DE3923773A1

DE3923773A1 - Microcomputer control for gas-fired central heating boiler

Info

Publication number: DE3923773A1
Application number: DE3923773A
Authority: DE
Inventors: Dieter Bark; Wilfried Dr Hangauer; Reiner Kind; Dietmar Manz; Ulrich Ortlinghaus; Dieter Stuch; Franz-Josef Wertenbuch
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1989-07-18
Publication date: 1990-03-01

Abstract

The microcomputer control is coupled to a number of sensors for monitoring different digital and analogue parameter values, with a dual microcomputer system (22,25) processing the impact values in parallel, to provide corresponding setting values. The obtained setting commands provided by both microcomputer systems are compared and only the identical commands are transferred to the appropriate end stage (35,36,37,45). Each microcomputer system is coupled to a safety circuit (28) allowing all the end stages (35,36,37,45) and their corresponding setting elements to be disconnected from the current supply. Safety shut-down of the boiler occurs in response to different safety procedures e.g. flame monitoring, temp limitation etc.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern und Überwachen eines brennstoffbeheizten Ge rätes, insbesondere eines Umlaufwasserheizers, unter Ver wendung zumindest eines Mikrocomputersystems und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprüche.The present invention relates to a method to control and monitor a fuel heated Ge advises, especially a circulation water heater, under Ver application of at least one microcomputer system and one Device for performing the method according to the General terms of the subordinate claims.

Aus der EP-OS 73 717 ist es bekannt, einen Umlaufwasser heizer mit einem Mikrocomputer zu steuern. Bei diesem Um laufwasserheizer handelt es sich um einen von einem atmo sphärischen Gasbrenner gesteuerten Wärmetauscher, wobei die Abgase nach Passieren des Wärmetauschers von einem Ventilator abgesaugt werden. Der Umlaufwasserheizer weist ein Magnetventil zum Steuern der Gaszufuhr auf, eine Si cherheitseinrichtung zum Überwachen des Magnetventils, ein Vorrang-Umschaltventil zum Verbinden des von dem Brenner beheizten Wärmetauschers einmal mit einem Durch lauferhitzer zum Bereiten warmen Gebrauchswassers und zum Verbinden des Wärmetauschers mit einer Heizungsanlage, weiterhin eine Zirkulationspumpe, eine Zündeinrichtung und einen Meßwertaufnehmer zum Erfassen von Temperaturen, Wasser- und Luftdurchsatz und die Arbeitsweise. Über den Mikrocomputer erfolgt die Meßwertaufnahme, Meßwertverar beitung und das Ansteuern der Stellglieder des Umlaufwas serheizers.From EP-OS 73 717 it is known to use circulating water to control the heater with a microcomputer. With this order running water heater is one of an atmo spherical gas burner controlled heat exchanger, being the exhaust gases after passing the heat exchanger from one Fan are sucked off. The circulating water heater points a solenoid valve for controlling the gas supply, a Si safety device for monitoring the solenoid valve, a priority switch valve for connecting the one of the Burner heated heat exchanger once with one pass water heater for preparing warm service water and Connecting the heat exchanger to a heating system, also a circulation pump, an ignition device and a sensor for detecting temperatures, Water and air flow and how it works. On the Microcomputer takes the measured value recording, measured value processing processing and controlling the actuators of the circulating water water heater.

Das Verhalten eines Mikrocomputers im Fehlerfall ist we gen seiner Komplexität im Gegensatz zu herkömmlichen Bau teilen, zum Beispiel Widerstand, Relais, Transistor oder Diode, nicht mehr abzuschätzen. Daher sind beim Einsatz eines Mikrocomputers in sicherheitsrelevanten Bereichen zusätzliche Überwachungseinrichtungen erforderlich, die alle möglichen Fehler des Mikrocomputers erkennen und ein sicheres Abschalten beziehungsweise verriegelndes Ab schalten des Gerätes bewirken. Bekannt sind zweikanalig aufgebaute Mikrocomputersysteme, in denen sich beide Mikrocomputer gegenseitig überwachen.The behavior of a microcomputer in the event of an error is we due to its complexity in contrast to conventional construction share, for example resistor, relay, transistor or Diode, can no longer be estimated. Therefore are in use of a microcomputer in security-relevant areas additional monitoring equipment required recognize all possible errors of the microcomputer and a Safe shutdown or locking shutdown switch the device. Two channels are known built microcomputer systems in which both Microcomputers monitor each other.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsvorrichtung für den zweikanalig aufge bauten Mikrocomputer zu schaffen und dafür Sorge zu tra gen, daß das brennstoffbeheizte Gerät abgeschaltet wird, wenn auf irgendeine Art und Weise eine Störung erkannt wird oder eine solche anzunehmen ist.The present invention is based on the object a monitoring device for the two-channel build microcomputers and take care of them that the fuel-heated device is switched off, if a malfunction is detected in any way will or is to be assumed.

Als brennstoffbeheiztes Gerät ist jedwedes mit Gas oder Öl oder festen Brennstoffen befeuertes Heizgerät anzuse hen, sei es ein Raumheizer, eine Luftheizungsanlage, ein Erhitzer für warmes Brauchwasser, ein Umlaufwasserheizer zum Speisen einer Zentralheizung mit gegebenenfalls par alleler Brauchwasserbereitung und ein Kessel.As a fuel-heated device, anything with gas or Oil or solid fuel fired heater hen, be it a room heater, an air heating system Hot water heater, a circulating water heater for dining a central heating with par if necessary alleler process water preparation and a boiler.

Mikrocomputersysteme wie nach dem Stand der Technik geben ihre Signale auf sogenannte Endstufen, die als Strom- oder Spannungsverstärker ausgebildet sind und die die Stellglieder des brennstoffbeheizten Gerätes ansteuern. Dies sind zum Beispiel Treibertransistoren für Magnet- oder Umschaltventile, eine Phasenanschnitt- oder Pulspau sen- beziehungsweise Impulspaketsteuerung für die Pumpe oder den Abgasventilator und dergleichen. Diese Endstufen wären eigentlich mit zu überwachen, da nicht nur einer der Mikrocomputer, sondern auch eine Endstufe ausfallen kann.Microcomputer systems as in the prior art their signals to so-called power amplifiers, which act as current or voltage amplifiers are formed and the Actuate the actuators of the fuel-heated device. These are, for example, driver transistors for magnetic or changeover valves, a leading edge or pulse break sen- or impulse package control for the pump or the exhaust fan and the like. These power amps should actually be monitored, as not just one the microcomputer, but also a power amplifier fail can.

Damit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein mit Endstufen versehenes Mikrocomputersystem zur Steuerung eines brennstoffbeheizten Gerätes zu über wachen, ohne besondere Sicherheitsanforderungen an die Endstufe zu stellen.The present invention therefore has the object basic, a microcomputer system with power amplifiers to control a fuel-heated device watch without special security requirements for the Power amplifier.

Die Lösung der Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merk malen des Verfahrenshauptanspruchs.The solution to the problem lies in the characteristic note paint the main procedural claim.

Weiter bezieht sich die vorliegende Erfindung in einem nebengeordneten Patentanspruch auf eine konkrete Sicher heitsaufgabe beim Steuern eines Umlaufwasserheizers und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ge mäß den Oberbegriffen der weiteren nebengeordneten Patentansprüche.The present invention further relates in one secondary claim to a concrete security task when controlling a circulating water heater and to a device for performing the method according to the generic terms of the other siblings Claims.

Es ist bekannt, einem Umlaufwasserheizer einen Vorlauf temperaturbegrenzer zuzuordnen, der bei Überschreiten ei nes bestimmten Grenzwertes der Vorlauftemperatur das Ge rät verriegelnd abschaltet. Das bedeutet, daß bei der nächsten Regeleinschaltung das Gerät nicht mehr in Be trieb geht, vielmehr muß der Kundendienst gerufen werden, der mit einem Werkzeug die Verriegelung aufhebt. Der Nachteil für den Benutzer liegt auf der Hand, eine Wärme lieferung für Heizungs- oder Brauchwasserzapfbetrieb ist in dieser Zeit nicht möglich. Um diesen Nachteil so klein wie möglich zu halten, hat man bisher die Begrenzerab schalttemperatur relativ hochgelegt, so daß sie etwa in den Bereich der beginnenden Dampfentwicklung zu liegen kam.It is known to run a recirculating water heater assign temperature limiter, the egg when exceeded the certain limit value of the flow temperature advises locking turns off. That means that at the the next time the control is switched on, the device is no longer in Be drives, rather customer service must be called, who releases the lock with a tool. The The disadvantage for the user is obvious, a warmth delivery for heating or hot water tap operation not possible during this time. To make this disadvantage so small To keep as possible, the limiters have been switching temperature relatively high, so that it is about the area of the beginning steam development to be came.

