EP0315042B1 - Steuerung für eine brennstoffbeheizte Wärmequelle - Google Patents
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- F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
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- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
- F23N2235/14—Fuel valves electromagnetically operated
Definitions
- the present invention relates to a control for a fuel-heated heat source according to the preamble of the independent claim.
- Fuel-heated heat source is to be understood here to mean any gas or oil-heated device, for example a gas or oil-heated storage tank, boiler, circulation water heater with and without process water preparation or a continuous-flow water heater. As is known, all of these devices require a flame arrester, which can also be designed as an automatic burner control. Newer burner controls are increasingly trained to incorporate microprocessor technology, which then opens up the possibility of having other functions monitored and controlled by the microprocessor.
- the object of the invention is to realize a temperature limiter of a Umlaur water heater based on this technique.
- FIG. 1 shows an embodiment of the invention.
- a fuel-heated heat source 1 consists essentially of a heat exchanger 2, which is connected to a return line 3 and a flow line 4 and which is heated by a burner 5, which is fed via a fuel supply line 7 provided with a solenoid valve 6.
- the flow line 4 is assigned 2 actual temperature sensors 8 and 9, which are designed, for example, as temperature-dependent resistors with NTC or PTC behavior. A different configuration of the actual value transmitters 8 and 9 would also be possible. Voltages are thus present on the associated connecting lines 10 and 11, the actual value of which is variable with the temperature of the flow line 4. If necessary, the voltage values could be linearized or damped.
- a controller 12 is provided which has two microprocessors 13 and 14 which operate in two-channel technology.
- the lines 10 and 11 are each fed to one of the microprocessors 13 and 14. Furthermore, a setpoint generator 15 is provided, which is also connected to both microprocessors 13 and 14 via lines 16 and 17. The same applies to an interference suppression device 18, which consists essentially of a button that is connected via a line 19 to both microprocessors 13 and 14. The states of both microprocessors 13 and 14 can be transmitted to the other microprocessor 14 or 13 via a compensation line 20, the line 20 in practice consisting of a line bundle.
- One output 21 and 22 of each of the two microprocessors 13 and 14 is provided on a safety shutdown stage 23, which is connected via a line 24 to a solenoid 25 of the solenoid valve 6.
- the control shown works as follows. After the burner 5 has been put into operation via a burner control, not shown, its exhaust gas heats the heat exchanger 2, so that the temperature of the feed line 4 rises.
- the actual values of the temperature are measured via the actual value transmitters 8 and 9 designed as NTC resistors and are applied to both microprocessors 13 and 14. In these microprocessors 13 and 14, they are continuously compared with the setpoint predetermined by 15. It is possible that the analog values of the temperatures are first digitized before processing and before comparison. Accordingly, each microprocessor 13 and 14 independently detects the actual temperature either on the flow line 4 or - with a corresponding arrangement of the actual value transmitters 8 and 9 - directly on the lamella block or on the cast body of the boiler.
- the one in the microprocessor 13 or 14 respectively processed actual temperature value is made available to the other microprocessor 14 or 13 via the compensation line 20. If there are deviations between the two actual values beyond a permissible level, the safety shutdown stage 23 is actuated via the output line 21 or 22, so that the solenoid valve 6/25 is closed. The same happens when the processed actual value of one of the transmitters 8 or 9 in the microprocessor 13 or 14 reaches the target value 15. Then the associated microprocessor 13 or 14 also causes the safety shutdown stage 23 to respond and thus the solenoid valve 6/25 to close. Accordingly, it is possible both to monitor the actual value transmitters 8 and 9 and to perform a safety shutdown via the other 14 or 13 if one microprocessor 13 or 14 fails.
- the data exchange also makes it possible for the other microprocessor 13 or 14 to switch off in the event of a defective actual value transmitter 8 or 9 and the defect of the microprocessor 14 or 13 which is not associated with it, via the data exchange. Since each microprocessor 13 or 14 has a sensor area and a switch-off area, the switch-off function is also ensured if either both areas of a microprocessor 13 or 14 are in order or, in the case of a microprocessor 13 or 14, the sensor area and other microprocessor 14 or 13 the switch-off area is in order, since the measured value can always reach the switch-off area via the exchange line 20.
