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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mikrorechner-Steuersystem und insbesondere
aber nicht alleine auf Brenner-Steuersysteme basierend auf einem Mikrocomputer.
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Die US-Patent-Spezifikation Nr. 4 672 904 offenbart eine Nähmaschine, die automatisch
abgeschaltet wird, während eine Kassette mit Näh-Musterbefehlen geladen oder entladen wird,
um zufällig auftretende elektrische Umschaltsignale zu vermeiden, wenn einige, aber nicht alle
Anschlußstifte der Kassette in elektrischen Kontakt geraten.
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In der japanischen Patentanmeldung Nr. 57-75307 (Patents Abstracts of Japan, Band 6, Nr.
159) ist eine Logiksteuerung offenbart mit einer Feststelleinrichtung, um beim Befestigen oder
Lösen festzustellen, ob ein Speichermodul mit dem Hauptgehäuse der Steuerung befestigt ist
oder nicht, um eine Fehlfunktion der Steuerung zu vermeiden.
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In den vergangenen Jahren sind Brenner-Steuersysteme basierend auf einem Mikrocomputer
entwickelt worden und werden in weitem Umfang benutzt. Diese Systeme sind typischerweise
Steuerungen basierend auf einem einzigen Mikrocomputer, die dem Betrieb einer einzigen
Brennerinstallierung zugeordnet sind. Das spezielle Modell des auf einem Mikrocomputer
basierenden Brenner-Steuersystems, das mit einem speziellen Brenner verwendet wird und
seine zugeordnete Ausrüstung sind so gewählt, daß das Brenner-Steuersystem und der Brenner
kompatibel sind. Wenn einmal das System installiert ist, liegt es für irgendeinen, der die Einheit
wartet, auf der Hand, daß ein genauer Modellersatz erforderlich ist, wenn das Steuersystem
aus irgendeinem Grund zu warten oder auszutauschen ist.
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Mikrocomputer-Brenner-Steuersysteme entwickeln sich, so daß einige Ausrüstung, die mit
dem System verwendet wird standardmäßig ist, während andere Komponenten des Systems
sorgfältig ausgewählt werden müssen für die Verwendung mit einem speziellen Brenner.
Ferner ist eine neue Familie von Brenner-Steuersystemen, die Mikrocomputer verwenden,
entwickelt worden, bei der die Steuereinrichtung für den Brenner den Mikrocomputer, die
Speichereinrichtung mit einem nicht-flüchtigen Speicher für die Aufbewahrung der von dem
Anwender programmierten Information und andere wesentlichen Komponenten enthält. Diese
Einheiten sind physikalisch austauschbar, und es kann eine mögliche Gefahr geschaffen
werden, wenn die Brenner-Steuereinrichtung von einem Brenner mit der Brenner-
Steuereinrichtung eines unterschiedlichen Brenners vertauscht wird. Dieser gefährliche Zustand
tritt auf, wenn der Austausch zwischen Brennern erfolgt, die Boiler unterschiedlicher Typen
oder Kapazitäten betreiben. Es ist nicht ungewöhnlich, daß in einem einzigen Boilerraum bis zu
vier unterschiedliche Boiler installiert sind, von denen jeder sein eigenes Brenner-Steuersystem
besitzt. Wenn die Brenner und Boiler unterschiedlich in ihren Charakteristiken bzw.
Kapazitäten sind, kann der Austausch der Brenner-Steuereinrichtung von einer Einheit zu einer
anderen einen gefährlichen Zustand schaffen. Dies trifft insbesondere zu, wenn ein
nichtflüchtiger Speicher verwendet wird, um im Feld programmierte Information in dem System
aufzubewahren und die Brenner-Steuereinrichtung nicht neu programmiert wird, wenn die
Einheiten von einer Brenner- und Boiler-Installation zu einer anderen bewegt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist auf ein Brenner-Steuersystem gerichtet, bei dem ein Standard-
Basismodell bzw. eine Standardeinheit und ein Tastatur- und Anzeigemodul in jeder
Installation verwendet werden. Die Installationen werden vervollständigt durch die Montage
einer Brenner-Steuereinrichtung bzw. eines Programmodules in dem standardisierten
Basismodul, wobei der Programmodul einen Mikrocomputer, eine Speichereinrichtung und
eine Verriegelungseinrichtung enthält. Jede Brenner-Steuereinrichtung wird sodann individuell
programmiert, um den Brenner und Boiler zu betreiben, an dem sie installiert ist.
