DE3044047A1 - Steueranordnung mit mehreren relais - Google Patents

Steueranordnung mit mehreren relais

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steueranordnung nach dem Gattungbegriff des Anspruches Ijdie insbesondere bei der Betriebssteuerung eines ülbrenners Anwendung findet. Bei Ölbrennern und ähnlichen Geräten ist es von Bedeutung/insbesondere bein, Ausfall eines Elementes innerhalb des Systems eine gefährliche Betriebsweise zu vermeiden. Die Steuerschaltkreise für Ölbrenner umfassen üblicher weise eine Anzahl von Relais u. Kontakten, die die verschiedenen Komponenten des Brenners in verschiedenen Zeitpunkten an- und abschalten,wobei die Betätigung der Komponenten insbesondere in der Einschaltphase des Brenners erfolgt. Bezüglich irgendwelcher Relais und deren Kontakte können hierbei Fehler auftreten.
Es ist möglich, innerhalb des Systems zusätzliche Relais mit Kontakten vorzusehen, sodaß beispielsweise das Anschweißen irgend eines Kontaktes ohne schwerwiegende Folgen bleiben kann, indem ein anderer in Reihe geschalteter Kontakt geöffnet wird. Die Möglichkeit des Ausfalles weiterer Relais und Kontakte muß jedoch in Betracht gezogen werden, wobei dies zu einem erheblichen Systemaufwand führt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,eine Steueranordnung der eingangs genannten Art mit einem hohen Maß an Sicherheit auszustatten, ohne daß hierbei ein übertriebener Aufwand an Relais und Kontakten erforderlich ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt, gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
An Hand der einzigen Figur der beiliegenden Zeichnung sei im Folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
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Die in der einzigen Figur dargestellte, stark vereinfachte Brenneranordnung umfaßt einen Eauptbrenner, der über ein haupt-Brennstoffventil 24 gespeist wird, einen über ein Pilotventil 26 gespeisten Pilotbrenner, eine Zündeinrichtung 25 und einen Flammenfühler 20. Die Ventile 24 und 26 und die Zündeinrichtung 25 werden durch entsprechende Kontakte K4, K3 und K2 gesteuert, die alle aus einer Spannungsversorgungsquelle über einen normalerweise geschlossenen Schalter SW1, einen Thermostat scnalter SW2 und einen Sicherheitskontakt K1 gespeist werden. Der Schalter SWI öffnet,wenn der Druck in der Brennstoffleitung zu stark abfällt. Die Kontakte K1 bis K4 werden durch vier entsprechende Relais RL1 bis RL4 gesteuert und alle Kontakte sind geöffnet,wenn die zugeordneten Relais von der Spannung abgetrennt sind. Die Relais RLl bis RL4 werden durch einen Mikroprozessor 65 gesteuert, der den eigentlichen Steuerschaltkreis bildet.
Soweit es die Brennerkomponenten 20 und 24 bis 26 betrifft, so ist deren Betriebsweise als herkömmlich anzusehen. Wenn der Thermostatschalter SW2 schließt, so wird dies von dem Steuerschaltkreis 65 erfaßt, welcher daraufhin das Relais RL1 an Spannung legt, wodurch der Sicherheitskontakt K1 geschlossen wird. Anschließend werden die Relais RL2 bis RL4 in geeigneten Zeitpunkten an Spannung gelegt, um dem Pilotbrenner Brennstoff zuzuführen, den Pilotbrenner zu zünden und dem Hauptbrenner Brennstoff zuzuführen,wenn der Flammenfühler 20 die Bildung einer Flamme feststellt. Das den Pilotbrenner speisende Ventil und die Zündeinrichtung 25 können am Ende der Einschaltfolge geschlossen bzw. von der Spannung abgetrennt werden. Selbstverständlich werden alle Brennerkomponenten von der Spannung abgetrennt, d. h. insbesondere die Ventile 24 und 26 geschlossen, wenn eine vorbestimmte Zeit verstreicht, in der entweder keine Flamme gebildet wird oder die Flamme verschwinäet.
Dem Mikroprozessor 65 wird Information über den Zustand der
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Brennerkomponenten und des direkt zugeordneten Schaltkreises mittels einer Gruppe von Pufferverstärkern 23, 45, 45', 45'', 61 und 68 zugeführt. Die Verstärker 23 und 6 8 können herkömmliche Verstärker sein. Die Verstärker 45, 451, 45" und 61 sind vorzugsweise potentialtrennende Verstärker t mittels derer eine Informationsübertragung ohne elektrische Kopplung erfolgt. Diese potentialtrennenden Verstärker können durch Optokoppler, Reedrelais oder in geeigneten Fällen durch gesonderte Kontakte gebildet werden, die durch die Relais RL1 bis RL4 gesteuert werden.