Je höher die Begrenzerabschalttemperatur liegt, um so we niger ist der Sicherheitsaspekt gewährleistet, da ja be reits bei einer möglichst niedrigen außergewöhnlichen Tem peratur die Abschaltung erfolgen soll.The higher the limiter cut-out temperature, the more The security aspect is guaranteed, since yes riding at the lowest possible extraordinary tem temperature the shutdown should take place.

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Begrenzerabschalttemperatur zu senken, zugleich aber eine Wärmelieferung trotz entstehender Nachwärme zuzulassen, wenn der Temperaturerhöhungszustand voraussichtlich nur zeitweise aufgrund der Nachwärme besteht. Als Nachwärme ist die Auswirkung der Speicherwärme anzusehen, die nach dem Betriebsschluß des Gerätes im vom Brenner beheizten Primärwärmetauscher auftritt. Im Fall der Brauchwasser zapfung ist der Wärmetauscher auf einen Sekundär-Brauch wasser-Wärmetauscher geschaltet, so daß die Wärme zu nächst vom Abgas auf das Heizungssystem im Primärwärme tauscher übertragen wird, dann vom Heizungssystem auf das Brauchwasser im Sekundärwärmetauscher. Ein Öffnen und Schließen des Zapfventils wird über einen Wasserschalter erkannt, der bei Brauchwasserzapfung in Betrieb geht und den Brenner und die Umlaufpumpe zum Einschalten bringt. Damit ist es möglich, daß der Primärwärmetauscher beheizt wird und daß andererseits die Wärme vom Heizungswasser in den Brauchwasser-Wärmetauscher transportiert wird. Beim Schließen des Zapfventils erlischt der Brenner, gleich zeitig aber auch kommt die Pumpe zum Stillstand, da ver hindert werden soll, daß warmes Heizungswasser - bei spielsweise im Sommerbetrieb - in das Heizungssystem ge langt. Somit kommt das Wasser im Primärwärmetauscher zum Stehen, die hocherhitzten Lamellen des Wärmetauschers, insbesondere bei seiner Ausbildung als Edelstahl-Wärme tauscher, heizen aber das Wasser nach.Accordingly, it is an object of the present invention to lower the limiter cut-out temperature, but at the same time to allow heat to be delivered despite the resulting after-heat if the temperature increase state is likely to exist only temporarily due to the after-heat. The effect of the storage heat that occurs in the primary heat exchanger heated by the burner after the end of operation of the device is to be regarded as residual heat. In the case of hot water tapping, the heat exchanger is switched to a secondary hot water heat exchanger so that the heat is first transferred from the exhaust gas to the heating system in the primary heat exchanger, then from the heating system to the hot water in the secondary heat exchanger. Opening and closing of the nozzle is recognized by a water switch, which starts when domestic water is drawn off and switches the burner and the circulation pump on. This makes it possible for the primary heat exchanger to be heated and, on the other hand, for the heat to be transported from the heating water into the process water heat exchanger. When the nozzle is closed, the burner goes out, but at the same time the pump comes to a standstill because it is to be prevented that warm heating water - for example in summer mode - reaches the heating system. Thus the water in the primary heat exchanger comes to a standstill, but the highly heated fins of the heat exchanger, especially when it is designed as a stainless steel heat exchanger, reheat the water.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche.According to the invention, the object is achieved by Features of the independent claims.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Wei terbildungen der Erfindung gehen aus den übrigen Unteran sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor, die Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 5 der Zeichnung näher erläutert.Further refinements and particularly advantageous Wei further developments of the invention will become apparent from the remaining claims and the following description, the embodiments of the invention with reference to FIGS . 1 to 5 of the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Umlaufwasser heizers, Fig. 1 is a schematic representation of a circulating water heater,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung und Fig. 2 shows a circuit arrangement and

Fig. 3 die Sicherheitsabschalteinrichtung,3 shows the safety shutdown device,

Fig. 4 ein Prinzipschaltbild eines Umlaufwasserheizers und Fig. 4 is a schematic diagram of a circulation water heater and

Fig. 5 eine logische Prinzipschaltung. Fig. 5 shows a basic logic circuit.

Hierbei bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche Einzelheiten.Here, the same reference numerals mean the same Details.

Ein Kontroll-, Regel- und Überwachungssystem 1 ist über zwei Leitungen 2 und 3 mit einer Gassteuereinrichtung 4 verbunden, die in eine Gasleitung 5 zwischen einem Gasan schluß 6 und einem Gasbrenner 7 eingefügt ist. Dem Bren ner 7 ist eine Zündelektrode 8 und ein Flammensensor 10 zugeordnet, wobei die Elektrode 8 über eine Leitung 9, der Flammensensor 10 über eine Leitung 11 mit dem Kon trollsystem 1 verbunden ist. Über den Brenner 7 befindet sich ein Wärmetauscher 12 des dargestellten Umlaufwasser heizers. Der Wärmetauscher ist mit einer Vorlaufleitung 13 versehen, an die zwei Temperatursensoren 14 und 15, die über Leitungen 16 und 17 mit dem Kontrollsystem 1 verbunden sind. Eine über eine Leitung 18 an das Kon trollsystem 1 angeschlossene mit einem Elektromotor ver sehene Pumpe 19 sorgt für eine Umwälzung des Heizungs wassers über die Vorlaufleitung 13, die Rücklaufleitung 20, den Wärmetauscher 12 und das zu beheizende Heizungs system 21.A control, regulation and monitoring system 1 is connected via two lines 2 and 3 to a gas control device 4 , which is inserted into a gas line 5 between a gas connection 6 and a gas burner 7 . The Bren ner 7 is associated with an ignition electrode 8 and a flame sensor 10 , the electrode 8 being connected via a line 9 , the flame sensor 10 via a line 11 to the control system 1 . A heat exchanger 12 of the circulating water heater shown is located above the burner 7 . The heat exchanger is provided with a flow line 13 to which two temperature sensors 14 and 15 are connected to the control system 1 via lines 16 and 17 . A connected via a line 18 to the control system 1 with an electric motor seen pump 19 ensures circulation of the heating water via the feed line 13 , the return line 20 , the heat exchanger 12 and the heating system 21 to be heated.