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Die Programmierung des Speichers ist auf die spezielle Installierung zugeschnitten. Der
nichtflüchtige Speicher in dem System bewahrt die Programmierdaten während eines
Spannungsausfalles. Die Tatsache, daß das System nicht zwischen seiner physikalischen
Entfernung und seiner Neu-Installierung in einer unterschiedlichen Brenner-Steuerinstallation
von einem Spannungsausfall unterscheiden kann, kann einen gefährlichen Zustand schaffen.
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Die vorliegende Erfindung verhindert diesen gefährlichen Zustand durch die Vorgabe einer
Verriegelungseinrichtung, die bei der Entfernung der Brenner-Steuereinrichtung von seinem
Basismodul anspricht, um sicherzustellen, daß die Neu-Installierung dieser Brenner-
Steuereinrichtung auf einer Basis eine Neu-Programmierung erfordert. Ferner gibt diese
Erfindung einen Schutz gegen die Entfernung des Basismoduls von seiner Montageoberfläche
vor. Die Bewegung der Brenner-Steuereinrichtung von einem Basismodul zu einem anderen
betätigt die mechanische Verriegelungseinrichtung in einer solchen Weise, daß von dem
Speicher die programmierte Information, die der spezifischen Installation zugeordnet ist,
gelöscht wird, wodurch eine Neu-Programmierung dieser Information zu jeder Zeit
erforderlich wird, zu der die Brenner-Steuereinrichtung zu einer neuen Basis bzw.
Montagefläche bewegt wird.
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Die vorliegende Erfindung macht Gebrauch von einer Verriegelungseinrichtung, um eine
Löschung des Speichers bei der Bewegung der Einheit von einem Ort zu einem anderen oder
auch bei der Neu-Installierung an ihrem ursprünglichen Ort hervorzurufen. Die Entfernung und
Neu-Installierung erfordert eine Neu-Programmierung, wodurch sichergestellt wird, daß das
Brenner-Steuersystem in geeigneter Weise für den speziellen Brenner und Boiler, an dem es für
dessen Betrieb installiert ist, programmiert ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Mikrocomputer-Steuersystem mit einer
Steuereinrichtung zur Befestigung an einer Basisvorrichtung, die Verbindungsmittel zur
Verbindung mit einer zu steuernden Vorrichtung aufweist, wobei die Steuervorrichtung einen
Mikrocomputer, einen nicht-flüchtigen Speicher zur Aufhahme von programmierter
Information innerhalb des Steuersystems und ein Stützbatteriesystem umfaßt und wobei das
System gekennzeichnet ist durch Verriegelungsmittel zum Ansprechen auf die Entfernung der
Steuereinrichtung von der Basisvorrichtung und zum Veranlassen der Löschung der
programmierten Information des Speichers.
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Vorzugsweise umfassen die Verriegelungsmittel digitale Logik-Schaltkreise, die durch das
Stützbatteriesystem mit Energie versorgt werden, wobei die digitalen Logik-Schaltkreise auf
die Entfernung der Steuereinrichtung von der Basisvorrichtung ansprechen, um die Entfernung
der programmierten Information aus dem Speicher zu veranlassen.
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Die Verriegelungseinrichtung kann mechanische Schalteinrichtungen umfassen, die durch die
Entfernung der Steuereinrichtung von der Basisvorrichtung betätigt werden; die mechanische
Schalteinrichtung kann eine mechanische Schalterstruktur umfassen, die einen Stößel besitzt,
der durch die Anordnung der Steuereinrichtung und der Basisvorrichtung auf einer
Montageoberfläche betätigt wird, und sie kann ein Paar von Kontaktoberflächen umfassen, die
einen elektrischen Kontakt herstellen, wenn die Steuereinrichtung auf der Basisvorrichtung
montiert wird.
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Ferner kann die Verriegelungseinrichtung betätigbar sein, um programmierte Information zu
entfernen, die den Betrieb des Mikrocomputers bewirkt, und die bewirkt, daß die
Steuereinrichtung bei jeder Verwendung der Steuereinrichtung nach ihrer Entfernung von der
Basisvorrichtung neu programmiert werden muß.