- each of the microprocessors 13 and 14 there are transmitters which monitor the connected actual value transmitter 8 or 9 to determine whether there is an open circuit or a short circuit. Even then, the solenoid valve 6/25 can be switched off via each of the two microprocessors 13 and 14.
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für eine brennstoffbeheizte Wärmequelle gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
- Unter brennstoffbeheizter Wärmequelle ist hier jedwedes gas- oder ölbeheizte Gerät zu verstehen, beispielsweise also ein gas- oder ölbeheizter Speicher, Kessel, Umlauf-Wasserheizer mit und ohne Brauchwasserbereitung oder Durchlauf-Wasserheiser. Bekanntermaßen benötigen all diese Geräte eine Flammensicherung, die auch als Feuerungsautomat ausgebildet sein kann. Neuere Feuerungsautomaten werden zunehmend untar Einbeziehung der Mikroprozessortechnik ausgebildet, wobei sich dann die Möglichkeit erschließt, auch andere Funktionen vom Mikroprozessor überwachen und steuern zu lassen.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Temperaturbegrenzer eines Umlaur-Wasserheizers auf der Basis dieser Technik zu realisieren.
- Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der nachfolgenden Beschreibung und mit Hinweis auf Fig.1, die eine Ausführung der Erfindung zeigt, näher erläutert.
- Eine brennstoffbeheizte Wärmequelle 1 besteht im wesentlichen aus einem Wärmetauscher 2, der an eine Rücklaufleitung 3 und eine Vorlaufleitung 4 angeschlossen ist und der von einem Brenner 5 beheizt wird, der über eine mit einem Magnetventil 6 versehene Brennstoffzuleitung 7 gespeist ist. Der Vorlaufleitung 4 sind 2 Temperatur-Istwertgeber 8 und 9 zugeordnet, die beispielsweise als temperaturabhängige Widerstände mit NTC- oder PTC-Verhalten ausgebildet sind. Auch eine andere Ausgestaltung der Istwertgeber 8 und 9 wäre möglich. Auf den zugehörigen Anschlußleitungen 10 beziehungsweise 11 stehen damit Spannungen an, deren Istwert mit der Temperatur der Vorlaufleitung 4 variabel ist. Gegebenenfalls könnten die Spannungswerte linearisiert oder gedämpft sein. Es ist eine Steuerung 12 vorgesehen, die zwei Mikroprozessoren 13 und 14 aufweist, die in Zweikanaltechnik arbeiten. Die Leitungen 10 und 11 sind jeweils einem der Mikroprozessoren 13 und 14 zugeführt. Weiterhin ist ein Sollwertgeber 15 vorgesehen, der über Leitungen 16 und 17 gleichfalls an beide Mikroprozessoren 13 und 14 angeschlossen ist. Das gleiche gilt für eine Entstörvorrichtung 18, die im wesentlichen aus einem Taster besteht, der über eine Leitung 19 an beide Mikroprozessoren 13 und 14 angeschlossen ist. Die Zustände beider Mikroprozessoren 13 und 14 können über eine Ausgleichsleitung 20 auf den jeweils anderen Mikroprozessor 14 beziehungsweise 13 übertragen werden, wobei die Leitung 20 in der Praxis aus einem Leitungsbündel besteht. Je ein Ausgang 21 und 22 beider Mikroprozessoren 13 und 14 ist auf eine Sicherheitsabschaltstufe 23 gegeben, die über eine Leitung 24 mit einer Magnetspule 25 des Magnetventils 6 verbunden ist.