Aus der Fig. 2 geht der Aufbau des Kontroll-, Regel- und Überwachungssystems 1 hervor. Ein Mikrocomputersystem A mit dem Bezugszeichen 22 ist über eine Steuerleitung 23 a, 23 b und eine Rückmeldeleitung 24 mit einer Sicher heitsabschalteeinrichtung 28 verbunden. Ein zweites glei ches Mikrocomputersystem B mit dem Bezugszeichen 25 ist über eine Steuerleitung 26 a, 26 b und eine Rückmeldelei tung 27 mit der gleichen Sicherheitsabschalteeinrichtung 28 verbunden. Über eine bidirektionale Schnittstelle 29 können die Mikrocomputersysteme 22 und 25 Daten austau schen. Jedes Mikrocomputersystem besitzt ein Programm zur Selbstüberwachung, das Selbstüberwachungsmodul 30 be ziehungsweise 31. Dem Mikrocomputersystem 22 ist eine zu sätzliche Schaltung zur Laufzeitüberwachung, das Lauf zeitüberwachungsmodul 32, zugeordnet, das auch über eine Leitung 33 auf die Sicherheitsabschalteinrichtung 28 wirkt. Die Sicherheitsabschalteinrichtung 28 wird über die Leitung 34 mit Spannung aus einem Netz oder einer Batterie versorgt. Alle Endstufen von Stellgliedern, die Gasventilendstufe 35, die Gasdurchsatz-Einstellendstufe 45, die Pumpenendstufe 36 und die Zündeinrichtung 37, werden von der Sicherheitsabschaltvorrichtung 28 über eine Leitung 38 mit Spannung versorgt. Die Gasventilend stufe 35 wird vom Mikrocomputersystem 22 über die Leitung 50, die Pumpenendstufe 36 vom Mikrocomputersystem 25 über die Leitung 51 und die Zündeinrichtung 37 vom Mikrocompu tersystem 25 über die Leitung 52 angesteuert. Das Aus gangssignal der Gasventilendstufe 35 wird über eine Leitung 39 dem Mikrocomputersystem 22 und über eine Lei tung 40 dem Mikrocomputersystem 25 zurückgemeldet. Der Zustand der Pumpenendstufe 36 und der Zündeinrichtung 37 werden über die Leitungen 46 beziehungsweise 47 dem Mikrocomputersystem 25 gemeldet. Die Gasventilendstufe 35 ist über die Leitung 2, die Pumpenendstufe 36 über die Leitung 18 und die Zündeinrichtung 37 über die Leitung 9 mit dem Umlaufwasserheizer verbunden. Über die Leitung 16 erhält das Mikrocomputersystem 22, über die Leitung 17 das Mikrocomputersystem 25 Informationen vom Umlaufwas serheizer. Das Signal der Leitung 11 wird vom Flammen wächter 41 aufbereitet und über die Leitungen 42 und 43 den Mikrocomputersystemen 22 und 25 zur Verfügung ge stellt. Über die Eingänge 44 a und 44 b erhalten die Mikrocomputersysteme 22 und 25 zusätzliche für die Rege lung und Steuerung notwendige Parameter, die hier aller dings nicht näher erläutert werden (Vorlauftemperatur-Re gelung, Rücklauftemperatur-Regelung, Brauchwassertempe ratur-Regelung und dergleichen). Über die Leitungen 48 a und 48 b sind beide Mikrocomputersysteme 22 und 25 mit dem Entstörtaster 49 verbunden. Dem Mikrocomputersystem 25 ist eine Endstufe zur Gasdurchsatzsteuerung 45 zuge ordnet, die wiederum über die Leitung 3 mit der Gasstell einrichtung 4 gekoppelt ist, welche ein Proportionalgas ventil darstellt.From Fig. 2, the structure of the control, regulating and monitoring system 1 is apparent. A microcomputer system A with the reference numeral 22 is connected via a control line 23 a , 23 b and a feedback line 24 to a safety shutdown device 28 . A second same microcomputer system B with the reference numeral 25 is connected via a control line 26 a , 26 b and a feedback line 27 to the same safety shutdown device 28 . The microcomputer systems 22 and 25 can exchange data via a bidirectional interface 29 . Each microcomputer system has a program for self-monitoring, the self-monitoring module 30 or 31 . The microcomputer system 22 is assigned an additional circuit for runtime monitoring, the runtime monitoring module 32 , which also acts on the safety shutdown device 28 via a line 33 . The safety shutdown device 28 is supplied with voltage from a network or a battery via the line 34 . All final stages of actuators, the gas valve final stage 35 , the gas flow setting final stage 45 , the pump final stage 36 and the ignition device 37 are supplied with voltage by the safety shutdown device 28 via a line 38 . The gas valve stage 35 is controlled by the microcomputer system 22 via line 50 , the pump output stage 36 by the microcomputer system 25 via line 51 and the ignition device 37 by the microcomputer system 25 via line 52 . The output signal from the gas valve output stage 35 is reported back to the microcomputer system 22 via a line 39 and to the microcomputer system 25 via a line 40 . The state of the pump output stage 36 and the ignition device 37 are reported to the microcomputer system 25 via lines 46 and 47, respectively. The gas valve output stage 35 is connected via line 2 , the pump output stage 36 via line 18 and the ignition device 37 via line 9 to the circulating water heater. Via line 16 , the microcomputer system 22 , via line 17, the microcomputer system 25 receives information from the circulating water heater. The signal of line 11 is processed by the flame monitor 41 and the lines 42 and 43 to the microcomputer systems 22 and 25 are available. Via the inputs 44 a and 44 b , the microcomputer systems 22 and 25 receive additional parameters necessary for the regulation and control, which, however, are not explained in more detail here (flow temperature regulation, return temperature regulation, process water temperature regulation and the like). Both microcomputer systems 22 and 25 are connected to the interference suppressor 49 via the lines 48 a and 48 b . The microcomputer system 25 is assigned an output stage for gas flow control 45 , which in turn is coupled via line 3 to the gas control device 4 , which is a proportional gas valve.

Fig. 3 zeigt den Aufbau der Sicherheitsabschalteinrich tung 28. Die Leitungen 23 a, 26 a und 33 führen auf eine Verknüpfung 60, die Leitungen 23 b und 26 b auf eine wei tere Verknüpfung 61. Ein Ausgang der Verknüpfung 60 steuert eine Wicklung eines Schließerrelais 62 a an. Die Verknüpfung 61 steuert eine Wicklung eines Öffnerrelais 63 a an. Die Leitung 34 ist mit einer Sicherung 64 ver bunden, deren zweiter Pol an den ersten Pol des Schlie ßerrelaiskontakts 62 b geführt ist. Der zweite Pol des Schließerrelaiskontakts 62 b ist mit dem ersten Pol des Öffnerrelaiskontakts 63 b und den Leitungen 24, 27 und 38 verbunden. Der zweite Pol des Öffnerrelaiskontakts 63 b liegt auf Masse. Parallel zu dem Kontakt des Schließer relais 62 b ist ein Widerstand 65 geschaltet. An die dem Schließerrelaiskontakt 62 b abgewandte Seite der Siche rung 64 ist Versorgungsspannung 34 geführt. Fig. 3 shows the structure of the safety shutdown device 28th The lines 23 a , 26 a and 33 lead to a link 60 , the lines 23 b and 26 b to a further link 61 . An output of the link 60 controls a winding of a normally open relay 62 a . The link 61 controls a winding of a normally closed relay 63 a . The line 34 is connected to a fuse 64 , the second pole of which is guided to the first pole of the closing relay contact 62 b . The second pole of the normally open relay contact 62 b is connected to the first pole of the normally closed relay contact 63 b and the lines 24 , 27 and 38 . The second pole of the normally closed relay contact 63 b is grounded. A resistor 65 is connected in parallel with the contact of the normally open relay 62 b . Supply voltage 34 is routed to the side of the fuse 64 facing away from the closer relay contact 62 b .

Der in den Zeichnungen dargestellte Umlaufwasserheizer beziehungsweise das Steuerverfahren arbeitet wie folgt:The circulating water heater shown in the drawings or the tax procedure works as follows:

Das Kontroll-, Regel- und Überwachungssystem 1 besteht aus zwei selbständigen Mikrocomputersystemen 22 und 25, die die gleichen sicherheitsrelevanten, aber verschiedene nicht sicherheitsrelevante Aufgaben übernehmen. Zur er steren zählen die Funktionen des Temperaturbegrenzers (die Temperatur an der Vorlaufleitung 13 darf einen be stimmten Wert nicht überschreiten), die Funktion des Feuerungsautomaten (nach Öffnen des Gasventils 4 muß nach Ablauf einer bestimmten Zeit, das ist die Sicherheits zeit, eine Flamme gemeldet werden, sonst erfolgt ein Schließen des Gasventils und eine Störungsmeldung), die Ansteuerung und Überwachung der Sicherheitszeit-Abschalt einrichtung 28 sowie die Überwachung von Störungszustän den. Durch zusätzliche Sensoren und Aktoren ist auch eine Überwachung auf Wassermangel (genug Wasserdurchsatz durch den Wärmetauscher 12), eine Überwachung der Luftzufuhr (ist ein ausreichender Luftdurchsatz durch den Brenn schacht des Umlaufwasserheizers vorhanden, der dem ein gestellten Gasdurchsatz entspricht), eine Überwachung auf Austreten des Abgases (oberhalb des Wärmetauschers befin det sich eine Strömungssicherung, wenn durch deren Öff nungen Abgas - außer in den Schornstein - austritt, ist der Umlaufwasserheizer stillzusetzen) sowie eine Über wachung einer eventuell vorhandenen Abgasklappe in der Abgasleitung zum Schornstein möglich. An nicht sicher heitsrelevanten Aufgaben erfüllt das Kontrollsystem 1 die Vorlauftemperaturregelung, eventuell auch eine Brauchwas ser-Temperaturregelung oder eine Leistungsregelung für den Brenner. Durch zusätzliche Sensoren ist auch eine witterungsgeführte Vorlauf- oder Rücklauftemperaturrege lung realisierbar.The control, regulating and monitoring system 1 consists of two independent microcomputer systems 22 and 25 , which take on the same security-relevant but different non-security-related tasks. The first one includes the functions of the temperature limiter (the temperature on the flow line 13 must not exceed a certain value), the function of the burner control (after opening the gas valve 4 , a flame must be reported after a certain time, which is the safety time) , otherwise the gas valve closes and a fault message), the control and monitoring of the safety time shutdown device 28 and the monitoring of fault states. Additional sensors and actuators also monitor for water shortage (enough water throughput through the heat exchanger 12 ), monitoring the air supply (if there is sufficient air throughput through the combustion shaft of the circulating water heater, which corresponds to the set gas throughput), and monitoring for leakage of the Exhaust gas (above the heat exchanger there is a flow safety device, if exhaust gas exits through the openings - except in the chimney - the circulating water heater must be stopped) and monitoring of any flue gas flap in the flue gas pipe to the chimney. In non-safety-related tasks, the control system 1 fulfills the flow temperature control, possibly also a hot water temperature control or a power control for the burner. Additional sensors can also be used to implement weather-compensated flow or return temperature control.