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In jeder Form der Erfindung kann die Verriegelungseinrichtung durch die Entfernung und die
nachfolgende Wiederinstallierung der Steuereinrichtung auf der Basisvorrichtung betätigbar
sein.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Steuersystem benutzt, um einen oder
mehrere Brenner zu steuern, und die Basisvorrichtung ist mit wenigstens einer zu steuernden
Brennervorrichtung verbunden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Figur 1 ist ein Blockdiagramm eines Mikrocomputer-Brenner-Steuersystems, das mit
einem Brenner und seinem zugeordneten Boiler verbunden werden kann;
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Figur 2 ist eine auseinandergezogene isometrische Darstellung eines Teils der
Mikrocomputer-Brennersteuerung; und
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Figur 3 ist ein teilweises Schaltungsdiagramm einer neuen Verriegelungseinrichtung.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles
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Figur 1 ist ein Blockdiagramm eines vollständigen Brenner-Steuersystems 10, das auf einem
Mikrocomputer bzw. einem Mikroprozessor basiert. Das Brenner-Steuersystem 10 kann mit
einer Brenner- und Boilerinstallation verbunden werden, die allgemein bei 11 angezeigt ist.
Boilerräume an Örtlichkeiten, wo der vorliegende Typ von Mikrocomputer-Brenner-
Steuersystem verwendet wird, besitzen typischerweise 1 bis 4 Brenner sowie zugeordnete
Boiler. Eine einzige Einheit ist ausreichend als Basis für die Erläuterung der vorliegenden
Erfindung.
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Das Brenner-Steuersystem 10 umfaßt eine Basisvorrichtung 12, die fest auf einer
Montageoberfläche 19 an dem Brenner und Boiler 11 montiert ist und über
Anschlußeinrichtungen 13 und 14 mit dem Brenner und Boiler 11 über eine herkömmliche
Verdrahtung verbunden ist. Die Anschlußeinrichtung 13 ist ebenfalls an eine Spannungsquelle
16 angeschlossen. Die Basisvorrichtung 12 besitzt eine weitere Verbindungseinrichtung 15, die
durch ein Kabel 20 an einen Tastatur- und Anzeigemodul 21 angeschlossen ist, der eine
Flüssigkristallanzeige 22 und die erforderlichen Tasteneinrichtungen 23 für die
Programmierung des Mikrocomputer-Brenner-Steuersystems 10 besitzt, wie dies nachfolgend
erläutert wird. Die Flüssigkristallanzeige 22 gibt eine Auslesung der notwendigen Information
entweder als Eingang oder als Ausgang für die Tastatur- und Anzeigevorrichtung 21 vor.
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Die Basisvorrichtung 12 besitzt einen Teil 24, der die erforderlichen Leistungswandler und
Schaltkreise für die Verbindung an einer Anschlußeinrichtung 25 mit einem Brenner-
Steuersystem 26 basierend auf einem Mikrocomputer aufweist. Die Brenner-Steuereinrichtung
26 umfaßt einen Mikrocomputer 27, eine Speichereinrichtung, die einen nicht-flüchtigen
Speicher 28 aufweist, und eine Stützbatterieeinrichtung 30, die eine neue
Verriegelungseinrichtung 31 aufweist. Die neue Verriegelungseinrichtung 31 umfaßt zum Teil
einen Stößel, eine Schalteinrichtung 32 und eine weitere Schalteinrichtung 32', die mit dem
Teil 24 der Basisvorrichtung 12 und der Oberfläche 19 bei der Installierung und Entfernung
der Brenner-Steuervorrichtung 26 auf der Basisvorrichtung 12 und/oder der Montage auf der
Oberfläche 19 zusammenwirkt. Die Brenner-Steuervorrichtung 26 wird durch eine
Verbindungsvorrichtung 38 und die geeigneten Leitungen 33 zu der Brenner- und
Boilerinstallierung 11 vervollständigt.