Verschiedene dieser Verstärker gestatten dem Mikroprozessor eine unmittelbare Überwachung des fortschreitenden Einschaltvorganges des Brennersystemes,wobei bestimmte Prüfungen ausgeführt werden können, durch die festgestellt wird, ob der Schaltkreis richtig arbeitet. Im Einzelnen startet die Systemauslösung bei geöffnetem Schalter SW2,wobei alle weiteren Relais von der Spannung abgetrennt sind. Das Schließen des Schalters SW2 wird durch den Mikroprozessor 65 über den Verstärker 6 8 erfaßt, und der Mikroprozessor prüft sodann mittels des Verstärkers 45, ob der Sicherheitskontakt K1 geöffnet ist, was der Fall sein soll. Als nächstes legt der Mikroprozessor das Relais RLl in einer später noch näher zu erläuternden Weise an Spannung, und er prüft sodann über den Verstärker 45,ob der Sicherheitskontakt K1 geschlossen ist, und er prüft weiter über die Verstärker 45', 61 und 45'',Ob die Kontakte K2 bis K4 geöffnet sind. Der Mikroprozessor erregt sodann während der Einschaltphase in der geeigneten Reihenfolge die Relais RL2 bis RL4, wobei überprüft wird, ob die Kontakte K2 bis K4 in den richtigen Zeitpunkten öffnen und schließen und ob die Flamme im Verlauf dieser Schaltmaßnahmen gebildet wird. Das Auftreten der Flamme wird über den Verstärker 23 dem Mikroprozessor 65 mitgeteilt.
Der Mikroprozessor 65 steuert einen herkömmlichen Sicherheitsschaltkreis 73 an, dessen Zustand dem Mikroprozessor zurück-
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gemeldet wird. Der Sicherheitsschaltkreis 73 steuert ferner eine Halbleiter-Schalteinrichtung 76, die ihrerseits das Relais RL1 ansteuert. Das Ausgangssignal der Halbleiter-Schalteinrichtung 76 ist über einen Vertärker 86 auf den Mikroprozessor 65 zurückgefünrt. Eine Freilaufdiode 87 ist dem Relais RLl parallel geschaltet, um die Halbleiter-Schalteinrichtung 7 6 zu schützen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel steuert der Mikroprozessor 65 die verbleibenden drei Relais RL2 bis RL4 direkt; in Wirklichkeit sind jedoch Pufferverstärker und Freilaufdioden zwischen dem Mikroprozessor und diesen drei Relais vorgesehen, woi zur Vereinfachung auf deren Darstellung verzichtet wurde.
Das Relais RL1 ist ein Sicherheitsrelais und sein Kontakt dementsprechend ein Sicherheitskontakt. Relais sind anfällig für Fehlfunktionen und insbesondere ist es möglich, daß ihre Kontakte in der Schließstellung kleben bleiben, da auf Grund eines Stromüberschlages eine Verschweißung der Kontakte erfolgen kann. Wenn die Kontakte K2 bis K4 in. jedem Fall zuverlässig arbeiten würden, so wären sie ausreichend für die Steuerung der Brennerkomponenten und der Kontakt Kl wäre nicht erforderlich. Der mögliche Ausfall der drei Hauptrelais RL2 bis RL4 kann jedoch zu einer gefährlichen Fehlfunktion führen; beispielsweise kann das Haupt-Brennstoffventil 24 im Falle des Erlöschens der Flamme geschlossen bleiben, so daß aus diesem Grund das Sicherheits relais RL1 mit dem Sicherheitskontakt K1 vorgesehen ist. Dieser Sicherheitskontakt K1 ist so angeordnet, daß bei seinem Öffnen alle Brennerkomponenten von der Spannung abgetrennt werden und somit auch die Brennstoffventile 24 und 26 schließen. Wie zuvor erwähnt,können die Kontakte K2 bis K4 am Beginn der Einschaltfolge des Brenners alle überprüft werden.
Das Sicherheitsrelais RL1 mit seinem Kontakt K1 kann jedoch selbst einer Fehlfunktion unterliegen. Der Kontakt K1 wird wie zuvor erwähnt wärend der Einschaltfolge mittels des Verstärkers 45 überprüft^ nachdem der Thermostatschalter SW2 geschlossen ist.