Die Mikrocomputersysteme 22 und 25 tauschen die erfaßten Eingangsgrößen, also Flammenmeldung, Abgasaustritt, Vor lauftemperatur sowie die ermittelten Zwischen- und Aus gangsgrößen (notwendige Stellung des Gasventils oder Zünder in Betrieb) über die bidirektionale Schnittstelle 29 aus. Treten Widersprüche zwischen den Ergebnissen bei der Mikrocomputersysteme auf, wird der Betrieb des Um laufwasserheizers verhindert. Die sicherheitsrelevanten Eingangsgrößen, das ist einmal die Temperatur am Wärme tauscherausgang in der Vorlaufleitung 13, erfaßt von den Temperatursensoren 14 und 15, das Signal des Entstörta sters 49, die Rückmeldungen auf den Leitungen 24, 27 der Sicherheitsabschaltvorrichtung 28 und der Gasventilend stufe 39, 40 sowie das Signal des Flammenwächters 41 wer den von beiden Mikrocomputersystemen 22 und 25 eingele sen. Zur Temperaturmessung am Wärmetauscherausgang werden deshalb zwei Temperatursensoren eingesetzt, weil diese kein fehlersicheres Verhalten besitzen. Das bedeutet, daß ein Ausfall mit Sicherheit spätestens während der näch sten Abschalt- oder Anlaufphase erkennbar wäre. Da die übrigen Eingangsgrößen 39, 40, 41 und 49 fehlersicher ge wonnen werden, ist es möglich, diese beiden Mikrocompu tersystemen zuzuführen, wobei allerdings für eine Entkopplung gesorgt werden muß. Die nicht sicherheitsre levanten Eingangsgrößen, darunter zählen die Eingänge 44 a für das Mikrocomputersystem 22 und die Eingänge 44 b sowie für die Rückmeldesignale 46 und 47 für das Mikro computersystem B, werden jeweils von nur einem Mikrocom putersystem erfaßt. Die Gasventilendstufe 35, das ist die Endstufe, die direkt auf die Gasfreigabe wirkt, wird zwar vom Mikrocomputersystem 22 angesteuert, aber von beiden Mikrocomputersystemen 22 und 25 über die Rückmeldelei tungen 39 und 40 überprüft. Alle anderen Endstufen, die Pumpenendstufe 36, die Zündeinrichtung 37 und die Gas durchsatzsteuerung 45 werden nur vom Mikrocomputersystem 25 angesteuert. Der Zustand der Pumpenendstufe 36 wird über die Leitung 37, der Zustand der Zündeinrichtung über die Leitung 47 überwacht. Das Laufzeitüberwachungsmodul 32 wird zyklisch vom Mikrocomputersystem 22 getriggert. Wenn die Triggerimpulse ausbleiben, wird der Betrieb des Umlaufwasserheizers verhindert. Die Selbstüberwachungsmo dule 30 und 31 testen zyklisch die Komponenten, das sind löschbare und nicht löschbare Speicher, die Zentralein heit des Mikrocomputers sowie die Ein- und Ausgabebe schaltung der Mikrocomputersysteme. Bei Ausfall einer dieser Komponenten wird der Betrieb des Umlaufwasserhei zers verhindert. Beim Überschreiten der maximalen Tempe ratur am Wärmetauscherausgang oder bei Erreichen eines nach DIN 4788/3 (Flammenüberwachungseinrichtung) uner laubten Zustandes wird der Betrieb des Umlaufwasserhei zers verhindert. Der Betrieb des Umlaufwasserheizers wird durch Sperren aller Endstufen 35, 36, 37 und 45 und durch Abschalten der Sicherheitsabschaltvorrichtung 28 über die Steuerleitung 23 a, 23 b, 26 a und 26 b verhin dert. Mit Betätigen des Entstörtasters 49 können Störungen, die nicht durch einen Fehler im Steuergerät (1) hervorgerufen wurden, entstört werden, das heißt, der Betrieb ist anschließend wieder möglich.The microcomputer systems 22 and 25 exchange the detected input variables, i.e. flame detection, exhaust gas outlet, before the running temperature and the determined intermediate and output variables (necessary position of the gas valve or igniter in operation) via the bidirectional interface 29 . If there are contradictions between the results at the microcomputer systems, the operation of the circulation water heater is prevented. The safety-relevant input variables, that is the temperature at the heat exchanger outlet in the flow line 13 , detected by the temperature sensors 14 and 15 , the signal from the interference suppressor 49 , the feedback on the lines 24 , 27 of the safety shutdown device 28 and the gas valve stage 39 , 40 as well as the signal of the flame guard 41 who the sen of both microcomputer systems 22 and 25 . Two temperature sensors are used to measure the temperature at the heat exchanger outlet because they do not have a fail-safe behavior. This means that a failure would certainly be recognizable at the latest during the next shutdown or start-up phase. Since the other input variables 39 , 40 , 41 and 49 are obtained fail-safe, it is possible to supply these two microcomputer systems, although decoupling must be ensured. The non-safety-relevant input variables, including the inputs 44 a for the microcomputer system 22 and the inputs 44 b and for the feedback signals 46 and 47 for the micro computer system B , are each detected by only one Mikrocom computer system. The gas valve output stage 35 , that is the output stage which acts directly on the gas release, is controlled by the microcomputer system 22 , but is checked by both microcomputer systems 22 and 25 via the feedback lines 39 and 40 . All other output stages, the pump output stage 36 , the ignition device 37 and the gas flow control 45 are only controlled by the microcomputer system 25 . The state of the pump output stage 36 is monitored via line 37 , the state of the ignition device via line 47 . The runtime monitoring module 32 is triggered cyclically by the microcomputer system 22 . If the trigger pulses fail to appear, the operation of the circulating water heater is prevented. The self-monitoring modules 30 and 31 cyclically test the components, which are erasable and non-erasable memories, the central unit of the microcomputer and the input and output circuitry of the microcomputer systems. If one of these components fails, the operation of the circulating water heater is prevented. If the maximum temperature at the heat exchanger outlet is exceeded or if an unauthorized state according to DIN 4788/3 (flame monitoring device) is reached, the operation of the circulating water heater is prevented. The operation of the circulation water heater is prevented by blocking all output stages 35 , 36 , 37 and 45 and by switching off the safety shutdown device 28 via the control line 23 a , 23 b , 26 a and 26 b . Pressing the reset button 49 can suppress interference that was not caused by an error in the control unit ( 1 ), which means that operation is then possible again.

Die Sicherheitsabschalteinrichtung 28 stellt den End stufen 35, 36, 37 und 45 über den Relaisschließerkontakt 62 b die Versorgungsspannung zur Verfügung. Der Relais schließerkontakt 62 b ist nur geschlossen, wenn beide Mikrocomputersysteme 22 und 25 über die Steuerleitungen 23 a und 26 a und die Laufzeitüberwachung 32 über die Leitung 33 ihre Freigabe geben. Mit dem Relaisöffnerkon takt 63 b, der nur öffnet, wenn er von beiden Mikrocom putersystemen 22 und 25 über die Steuerleitungen 23 b und 26 b angesteuert wird, kann die Versorgungsspannung 34 nach Masse kurzgeschlossen werden. Durch den Widerstand 65 kann bei geöffnetem Relaisschließerkontakt 62 b die Stellung des Relaisöffnerkontakts 63 b festgestellt wer den. Bei normalem Einschalten der Sicherheitsabschalt einrichtung 28 wird der folgende Ablauf eingehalten. Das Ausschalten erfolgt durch Sperren (Passivsetzen) der Steuerleitungen 23 a, 26 a, 23 b und 26 b.The safety shutdown device 28 provides the output stages 35 , 36 , 37 and 45 via the relay make contact 62 b. The relay normally open contact 62 b is only closed when both microcomputer systems 22 and 25 via the control lines 23 a and 26 a and the runtime monitor 32 via line 33 give their release. With the Relaisöffnerkon clock 63 b , which only opens when it is controlled by both Mikrocom computer systems 22 and 25 via the control lines 23 b and 26 b , the supply voltage 34 can be short-circuited to ground. Through the resistor 65 , the position of the relay break contact 63 b can be determined when the relay closer contact 62 b is open. When the safety shutdown device 28 is switched on normally, the following sequence is followed. Switching off takes place by blocking (passive setting) the control lines 23 a , 26 a , 23 b and 26 b .

Tabelle des Ablaufs Sequence table

In den Schritten 1 bis 5 dürfen die Rückmeldeleitungen 23 und 27 kein Signal melden, da sonst ein Fehler der Sicherheitsabschalteinrichtung 28, der Steuerleitungen 23 a, 23 b, 26 a und 26 b oder der Rückmeldeleitungen 23 und 27 vorliegt.In steps 1 to 5, the feedback lines 23 and 27 must not report a signal, since otherwise there is an error in the safety shutdown device 28 , the control lines 23 a , 23 b , 26 a and 26 b or the feedback lines 23 and 27 .