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Das Blockdiagramm gemäß Figur 1 wird durch die Darstellung eines Flammenverstärkers 34
vervollständigt, der in die Basisvorrichtung 12 in einer Weise eingesteckt wird, die in der
Brennertechnik wohl bekannt ist. Der eingesteckte Flammenverstärker 34 antwortet auf
Signale von der Brenner- und Boilerinstallierung 11 über die Leitungen bzw. Verbindungen 17
und 18. Ein Flammenfühler (nicht dargestellt) an dem Brenner- und Boilersystem 11 ist in dem
System 10 enthalten.
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Es versteht sich, daß die Basisvorrichtung 12 normalerweise permanent auf der Oberfläche 19
der Brenner- und Boilerinstallierung 11 installiert ist und über Leitungen 17 und 18 mit den
notwendigen Elementen in der Brenner- und Boilerinstallierung verbunden ist, um dem
Gesamtsystem die geeignete Funktion mit der Installierung 11 zu gestatten. Typischerweise ist
ein einziger Tastatur- und Anzeigemodul 21 für jede Basisvorrichtung 12 vorgesehen; da aber
der Tastatur- und Anzeigemodul 21 mit einer Verbindungsvorrichtung 15 auf der
Basisvorrichtung 12 verbunden ist, kann der Tastatur- und Anzeigemodul 21 ein einziger
Modul für jeden Boilerraum sein und kann von einer Installierung zu einer anderen bewegt
werden. Diese Einheit schafft bei ihrer Bewegung keine besondere Sicherheitsgefahr, bildet
jedoch einen wesentlichen Umstand. Es ist erwünscht, eine Einheit 21 zu jedem System zu
besitzen, um eine kontinuierliche Information von dem angeschlossenen Mikrocomputer-
Brenner-Steuersystem 10 zu erhalten. Der Flammenverstärker 34 wird typischerweise von der
Basisvorrichtung 12 nur für die Wartung bzw. für den Ersatz weggenommen und wird
typischerweise durch eine äquivalente Einheit ersetzt und zwar durch eine solche, die keinen
Speicher besitzt und keine Neuprogrammierung erfordert.
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Die in Figur 1 gezeigte Installierung besitzt jedoch die Brenner-Steuervorrichtung 26, die
sowohl eine Stützbatterie als auch einen Speicher enthält. Die Entfernung der Brenner-
Steuervorrichtung 26 von der Basisvorrichtung 12 oder der Basisvorrichtung 12 von der
Oberfläche 19 ruft gewöhnlicherweise keine Veränderung in dem nicht-flüchtigen Speicher
hervor, der alle Information in der auf dem Mikrocomputer basierenden Einrichtung enthält. Es
versteht sich, daß, wenn die Installierung und der Betrieb des Gesamtsystems, wie es für eine
Basisvorrichtung 12 programmiert ist, sich von einer anderen Brenner- und Boilerinstallierung
11 unterscheidet, es möglich sein würde, die Brenner-Steuervorrichtung 26 und/oder
Basisvorrichtung 12 zu entfernen und sie neu zu installieren ohne die Programmierung zu
verändern, was einen gefährlichen Zustand schaffen könnte. Die vorliegende Erfindung
überwindet dieses Problem durch die Hinzufügung der Verriegelungseinrichtung 31, die in
einigen Einzelheiten beschrieben wird.
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In Figur 2 ist eine auseinandergezogene isometrische Darstellung einer Basisvorrichtung 12
und einer Steuervorrichtung 26 mit Verbindern 13, 14 und 15 offenbart. Ferner ist die
Verbindung bzw. Anschlußvorrichtung 25 für die Verbindung zwischen der Basisvorrichtung
12 und der Brenner-Steuervorrichtung 26 offenbart. An dem Ort der Verbindungsvorrichtung
25 gibt es ferner eine Oberfläche, die mit der Schalteinrichtung 32 (wie in Figur 1 gezeigt)
zusammenarbeitet, wenn die Brenner-Steuervorrichtung 26 auf der Basisvorrichtung 12
montiert wird. Die Schalteinrichtung 32 könnte durch Verbindungen eines herkömmlichen
Steckers und Sockels (nicht dargestellt) ersetzt werden. Der Spannungsversorgungsteil der
Basisvorrichtung 12 ist bei 24 zusammen mit dem Ort des eingeschobenen Flammenverstärkers
34 dargestellt.
