controller 33, whereby about Line 34, a relay 35 corresponding to the mathematical sign of the difference is energized. As a result, control voltage is fed to a second servomotor 37 via line 36, which actuates it Via an output shaft 38, a second actuator 39 in a pipe 40 for fuel and a Potentiometer 4 !: The tap voltage of this potentiometer 41 is that via line 31 to the comparison element 30 applied voltage.

Zum Einjustieren der Einrichtung wird das erste Stellorgan 8 beispielsweise von Hand so lange aufgefahren, bis die Anzeigeeinrichtung 20 eine Stufe I anzeigt. Danach wird das erste Korrekturpotentiometer der Korrekturpotentiometer-Einheit 23 so lange verstellt bis beispielsweise durch eine Analysemessung des Rauchgases eine optimale Verbrennung der beiden Fluide erhalten wird. Sodann wird das erste Stellorgan 8 weiter aufgefahren, bis die Anzeigeeinrichtung 20 die Stufe II anzeigt, wonach das zweite Korrekturpotentiometer der Korrekturpotentiometer-Einheit 23 auf eine optimale Verbrennung eingestellt wird. Entsprechend werden alle Stufen der 16 Korrekturpotentiometer der Korrekturpotentiometer-Einheit 23 eingestellt Danach ist das erste Stellorgan 8 voll aufgefahren. Die Steuerung kann im nachfolgenden automatisch arbeiten, wobei eine Verstellung des ersten Stellorgans 8 in Abhängigkeit von Messungen des Fühlers 1 erfolgtTo adjust the device, the first actuator 8 is, for example, by hand for so long opened until the display device 20 shows a level I. Then the first correction potentiometer the correction potentiometer unit 23 is adjusted until, for example, by an analysis measurement of the Flue gas an optimal combustion of the two fluids is obtained. Then the first actuator 8 further opened until the display device 20 shows the stage II, after which the second correction potentiometer the correction potentiometer unit 23 is set to an optimal combustion. Corresponding are all stages of the 16 correction potentiometers of the Correction potentiometer unit 23 set. The first control element 8 is then fully opened. the The control can subsequently work automatically, with an adjustment of the first actuator 8 in Dependent on measurements of the sensor 1 takes place

Es wird zweckmäßig ein Trigger 15 vorgesehen, bei welchem sich die Triggerimpulsbreite mit Erhöhung der zu triggernden Spannung nach einer Exponentialfunktion mit einem Exponenten größer als 1 erhöht Mit einem derartigen Trigger 15 wird erreicht, daß die Korrekturpunkte der einzelnen Stufen in progressiv steigendem Abstand voneinander in Richtung größerer Stellwinkel des ersten Stellorgans 8 liegen. Dies ist für die Steuercharakteristik von Bedeutung, da, bedingt durch die Durchflußkennlinien der Stellorgane 8 und 39, im Anfangsbereich des Durchsatzes, d.h. im Bereich geringer Leistung, mehr Korrekturwerte als im Endbereich eingeführt werden müssen.A trigger 15 is expediently provided, in which the trigger pulse width increases as the The voltage to be triggered is increased by an exponential function with an exponent greater than 1 Such a trigger 15 is achieved that the correction points of the individual stages in progressive increasing distance from one another in the direction of greater adjustment angle of the first actuator 8. This is for the control characteristic is important because, due to the flow characteristics of the actuators 8 and 39, in the initial range of throughput, i.e. in the range low power, more correction values than have to be introduced in the end range.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Einrichtung zur Steuerung der einem Brenner zugeführten Mengen eines ersten und eines zweiten Fluidums mit einem in Abhängigkeit von der gewünschten Leistung des Brenners einstellbaren ersten Stellorgan zum Steuern der Menge des ersten Fluidums, mit einem zweiten Stellorgan zum Steuern der Menge des zweiten Fluidums, dessen Stellung in Abhängigkeit von der Stellung des ersten Stellorgans veränderbar ist, mit einem ersten Potentiometer, dessen Mittelabgriff mit dem zweiten Stellorgan mechanisch verbunden ist und dessen abgegriffene Spannung der Stellung des zweiten Stellorgans proportional ist, mit einer Vergleichsschaltung, an deren ersten Eingang ein die Nichtlinearitäten zwischen den Stellungen des ersten und zweiten Stellorgass bei unterschiedlichen Leistungen des Brenners berücksichtigendes Signal anliegt, das einem Soll-Wert für die Stellung des zweiten Stellorgans entspricht und mit Hilfe von entsprechend der jeweiligen Leistung angeschalteten Korrekturpotentiometern gebildet ist, deren zweiter Eingang mit dem Mittelabgriff des ersten Potentiometers verbunden ist, wobei das anliegende Signal dem Ist-Wert der Stellung des zweiten Stellorgans entspricht, und dessen Ausgang entsprechend dem Soll-Ist-Vergleich das zweite Stellorgan steuert, gekennzeichnet durch ein zweites Potentiometer (10), dessen Mittelabgriff mit dem ersten Stellorgan (7) mechanisch verbunden ist und dessen abgegriffene Spannung der Stellung des ersten Stellorgans (7) proportional ist, eine Korrekturschaltung (13 bis 23), deren Eingang (14) mit dem Mittelabgriff des zweiten Potentiometers (10) verbunden ist und deren Ausgangssignal in Abhängigkeit von den Werten der Korrekturpotentiometer,. (23) gebildet ist, die entsprechend der von der jeweiligen Leistung abhängigen Stellung des ersten Stellorgans (7) angeschaltet sind, und ein Additionsglied (13), dessen erster Eingang mit dem Mittelabgriff des zweiten Potentiometers (10), dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang (26) der Korrekturschaltung und dessen Ausgang (29) mit dem ersten Eingang der Vergleichsschaltung (30, 33, 35) verbunden ist1. Device for controlling one burner supplied amounts of a first and a second fluid with a depending on the desired output of the burner adjustable first actuator for controlling the amount of the first Fluid, with a second actuator for controlling the amount of the second fluid, its position in Can be changed as a function of the position of the first control element, with a first potentiometer, the center tap of which with the second control element is mechanically connected and its tapped voltage of the position of the second actuator is proportional, with a comparison circuit, at whose first input a the non-linearities between the positions of the first and second Stellorgass with different performances of the Burner taking into account signal is present, which a target value for the position of the second Actuator corresponds and switched on with the help of according to the respective power Correction potentiometers is formed, the second input of which is connected to the center tap of the first potentiometer, the applied signal corresponds to the actual value of the position of the second control element, and its output corresponds to the Target / actual comparison controls the second actuator, characterized by a second potentiometer (10), whose center tap with the first Actuator (7) is mechanically connected and its tapped voltage of the position of the first Actuator (7) is proportional, a correction circuit (13 to 23), the input (14) with the Center tap of the second potentiometer (10) is connected and its output signal as a function of the values of the correction potentiometer. (23) is formed, which corresponds to that of the respective power-dependent position of the first actuator (7) are switched on, and an adder (13) whose first input with the center tap of the second potentiometer (10), the second Input to the output (26) of the correction circuit and its output (29) to the first Input of the comparison circuit (30, 33, 35) is connected

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Additionsglied (13) einen dritten Eingang (27) für den Anschluß eines Gasanalysegerätes (28) aufweist2. Device according to claim 1, characterized in that the addition member (13) has a third Has input (27) for connecting a gas analyzer (28)