In Kombination mit der Sicherung 64 ergeben sich die fol genden beiden Aufgaben für den Relaisöffnerkontakt 63b:In combination with the fuse 64 , the following two tasks result for the relay break contact 63 b:

1. When welding the Relaisöfferkon clock 62 b , the fuse 64 is destroyed by the procedure described above.
2. In the event of an error detected in the start-up phase of the safety shutdown device 28 or in the event of safety-critical failures of the system, for example a short circuit in the gas valve stage 35 , the fuse 64 can be destroyed in a defined manner and thus the start-up of the circulation water heater can be prevented without a time limit.

Fig. 4 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Umlaufwasser heizers I. Moderne Umlaufwasserheizer werden von einem Mikroprozessor gesteuert und geregelt, so daß es nahe liegt, neben den Steuer- und Regelaufgaben auch Sicher heitsaufgaben auf den Mikrocomputer zu übertragen. Steuerverfahren zum Abbau der Nachwärme beziehungsweise zum Freigeben der erneuten Wärmelieferung können daher auch Mikroprozessoren übertragen werden, so daß bei spielsweise die Schaltung nach Fig. 5 auch als Software- Programm von Mikrocomputern dargestellt werden kann. Fig. 4 shows a schematic diagram of a circulating water heater I. Modern circulating water heaters are controlled and regulated by a microprocessor, so that it is obvious to transfer safety tasks to the microcomputer in addition to the control and regulation tasks. Control processes for reducing the residual heat or for releasing the renewed heat supply can therefore also be transmitted to microprocessors, so that the circuit according to FIG. 5 can also be represented as a software program of microcomputers in example.

Ein Umlaufwasserheizer I weist einen von einem Brenner 7 beheizten Edelstahl-Lamellenwärmetauscher 12 auf, der an eine mit einer Pumpe 19 versehene Rücklaufleitung 105 und eine mit einem Vorrang-Umschaltventil 106 versehene Vor laufleitung 13 angeschlossen ist, wobei letztere zwei Temperaturfühler 14 und 15 aufweist, die an Meßleitungen 16 und 17 angeschlossen sind, die zu Eingängen einer Steuer-, Regel- und Überwachungseinheit 1 führen. Hinter dem Vorrang-Umschaltventil 106, das durch einen Servoan trieb 113 betätigbar ist, setzt sich die Vorlaufleitung 13 in eine Heizungsvorlaufleitung 114 und eine Vorlauf leitung 115 für einen Brauchwasser-Sekundärwärmetauscher 116 fort. Das Vorrang-Umschaltventil 106 kann zwei Stel lungen einnehmen, bei Öffnung der Leitung 114 ist die Leitung 115 verschlossen und umgekehrt. Die Vorlauflei tung 114 führt zu einem nicht dargestellten Heizungssy stem und zurück über eine Heizungsrücklaufleitung 20 zu einer Vereinigungsstelle 118, an die die Rücklaufleitung 105 angeschlossen ist. Dem Brauchwasser-Wärmetauscher 116 ist eine Brauchwasserbereiter-Rücklaufleitung 119 nachge schaltet, die gleichermaßen zur Vereinigungsstelle 118 führt. Der Brauchwasser-Wärmetauscher 116 und die Leitung 119 sind innerhalb des Gehäuses des Umlaufwasserheizers I angeordnet. Stromauf und stromab unmittelbar der Pumpe 18 sind zwei Druckleitungen 120 und 121 vorgesehen, die zu einem Membranschalter 122 führen, der ein in einer Gas leitung 5 zum Brenner 7 liegendes Gasventil 124 steuert. Zwischen dem Ventil 124 und dem Brenner 7 ist in der Lei tung 5 ein zweites Gasventil 125 angeordnet, das von ei ner Magnetspule 126 gesteuert wird, die über eine Stel leitung 127 mit der Steuereinheit 1 verbunden ist. Dem Brenner zugeordnet ist eine Zündelektrode 8, die von ei ner Zündeinrichtung 37 über eine Leitung 9 mit Zündener gie versorgt wird, wobei die Zündeinrichtung 37 über eine Leitung 131 von der Steuereinheit beaufschlagt ist. Eine Ionisationselektrode 10 ist über eine Leitung 11 mit ei ner Flammenmeldeeinrichtung 134 verbunden, die über eine Leitung 135 ein Flammensignal oder kein Flammensignal auf die Steuereinheit 1 zurückmeldet. Der Pumpe 19 ist ein Antriebsmotor 136 zugeordnet, der seine Energie über eine Leitung 137 von der Steuereinheit erhält.A circulating water heater I has a stainless steel finned heat exchanger 12 heated by a burner 7 , which is connected to a return line 105 provided with a pump 19 and a flow line 13 provided with a priority switch valve 106 , the latter having two temperature sensors 14 and 15 , which are connected to measuring lines 16 and 17 , which lead to inputs of a control, regulating and monitoring unit 1 . Behind the priority switch valve 106 , which can be actuated by a servo drive 113, the flow line 13 continues into a heating flow line 114 and a flow line 115 for a process water secondary heat exchanger 116 . The priority switch valve 106 can take two positions, line 115 is closed when line 114 is opened and vice versa. The Vorlauflei device 114 leads to a heating system, not shown, and back via a heating return line 20 to a union 118 to which the return line 105 is connected. The hot water heat exchanger 116 is a hot water return line 119 connected downstream, which also leads to the union 118 . The domestic water heat exchanger 116 and the line 119 are arranged within the housing of the circulating water heater I. Upstream and downstream of the pump 18 , two pressure lines 120 and 121 are provided which lead to a membrane switch 122 which controls a gas valve 124 lying in a gas line 5 to the burner 7 . Between the valve 124 and the burner 7 in the Lei device 5, a second gas valve 125 is arranged, which is controlled by egg ner solenoid 126 , which is connected via a set line 127 to the control unit 1 . The burner is assigned an ignition electrode 8 , which is supplied by egg ner ignition device 37 via line 9 with ignition energy, the ignition device 37 being supplied via a line 131 by the control unit. An ionization electrode 10 is connected via a line 11 to egg ner flame detection device 134 , which reports a flame signal or no flame signal back to the control unit 1 via a line 135 . The pump 19 is assigned a drive motor 136 , which receives its energy from the control unit via a line 137 .

Es gibt Umlaufwasserheizer, die das Abgas auf dem Konvek tionswege über eine nicht dargestellte Strömungssicherung und ein Abgasrohr abführen, es gibt aber auch solche, die lüfterunterstützt arbeiten. In diesem Fall ist ein Abgas lüfter 138 vorgesehen, der im Abgasstrom des Abgasrohres stromab des Wärmetauschers 12 angeordnet ist. Dieser weist einen Antriebsmotor 139 auf, der über eine Leitung 140 seine Antriebsenergie aus der Steuereinheit 1 erhält. Der Servomotor 113 des Vorrang-Umschaltventils 106 be zieht seine Stellenergie über eine Leitung 141 gleicher maßen aus der Steuereinheit. Durch den Brauchwasser-Wär metauscher 116 führt eine Zapfwasserleitung 142, die von einem Kaltwassernetz kommt, durch den Wärmetauscher 116 führt und mit einem Wasserschalter 143 versehen ist, ehe sie zu einem Zapfventil 144 kommt. Der Wasserschalter ist im Stande festzustellen, ob Wasserdurchsatz durch die Leitung 142 stattfindet und meldet ein entsprechendes Si gnal über eine Leitung 145 an die Steuereinheit.There are circulating water heaters that discharge the exhaust gas via the convection path via a flow safety device (not shown) and an exhaust pipe, but there are also those that work with fan support. In this case, an exhaust gas fan 138 is provided, which is arranged in the exhaust gas flow of the exhaust pipe downstream of the heat exchanger 12 . This has a drive motor 139 , which receives its drive energy from the control unit 1 via a line 140 . The servo motor 113 of the priority switch valve 106 draws its actuating energy via a line 141 equally from the control unit. Through the hot water heat exchanger 116 leads a tap water line 142 , which comes from a cold water network, leads through the heat exchanger 116 and is provided with a water switch 143 before it comes to a tap valve 144 . The water switch is able to determine whether water throughput takes place through line 142 and reports a corresponding signal via line 145 to the control unit.