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Die auseinandergezogene isometrische Darstellung gemäß Figur 2 wird verwendet, um die
physikalische Anordnung einer tatsächlichen Einheit zu zeigen, bei der die vorliegende
Verriegelungseinrichtung 31 verwendet wird. Eine Batteriegehäuseabdeckung 39 für eine
Stützbatterie ist ebenfalls dargestellt. Es geht aus Figur 2 hervor, daß die Basisvorrichtung 12
in der Lage ist, die Brenner-Steuervorrichtung 26 aufzunehmen und daß es für irgendeinen
möglich ist, die Brenner-Steuervorrichtung 26 von einer Einheit mit einer anderen Einheit
auszutauschen ohne wahrzunehmen, daß ein Sicherheitsproblem vorliegt. Ferner wäre es
möglich, eine Basiseinheit von ihrer ursprünglichen Montageoberfläche zu einer anderen zu
bewegen, ohne daß eine Neuprogrammierung erfolgt. Wenn die Verriegelungseinrichtung der
vorliegenden Erfindung nicht vorgesehen wäre, so könnte das Erfordernis für die
Neuprogrammierung übersehen werden.
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In Figur 3 ist ein Teil eines digitalen Logikschaltkreises 40 dargestellt. Der digitale
Logikschaltkreis 40 bildet einen Teil der Verriegelungseinrichtung 31. Die
Verriegelungseinrichtung 31 umfaßt eine Lithium-Batterie 41, die Leistung an den digitalen
Schaltkreis 40 liefert. Um sicherzustellen, daß wenig oder keine Batteriebelastung vorliegt,
wenn die Leistung verfügbar ist, liefert ein Batterie-Unterstützungsschaltkreis bei 47 Spannung
für die Verriegelungseinrichtung 31, solange normale Leistung verfügbar ist. Der digitale
Logikschaltkreis 40 besitzt einen Rückstelleingang 42 und ein paar von Ausgängen 43 und 44.
Ferner ist bei dem digitalen Logikschaltkreis 40 eine Eingangsleitung 45 vorgesehen, die für
die Verriegelungsfunktion kritisch ist. Die Leitung 45 umfaßt eine Verriegelungs-
Schalteinrichtung 32 und 32'. Ein Schnappschalter 32', der ein bewegliches Glied 51 besitzt,
das mit einem Stößel 50 verbunden ist, bildet ein Ausführungsbeispiel, das für diese Funktion
verwendet werden kann. Ein weiterer Anschluß 52 ist mit Masse 53 für den digitalen
Logikschaltkreis 40 verbunden.
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Immer wenn die Brenner-Steuervorrichtung 26, in der der digitale Logikschaltkreis 40
enthalten ist, von der Basisvorrichtung 12 wegbewegt wird, verändert der
Verriegelungsschalter 32 den Zustand des digitalen Logikschaltkreises 40. Dies kann ebenfalls
auftreten, wenn die Basiseinheit 12 von der Montageoberfläche 19 wegbewegt wird. Die
Zustandsänderung wird sodann bei dem nächsten Betrieb des Systems erkannt. Dies bedeutet,
daß jedesmal, wenn die Brenner-Steuervorrichtung 26 oder die Basisvorrichtung 12 bewegt
wird, die Verriegelungseinrichtung 31 mittels des digitalen Logikschaltkreises 40 das
Erfordernis der Neuprogrammierung hervorruft, so daß das Programm für die spezielle zu
steuernde Installierung geeignet ist.
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Es liegt auf der Hand, daß die vorliegende Erfindung in vielen physikalischen Konfigurationen
enthalten sein kann. Die physikalischen Ausführungsformen umfassen eine Stützbatterie in
einer Einrichtung basierend auf einem Mikrocomputer und das Erfordernis der
Neuprogrammierung der Einrichtung, wenn diese von einem physikalischen Ort zu einem
anderen bewegt wird. Die vorliegende Erfindung beinhaltet einen mechanischen
Verriegelungsschalter, der bei der Entfernung der auf einem Mikroprozessor basierenden
Steuerung von seiner ursprünglichen Basisvorrichtung betätigt wird. Ferner ruft die Bewegung
der Einheit zu einer neuen Montageoberfläche das Erfordernis der Neuprogrammierung
hervor.