- Die dargestellte Steuerung arbeitet wie folgt. Nachdem der Brenner 5 über einen nicht dargestellten Feuerungsautomaten in Betrieb genommen wurde, beheizt sein Abgas den Wärmetauscher 2, so daß die Temperatur der Vorlaufleitung 4 steigt. Die Istwerte der Temperatur werden über die als NTC-Widerstände ausgebildeten Istwertgeber 8 und 9 gemessen und stehen an beiden Mikroprozessoren 13 und 14 an. Sie werden in diesen Mikroprozessoren 13 und 14 fortlaufend mit dem durcn 15 vorgegebenen Sollwert verglichen. Es ist möglich, daß die Analogwerte der Temperaturen zunächst vor der Verarbeitung und vor dem Vergleich digitalisiert werden. Jeder Mikroprozessor 13 und 14 erfaßt demgemäß eigenständig die Ist-Temperatur entweder an der Vorlaufleitung 4 oder - bei entsprechender Anordnung der Istwertgeber 8 und 9 - direkt am Lamellenblock oder am Gußkörper des Kessels. Der im Mikroprozessor 13 oder 14 jeweils verarbeitete Ist-Temperaturwert wird über die Ausgleichsleitung 20 dem jeweils anderen Mikroprozessor 14 beziehungsweise 13 zur Verfügung gestellt. Ergeben sich Abweichungen zwischen den beiden Istwerten über ein zulässiges Maß hinaus, so wird über die Ausgangsleitung 21 oder 22 die Sicherheitsabschaltstufe 23 betätigt, so daß das Magnetventil 6/25 geschlossen wird. Das gleiche geschieht, wenn der verarbeitete Istwert eines der Geber 8 oder 9 im Mikroprozessor 13 oder 14 den Sollwert 15 erreicht. Dann veranlaßt nämlich der zugehörige Mikroprozessor 13 beziehungsweise 14 ebenfalls das Ansprechen der Sicherheitsabschaltstufe 23 und damit ein Schließen des Magnetventils 6/25. Es ist demgemäß möglich, sowohl einerseits die Istwertgeber 8 und 9 zu überwachen als auch bei Ausfall eines Mikroprozessors 13 oder 14 über den anderen 14 oder 13 eine Sicherheitsabschaltung vorzunehmen. Durch den Datentausch ist es auch möglich, daß bei einem defekten Istwertgeber 8 oder 9 und dem Defekt des diesem nicht zugehörigen Mikroprozessors 14 oder 13 über den Datentausch der andere Mikroprozessor 13 oder 14 die Abschaltung vornehmen kann. Da jeder Mikroprozessor 13 beziehungsweise 14 einen Sensorikbereich und einen Abschaltbereich aufweist, ist die Abschaltfunktion auch gewährleistet, wenn entweder beide Bereiche eines Mikroprozessors 13 oder 14 in Ordnung sind oder bei einem Mikroprozessor 13 oder 14 der Sensorikbereich und beim anderen Mikroprozessor 14 oder 13 der Abschaltbereich in Ordnung sind, da über die Austauschleitung 20 der Meßwert immer zum Abschaltbereich gelangen kann.
- Weiterhin ist vorgesehen, daß in jedem der Mikroprozessoren 13 und 14 Geber vorhanden sind, die den angeschlossenen Istwertgeber 8 oder 9 daraufhin überwachen, ob eine Leitungsunterbrechung oder ein Kurzschluß vorliegt. Auch dann kann über jeden der beiden Mikroprozessoren 13 und 14 eine Abschaltung des Magnetventils 6/25 vorgenommen werden.
- Wesentlich für die Erfindung ist, daß die dargestellte Funktion der Mikroprozessoren 13 und 14, insbesondere an gasbeheizten Geräten, leicht realisierbar ist, wenn der ohnehin benötigte Feuerungsautomat für einen automatischen Betrieb in Mikroprozessortechnik aufgebaut ist. Der zusätzliche Investitionsaufwand für die Steuerung des Gerätes ist dann sehr gering.
Claims (2)
- Steuerungsvorrichtung für eine ein Magnetventil (6,25) zur Brennstoffzufuhr aufweisende brennstoffbeheizte Wärmequelle zum Begrenzen der Temperatur eines zu erwärmenden Mediums mittels eines Mikroprozessors, dadurch gekennzeichnet, daß Zwei Mikroprozessoren (13,14), jeweils mit einem zugeordneten Istwertgeber (8, 9), die die Temperatur des Mediums erfassen, vorgesehen sind, wobei die Mikroprozessoren (13 und 14) die Meßwerte sowohl mit einem Sollwert als auch miteinander über eine Austauschfunktion vergleichen und ein Signal zum Schließen des Magnetventils (6, 25) abgeben, wenn der Sollwert erreicht wird oder wenn die Istwerte der beiden Mikroprozessoren (13 und 14) über ein zulässiges Maß hinaus voneinander abweichen oder wenn aufgrund einer Über- oder Unterschreitung vorgegebener Grenzwerte für den Istwert ein Kurzschluß oder eine Leitungsunterbrechung auftritt.
- Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Einsatz der Mikroprozessoren (13, 14) zur gleichzeitigen Steuerung und Regelung der Wärmequelle mittels der gleichen Istwertgeber (8, 9).
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