Der Steuer-, Regel- und Überwachungseinheit 1 ist eine Temperaturbegrenzereinheit 146 zugeordnet, beide sind über ein Leitungsbündel 147 miteinander verbunden, wobei der Ist-Wert der Vorlauftemperatur von der Steuereinheit auf den Temperaturbegrenzer und vom Temperaturbegrenzer auf die Steuereinheit die eventuellen Abschalt- und Stö rungsbefehle übertragen werden.The control, regulating and monitoring unit 1 is assigned a temperature limiter unit 146 , both of which are connected to one another via a line bundle 147 , the actual value of the flow temperature from the control unit to the temperature limiter and from the temperature limiter to the control unit, the possible shutdown and fault commands be transmitted.

Auf den Temperaturbegrenzer sind als Eingänge die Leitun gen 135, 145, 127 und 18 geführt. Weiterhin ist eine Ent störtaste 49 vorgesehen, die über eine Leitung 149 auf den Temperaturbegrenzer geschaltet ist. Es ist ein Grenz wertgeber 150 für die Vorlauftemperatur vorgesehen, mit dem ein einstellbarer Grenzwert vorgegeben werden kann, und zwar über eine Leitung 151 auf den Temperaturbegren zer 146. Falls ein Lüfter 138 vorhanden ist, ist ein Aus gang 152 zur Ansteuerung des Lüfters vorgesehen, der mit der Leitung 140 verbunden ist. Die Funktion der darge stellten Schaltung wird nun anhand der Fig. 5 näher verdeutlicht:Lines 135 , 145 , 127 and 18 are routed to the temperature limiter as inputs. Furthermore, an Ent malfunction button 49 is provided, which is connected via a line 149 to the temperature limiter. A limit value sensor 150 is provided for the flow temperature, with which an adjustable limit value can be specified, specifically via a line 151 to the temperature limiter 146 . If a fan 138 is present, an output 152 is provided for controlling the fan, which is connected to line 140 . The function of the Darge presented circuit will now be illustrated with reference to FIG. 5:

Es ist zunächst ein Oszillator 160 vorgesehen, der an seinem Ausgang 161 eine Impulsspannung mit einer bestimm ten Frequenz liefert. Die Frequenz ist mit 10 Hertz angenommen. Der Oszillator 160 ist auf einen Binärzähler 162 geschaltet, dem ein Vergleicher 163 zugeordnet ist. Ein negierter Löscheingang 164 des Zählers 162 ist mit der Leitung 145 verbunden, die auch zu einem Eingang ei nes Und-Gliedes 165 führt, dessen negierter Eingang 166 den Ausgang des Vergleichers 163 bildet. Ein Ausgang 167 des Und-Gliedes bildet einen negierten Eingang 168 eines weiteren Und-Gliedes 169, auf dessen Ausgang 170 ein Ab schaltbefehl für den gesamten Umlaufwasserheizer I er scheinen kann. Ein Abschaltbefehl heißt hier ein Strom loswerden des Magnetventils 125, ein Spannungsloswerden des Motors 136 für die Pumpe 19. Der andere Eingang 171 des Und-Gliedes 169 ist von einem Ausgang 172 eines Kom parators 173 gebildet, dessen Eingänge einmal von der Leitung 151 und zum anderen mit den Leitungen 16 oder 17 verbunden sind. Von den Meßwerten der Leitungen 16 oder 17 wird der jeweils höhere genommen, was über einen wei teren hier nicht dargestellten Vergleicher feststellbar ist. Der Ausgang 172 ist über eine Leitungsverzweigung auf einen Eingang 174 eines Und-Gliedes 175 geschaltet, dessen Ausgang die Leitung 152 bildet. Die Leitung 172 bildet einen weiteren Eingang 176 eines weiteren Und- Gliedes 177, dessen Ausgang 178 einen Set-Eingang einer bistabilen Kippstufe 180 bildet, dessen Ausgang 181 den anderen Eingang 182 des Und-Gliedes 175 und eine ein Stö rungssignal führende Leitung 183 bildet.An oscillator 160 is initially provided, which delivers a pulse voltage with a specific frequency at its output 161 . The frequency is assumed to be 10 Hertz. The oscillator 160 is connected to a binary counter 162 , to which a comparator 163 is assigned. A negated erase input 164 of counter 162 is connected to line 145 , which also leads to an input of an AND element 165 , the negated input 166 of which forms the output of comparator 163 . An output 167 of the AND gate forms a negated input 168 of a further AND gate 169 , on the output 170 of which a switch command for the entire circulating water heater I can appear. A switch-off command in this case means that the solenoid valve 125 gets rid of a current, the motor 136 for the pump 19 is de-energized. The other input 171 of the AND gate 169 is formed by an output 172 of a comparator 173 , the inputs of which are connected from line 151 and to lines 16 or 17 . Of the measured values of the lines 16 or 17 , the higher one is taken, which can be determined using a comparator not shown here. The output 172 is connected via a line branch to an input 174 of an AND gate 175 , the output of which forms the line 152 . Line 172 forms a further input 176 of a further AND gate 177 , the output 178 of which forms a set input of a bistable multivibrator 180 , whose output 181 forms the other input 182 of the AND gate 175 and a line 183 carrying a fault signal.

Schließlich ist der Ausgang 172 auf einen negierten Ein gang 184 eines Und-Gliedes 185 geschaltet, dessen anderer Eingang von der Leitung 149 gebildet ist und dessen Aus gang 186 auf den Reseteingang der bistabilen Kippstufe 180 geschaltet ist. Es ist ein Oder-Glied 187 vorgesehen, dessen drei Eingänge an die Leitungen 127, 135 und 18 an geschlossen sind und dessen Ausgang 188 den anderen Ein gang 189 des Und-Gliedes 177 bildet.Finally, the output 172 is switched to a negated input 184 of an AND gate 185 , the other input of which is formed by the line 149 and the output 186 is connected to the reset input of the bistable multivibrator 180 . An OR gate 187 is provided, the three inputs of which are connected to lines 127 , 135 and 18 and whose output 188 forms the other input 189 of the AND gate 177 .

Die Leitungen 170 und 183 sind Teil des Leitungsbündels 147 und führen Signale vom Temperaturbegrenzer 146 zur Steuereinheit 1.Lines 170 and 183 are part of line bundle 147 and carry signals from temperature limiter 146 to control unit 1 .

Die Funktion ist folgende:The function is as follows:

Es wird davon ausgegangen, daß der Umlaufwasserheizer Brauchwasser liefert. Das bedeutet, daß das Zapfventil 144 mehr oder weniger geöffnet ist, daß das Vorrang- Umschaltventil 106 die Leitung 13 mit der Leitung 115 verbindet, die Pumpe 19 läuft, beide Ventile 124 und 125 sind geöffnet, der Brenner 7 brennt und die Flammenmelde einrichtung 134 ein Flammenmeldesignal auf die Leitung 135 gibt. Damit wird die vom Brenner 7 erzeugte Wärme im Wärmetauscher 12 auf das Heizungswasser übertragen und von dort im Brauchwasser-Wärmetauscher 116 auf das Brauchwasser der Leitung 142 gegeben. Es stellt sich eine Vorlauftemperatur ein, die je nach der gewünschten Brauchwassertemperatur im Bereich zwischen 50 und 80° variiert.It is assumed that the circulating water heater supplies process water. This means that the nozzle 144 is more or less open, that the priority switch valve 106 connects the line 13 to the line 115 , the pump 19 is running, both valves 124 and 125 are open, the burner 7 burns and the flame detection device 134th gives a flame detection signal on line 135 . Thus, the heat generated by the burner 7 is transferred to the heating water in the heat exchanger 12 and from there in the process water heat exchanger 116 to the process water of the line 142 . A flow temperature is set, which varies between 50 and 80 ° depending on the desired hot water temperature.

Wird nun das Zapfventil 144 geschlossen, so registriert der Wasserschalter 143 "kein Wasser". Als Folge davon wird ein entsprechendes Signal auf der Leitung 145 sowohl auf die Steuereinheit 1 wie auch auf den Sicherheitstem peraturbegrenzer 146 gegeben. Die Steuereinheit 1 bewirkt über die Leitungen 127 und 137 ein Schließen des Magnet ventils 125 und ein Stillsetzen des Antriebsmotors 136 der Umwälzpumpe 19. Damit erlischt der Brenner, die im Wärmetauscher 12 gespeicherte Wärme kann infolge Still stehens der Pumpe nicht mehr abgeführt werden. Die Tempe ratur des Wassers in der Vorlaufleitung 13 steigt erheb lich, hier ist anzumerken, daß die Temperaturmeßwertgeber 14 und 15 unmittelbar am Wärmetauscher 12 in der Vorlauf leitung angeordnet sind. Die steigende Temperatur wird der Steuereinheit 1 und gleichermaßen dem Temperaturbe grenzer 146 gemeldet. Im Temperaturbegrenzer wird der steigende Vorlauftemperatur-Ist-Wert mit dem durch den Grenzwertgeber 150 und die Leitung 151 vorgegebenen Grenzwert verglichen.If the nozzle 144 is now closed, the water switch 143 registers “no water”. As a result, a corresponding signal on line 145 is given to both the control unit 1 and the safety temperature limiter 146 . The control unit 1 causes the solenoid valve 125 to close and the drive motor 136 of the circulation pump 19 to be stopped via the lines 127 and 137 . So that the burner goes out, the heat stored in the heat exchanger 12 can no longer be dissipated due to the pump standing still. The temperature of the water in the flow line 13 rises significantly, here it should be noted that the temperature sensors 14 and 15 are arranged directly on the heat exchanger 12 in the flow line. The rising temperature is reported to the control unit 1 and likewise to the temperature limiter 146 . The rising actual flow temperature value is compared in the temperature limiter with the limit value specified by the limit transmitter 150 and the line 151 .