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Tatsächlich wird das Relais RL1 mit seinem Kontakt K1 zyklisch betätigt.Während jeder Brenner-Einschaltfolge wird der Kontakt K1 geschlossen, während einer Vorspülperiode des Zyklus geöffnet, geprüft und erneut geschlossen. Da dies ohne Laststrom erfolgt, ist die Wahrscheinlichkeit gering, daß der Kontakt des Sicherheitsrelais infolge Anschweißens hängen bleibt. Somit behält dieser Kontakt die Funktion eines Sicherheitskontaktes bei,wenn irgendeiner der Kontakte K2 bis K4 der Relais RL2 bis RL4 ausfallen sollte.
Das Sicherheitsrelais RL1 kann seinerseits ebenfalls einer Fehlfunktion unterliegen.da die Halbleiter-Schalteinricbtung 76 ausfallen kann und das Relais RL1 permanent an die Spannung angeschlossen bleiben kann. Um diese Möglichkeit zu überprüfen, schaltet der Mikroprozessor im Normalbetrieb des Relais RL1, wenn dieses-an Spannung liegt, periodisch kurzfristig die Halbleiter-Schal teinrichtung 76 aus. Diese momentane Ausschaltung dauert nicht lange genug, um den Kontakt K1 öffnen zu können, was einerseits auf die mechanische Trägheit des Relais und andererseits auf den Strom zurückzuführen ist, der während einer kurzen Zeitdauer über das Relais RL1 und die Freilaufdiode 87 fließt. Somit bleibt die Betriebsweise des Brenners durch diese Maßnahme unbeeinflußt. Der Mikroprozessor 65 erfaßt jedoch das Ausgangssignal der Halbleiter-Schalteinrichtung 76 über den Verstärker 86 und er stellt somit fest, daß das Relais RLI tatsächlich für einen Augenblick von der Spannung abgetrennt wird. Wenn die Halbleiter-Schalteinrichtung 76 ausfällt und das Relais RLl nicht kurzfristig von der Spannung abgetrennt wird, so wird dies durch den Mikroprozessor erfasst, der daraufhin die drei anderen Relais RL2 bis RL4 von der Spannung abtrennt und somit das Brennersystem ausschaltet.
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Claims (1)

  1. hONEYWELL INC. * ■ '■'■ ''B^
    Honeywell Plaza 1008338 Ge,Sz, Ne
    Minneapolis, Minn., USA Hz/Vwg.
    Steueranordnung mit mehreren Relais
    Patentansprüche:
    .J Steueranordnung mit mehreren Relaiskontakte aufweisenden Relais zur Steuerung mehrerer Lasten in einer betriebssicheren Weise, gekennzeichnet durch, ein Sicherheitsrtilais (RL1) mit einem Kontakt (Kl), das durch eine halbleiter - Schalteinrichtung (76) gesteuert wird und dessen Kontakt (K1) in der Stromzuführung zu den weiteren Relaiskontakten (K2 - K4) angeordnet ist; eine Steuerlogikeinrichtung(65) zur Steuerung des Sicherheitsrelais (RL1) über die Halbleiter-Schalteinrichtung (76) und zur Steuerung der die Lasten(24,25,26) betätigenden Relais (RL2.- RL4); und
    eine Einrichtung (86) zur Rückführung des Schaltzustandes der halbleiter - Schalteinrichtung (76) zu der Steuerlogikeinrxchtung (65) ;
    wobei die Steuerlogikeinrxchtung (65) periodisch über die Halbleiter - Schalteinrichtung (76) das Sicherheitsrelais (RL1) für eine Zeit von der Spannung abtrennt, die nicht ausreichend ist, um das Sicherheitsrelais (RL1) zu betätigen und den zugeordneten Kontakt (K1) zu öffnen, aber ausreichend ist, um die korrekte Funktion der Halbleiter - Schalteinrichtung (76) zu prüfen.
    Steueranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch tiberwachungsschaltkreise (23, 451, 45, 45'', 61, 68) zur Ankopp-
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    ORIGINAL
    3Q44Q47
    lung eines Flancnenfühlers (20)und der Relaiskontakte (K1-K4, SW2) an die Steuerlogikeinrichtung (65),um dieser eine Überwachung des Flanunenfühlers und der Relaiskontakte zu gestatten.
    Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Überwacimngsschaltkreise (45) der Überwachung des
    Relaiskontaktes (Kl) des Sicherheitsrelais (RL1) dient.
    Steueranordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltkreise (23, 45, 45", 45'', 61,68) potentialtrennende Schaltkreise sind.
    Steueranordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Optokoppler als potentialtrennende Scnaltkreise.
    Steueranordnung nach Anspruch 4,gekennzeichnet durch Reedreiais als potentialtrennende Schaltkreise.
    Steueranordung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch einen Mikroprozessor (65) als Steuerlogikeinrichtung.
    130035/0403
DE19803044047 1979-11-26 1980-11-22 Steueranordnung mit mehreren relais Granted DE3044047A1 (de)

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