Dies geschieht wie folgt:This is done as follows:

Bis zum Schließen des Zapfventils weist die Schaltung nach Fig. 5 folgende Funktion auf:Until the nozzle is closed, the circuit according to FIG. 5 has the following function:

Der jeweils höhere der beiden von den Meßfühlern 14 und 15 gelieferte Wert ist auf den Komparator 173 geschaltet, der Vergleich mit dem Abschaltgrenzwert 150 bedeutet, daß die Leitung 172 logisch-"Null" führt. Es ist auf den Lei tungen 127, 135 und 18 ein Signal vorhanden, so daß der Ausgang 188 logisch-"eins" führt, das Und-Glied 177 ist gesperrt, da nur ein Eingang logisch-"eins" führt. Somit liegt kein Störsignal, kein Lüftersignal und kein Ab schaltsignal vor. Ist ein Lüfter vorhanden, so wird der Lüfter durch ein Regelsignal aus der Steuereinheit 1 betrieben.The higher of the two values supplied by the sensors 14 and 15 is connected to the comparator 173 , the comparison with the switch-off limit value 150 means that the line 172 leads logically "zero". There is a signal on the lines 127 , 135 and 18 , so that the output 188 leads logic "one", the AND gate 177 is blocked because only one input leads logic "one". There is therefore no interference signal, no fan signal and no switch-off signal. If a fan is present, the fan is operated by a control signal from control unit 1 .

Wird nun das Zapfventil 144 geschlossen, so erscheint auf der Leitung 145 ein entsprechendes Signal, so daß über den Löschungseingang 164 der Zählerstand des Zählers 162 gelöscht wird. Da auf den Leitungen 127, 135 und 18 kein Signal mehr vorliegt, kann eine Störungsmeldung nicht er folgen, selbst wenn der Vorlauftemperatur-Ist-Wert über den Grenzwert steigt, da der Eingang 189 des Und-Gliedes 177 nicht mehr angesteuert ist. Erfolgt in diesem Zustand eine erneute Brauchwasserzapfung, so wird diese für einen eingeschränkten Zeitraum freigegeben: Die erneute Brauch wasserzapfung bewirkt eine Freigabe des Löscheingangs 164 des Zählers 162, so daß dieser jetzt zu zählen beginnt. Er läuft bis zu einem Zählerstand hoch, der in dem Ver gleicher 163 eingestellt ist. Dies ist eine Zeitspanne von etwa einigen Sekunden. Die Zeit ist so bemessen, daß sie der Zeit entspricht, innerhalb der die Nachwärme vom Wärmetauscher abgebaut wird. Nach Ablauf dieser Zeit müß ten die Temperaturfühler 14 beziehungsweise 15 wieder re lativ kühles Rücklauftemperaturwasser messen. Der Kompara tor 173 ist beim Abschalten gekippt, da der Vorlauftempe ratur-Ist-Wert über den Grenzwert aufgrund der Nachwärme kam. Nach Ablauf der Zählerverzögerungszeit wird das Und- Glied 169 leitend, da seine beiden Eingänge Spannung füh ren, dann erscheint auf der Leitung 170 ein Abschaltsi gnal. Ist die Nachwärme ordnungsgemäß abgeführt, so kippt der Komparator 173 zurück und ermöglicht einen Weiterbe trieb des Gerätes. Durch diese Schaltung kann also ermit telt werden, ob es sich lediglich um einen Nachwärmefall handelte oder um eine länger bestehende Störung. Ist die Nachwärme innerhalb der Verzögerungszeit abgebaut worden, wird über die Leitung 170 die Steuereinheit wieder für einen Normalbetrieb freigegeben.If the nozzle 144 is now closed, a corresponding signal appears on line 145 , so that the counter reading of the counter 162 is cleared via the clearing input 164 . Since there is no longer a signal on lines 127 , 135 and 18 , a fault message cannot follow, even if the actual flow temperature value rises above the limit value, since input 189 of AND element 177 is no longer activated. If there is a new tap in this state, this is released for a limited period of time: the renewed tap causes the clearing input 164 of the counter 162 to be released so that it now begins to count. It runs up to a counter reading which is set in the comparator 163 . This is a period of around a few seconds. The time is measured so that it corresponds to the time within which the residual heat is dissipated by the heat exchanger. After this time, the temperature sensors 14 and 15 would have to measure relatively cool return temperature water again. The comparator 173 is tilted when it is switched off because the actual flow temperature has exceeded the limit value due to the residual heat. After the counter delay time has elapsed, the AND element 169 becomes conductive because its two inputs are live, then a switch-off signal appears on line 170 . If the residual heat is properly dissipated, the comparator 173 tilts back and enables the device to continue operating. This circuit can thus be used to determine whether it was just a case of post-heating or a longer-standing fault. If the residual heat has been dissipated within the delay time, the control unit is released again for normal operation via line 170 .

Die Temperaturbegrenzerfunktion erfolgt wie folgt:The temperature limiter function is as follows:

Steigt der von den Temperaturfühlern 14 und 15 gemeldete Ist-Wert der Vorlauftemperatur über den eingestellten Vorlauftemperatur-Grenzwert (eingestellt am Grenzwertge ber 150), so kippt in jedem Fall der Komparator 173. Dies ist unabhängig davon, ob das im normalen Betriebsfall bei Brauchwasserbereitung oder Heizung eintritt oder bei Brennschluß. Das bedeutet, daß auf dem Eingang 176 des Und-Gliedes 177 Spannung beziehungsweise ein Signal logisch-"eins" steht. Die Störung wird aber nur dann als Störung erkannt und gemeldet, wenn eine der Leitungen 127, 135 und 18 Spannung führt. Man muß dann davon ausge hen, daß ein gewollter Betrieb des Gerätes erwünscht ist, dann stellt allerdings die Temperaturerhöhung der Vorlauf leitung einen unzulässigen Betriebszustand dar, der ein Sicherheitsfall ist. Dann führt der zweite Eingang 189 des Und-Gliedes 177 Spannung, das Und-Glied 177 schaltet durch und setzt die bistabile Kippstufe 180. Das bedingt ein Störungssignal auf der Leitung 183, so daß die Steuer einheit 1 den Betrieb des Umlaufwasserheizers sperrt. Diese Sperrung bedeutet ein Stromloswerden des Magneten 126 und des Pumpenantriebsmotors 136. Da das Störungs signal aber auch über einem Eingang 182 des Und-Gliedes 175 steht und da der Eingang 174 durch das Kippen des Komparators 173 ohnehin Spannung führt, erhält der Motor 139 des Lüfters 138 Spannung und versucht, die Wärme am Wärmetauscher 12 anzuführen, indem kalte Luft durch den Wärmetauscher 12 geleitet wird, und zwar so lange, bis der Komparator 173 wieder zurückkippt. Die Entstörung kann durch Betätigen der Entstörtaste 49 über die Leitung 149 geschehen, da dann der Reseteingang der bistabilen Kippstufe 180 über die Leitung 186 Spannung bekommt. Dies geht allerdings nur dann, wenn die Temperatur unter der Abschalttemperatur liegt, da der Ausgang 172 des Kompara tors 173 am negierten Eingang 184 des Und-Gliedes 185 liegt.If the actual value of the flow temperature reported by temperature sensors 14 and 15 rises above the set flow temperature limit (set at limit value above 150 ), the comparator 173 tilts in any case. This is irrespective of whether this occurs in normal operation with hot water preparation or heating or with a short-circuit. This means that voltage or a signal is logically "one" at input 176 of AND gate 177 . The fault is only recognized and reported as a fault if one of the lines 127 , 135 and 18 is live. One must then assume that an intended operation of the device is desired, but then the temperature increase of the flow line represents an impermissible operating state, which is a safety case. Then the second input 189 of the AND gate 177 carries voltage, the AND gate 177 switches through and sets the bistable multivibrator 180 . This requires a fault signal on line 183 , so that the control unit 1 blocks the operation of the water heater. This blocking means that the magnet 126 and the pump drive motor 136 are de- energized . Since the disturbance signal is also above an input 182 of the AND gate 175 and since the input 174 carries voltage anyway due to the tilting of the comparator 173 , the motor 139 of the fan 138 receives voltage and tries to supply the heat to the heat exchanger 12 by cold air is passed through the heat exchanger 12 until the comparator 173 tilts back again. The interference can be suppressed by pressing the reset button 49 via line 149 , since then the reset input of the bistable flip-flop 180 receives voltage via line 186 . However, this is only possible if the temperature is below the switch-off temperature, since the output 172 of the comparator 173 is at the negated input 184 of the AND gate 185 .

Claims

1. A method for controlling and monitoring a fuel-heated device, in particular a water heater, using at least one microcomputer system, which has a variety of sensors that are available for sensing digital and analog values and positions, characterized in that when using two Microcomputer systems ( 22 , 25 ) in both systems the security-relevant input signals are entered, with which each microcomputer system calculates the corresponding actuating signals for itself and an output signal is only forwarded to the respective output stages ( 35 , 36 , 37 , 45 ) if the actuating commands of both Microcomputer systems ( 22 , 25 ) are identical, with each microcomputer system also independently having the option of switching off all output stages and actuators with the aid of a safety shutdown ( 28 ) and thus checking the fuel-heated device in a safe state practice, whereby several safety-relevant functions, for example flame monitoring, temperature limit, water shortage, air and exhaust gas monitoring are implemented in the same microcomputer system.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the event of faults in the control, regulating and monitoring system 1, all actuators ( 35 , 36 , 37 and 45 ) of the fuel-heated device are switched off for the duration of the fault.

3. The method according to claim 1, characterized in net that in the event of non-hazardous malfunctions material-heated device, for example lack of water, all actuators of the fuel-heated device until the mains voltage is switched off or on power supply can be switched off.

4. The method according to claim 1, characterized in that in the event of dangerous malfunctions in the fuel-heated device, for example temperature exceeded at the heat exchanger outlet, all actuators of the fuel-heated device are switched off until unlocked by an interference suppressor ( 49 ).

5. The method according to claim 1, characterized in that in the event of malfunctions in the safety switching stage ( 28 ) or errors in the gas valve output stage ( 35 ) all actuators of the fuel-heated device are switched off without time limit.

6. The method according to claim 1, characterized in net that non-security-relevant commands or control functions so on the microcomputers be distributed that both microcomputers the same are moderately busy.

7. An apparatus for performing the method according to any one of claims 1 to 6, on a fuel-fired device, in particular a circulation water heater, which is a heat exchanger from a burner, a circulation pump, solenoid valves for the fuel supply to the burner, an ignition device and Flämmeldeein device and a variety of sensors and transducers for capturing information on the temperature, throughput and mode of operation of the device, the entirety of the functions of control, safety and continuous control of the combustion and water flow from a control, regulation and Monitoring system is carried out with at least one micro computer system, which processes and converts the values reported by the sensors and transducers and compares them with preselected, stored values, characterized in that both microcomputer systems ( 22 , 25 ) have inputs to which one of one fail-safe measuring signal transmitter ( 41 ) originating signal is connected in parallel or to which the non-safe sensors ( 14 , 15 ) via its own lines ( 16 , 17 ) are connected without effect that the two microcomputer systems are connected to each other via data exchange connections ( 29 ) and that the outputs of the Mikrocompu ter via line ( 23 a , 23 b , 26 a , 26 b ) with a safety shutdown stage ( 28 ) are connected, the activation of a Mikrocom computer being sufficient to switch off the controlled device from the safety shutdown stage.

8. The device according to claim 7, characterized in that the safety shutdown stage ( 28 ) controls the supply voltage ( 34 ) to the output stages.

9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the safety shutdown stage ( 28 ) from a series circuit between a fuse ( 64 ), a by a resistor ( 65 ) bridged normally open contact ( 62 b ) and a there with a normally closed contact ( 63 b ) be, which is at both ends of reference voltage ( 34 , ground), and that the output stages at the connection point between the two contacts ( 62 b , 63 b ) is connected.

10. The method for checking the safety switching stage according to claim 1 or 9, characterized in that the control lines ( 23 a , 23 b , 26 a , 26 b) are actuated in such a way that the feedback lines ( 24 , 27 ) of the Failure of each component ( 64 , 65 , 62 b , 63 b , 62 a , 63 a) of the safety shutdown stage ( 28 ) can be detected and that upon detection of an error by a signal sequence on the control lines ( 23 a , 23 b , 26 a , 26 b ) the voltage supplied by the safety shutdown stage ( 28 ) on line ( 38 ) to all end stages ( 35 , 36 , 37 , 45 ) can be switched off for an unlimited period of time.

11. The method according to claim 10 for checking the safety shutdown stage ( 28 ), characterized in that an error is assumed when the control lines ( 23 a , 23 b , 26 a , 26 b ) are blocked and the read-back lines ( 24 , 27 ) report a signal, or if the control lines ( 23 a , 26 a , 26 b ) are blocked and the control line ( 23 b ) is released and the read-back lines ( 24 , 27 ) signal a signal, or if the control lines ( 23 a , 23 b , 26 a ) are blocked and the control line ( 26 b) is released and the read-back lines ( 24 , 27 ) report a signal, or if the control lines ( 23 b , 26 a , 26 b ) are blocked and the control line ( 23 a ) is released and the read-back lines ( 24 , 27 ) report a signal, or if the control lines ( 23 a , 23 b , 26 b) are blocked and the control line ( 26 a ) is released and the read-back lines ( 24 , 27 ) report a signal, or if the Steuerleitu ngen ( 23 a , 26 a ) are blocked and the control lines ( 23 a , 26 b ) are released and the read-back lines ( 24 , 27 ) report no signal, or if the control lines ( 23 a, 23 b , 26 a , 26 b ) are released and the readback lines ( 24 , 27 ) report no signal.

12. The method according to claim 1 or 4 for controlling egg Circulating water heater, its flow temperature sensed and its functions, such as Pump run, closing or opening closing the fuel vein feeding the burner tils and flame detection can be scanned because characterized by that an overshoot the flow temperature then over a limit is briefly allowed if there is no flame and no control of the pump and the burner valve are reported.

13. The method according to claim 12 for controlling an order water heater with a secondary heat rope shear for the preparation of warm tap water, thereby characterized that for a certain delay the pump is energized is released without the fuel supply and that after the delay time the flow temperature with the comparison temperature is compared and the device is released if the actual value is below the set Limit is.

14. The method according to claim 12 or 13, characterized ge indicates that with a fan-assisted Circulating water heater in the event of a fault due to a pre-limit running temperature only the motor of the fan is controlled until the actual flow temperature Value is below the limit.

15. An apparatus for performing the method according to any one of claims 12 to 14, on a circulation water heater having a finned heat exchanger from a burner, which is connected to a return line provided with a circulation pump and a supply line provided with a switching valve, wherein in the flow line two temperature sensors are arranged, which are connected via measuring lines to a control, regulation and monitoring system, this unit is still connected via line with a solenoid valve for the fuel supply to the burner, with an ignition device and with a flame detection device is and is equipped with at least one Mikrocom computer system that processes and converts the values reported by the sensors and transducers and compares them with pre-selected, stored values, e.g. limit value for flow temperature, characterized in that a comparator ( 173 ) is provided before the actual flow temperature value and the adjustable limit value are supplied, and that an output ( 172 ) of the comparator ( 173 ) leads to an input ( 176 ) of an AND element ( 177 ), the second input of which ( 189 ) forms the output ( 188 ) of an OR gate ( 187 ), the sen inputs of which are connected to the outputs ( 127 , 135 , 18 ) of the control, regulating and monitoring unit ( 1 ), these outputs being the electromagnet ( 126 ) of the fuel valve ( 125 ), the electric motor ( 136 ) of the circulation pump ( 19 ) and the output of the flame detection device ( 134 ).

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that an output ( 172 ) of the comparator ( 173 ) forms an input ( 171 ) of an AND gate ( 169 ), the output ( 170 ) a temporary shutdown of the water heater (I) be acts, and that a negated input ( 168 ) of the AND gate ( 169 ) with the interposition of a further AND gate ( 165 ) with a comparison stage ( 163 ) of a binary counter ( 162 ) is connected, which is preceded by an oscillator ( 160 ) is and the extinguishing input ( 164 ) with a Zapfwas serschalter ( 143 ) in the tap water path of the circulation water heater (I) is connected.

17. The apparatus of claim 15 or 16, characterized characterized that they as software of a Mi croprocessor is formed.