EP0615095A1 - Automatic burner - Google Patents

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EP0615095A1
EP0615095A1 EP93114746A EP93114746A EP0615095A1 EP 0615095 A1 EP0615095 A1 EP 0615095A1 EP 93114746 A EP93114746 A EP 93114746A EP 93114746 A EP93114746 A EP 93114746A EP 0615095 A1 EP0615095 A1 EP 0615095A1
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setpoint
burner
programmer
data memory
burner control
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EP93114746A
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Eckhard Dipl.-Ing. Fh Schwendemann
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Original Assignee
Landis and Gyr Technology Innovation AG
Landis and Gyr Bussiness Support AG
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Publication date
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    • F23N3/082—Regulating air supply or draught by power-assisted systems using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
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    • F23N5/20—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/26—Details

Definitions

  • the invention relates to an automatic burner control according to the preamble of claim 1.
  • Such burner controls are part of devices for controlling the combustion in small to medium-sized heat generation systems that are operated with liquid fuels.
  • Such burner controls are known, for example, from the Landis & Gyr company publication 7461D "Burner Control LFE1". With the help of such a burner control, the air blower, fuel pump (e.g. oil pump), fuel valve and ignition device are controlled. This means that both the commissioning process for a burner can be controlled and monitored, and the operation following such a commissioning process, with a separate power controller being used for power control. From DE-A1-29 20 343 a device for controlling burners is known, which also includes a power controller.
  • compound controllers in addition to such a burner control, which regulate the mass flow of fuel and air during operation following a commissioning process in such a way that the combustion is optimized with regard to the combustion conditions, in particular with regard to emission behavior.
  • a compound controller is described in DE-C2-30 39 994.
  • a computer can be connected to such a compound controller, which replaces the microprocessor of the compound controller if the compound controller is to be adapted to the conditions of the incineration plant to be controlled when it is started up for the first time or when it is later adjusted. At least during commissioning, a probe that detects the exhaust gas state is used.
  • the invention has for its object to provide an automatic burner control which, regardless of the characteristic of the actuators for air and fuel flow, is able to improve the emission behavior of a combustion system controlled by this automatic burner control.
  • the single figure shows a diagram with a burner control 1 according to the invention, to which a blower drive 2 of a blower 3 and a fuel pump drive 4 of a fuel pump 5 are connected.
  • the fan drive 2 is connected via a first interface 6 to the automatic burner control unit 1, this interface 6 in turn consisting of an operating voltage connection 6b, a control connection 6s and a feedback connection 6r.
  • the fuel pump drive 4 is connected to the burner control unit 1 via a second interface 7, which comprises an operating voltage connection 7b, a control connection 7s and a Feedback connection 7r exists.
  • the fan drive 2 is advantageously a speed-controllable motor, for example a DC motor.
  • the drive energy is made available to him via the operating voltage connection 6b.
  • the speed control takes place via the control connection 6s.
  • the speed control is advantageously carried out by pulse width modulation.
  • the corresponding control electronics are part of the motor to be considered as a unit.
  • the feedback of the speed takes place via the feedback connection 6r.
  • the feedback signal advantageously provides a Hall probe, which, together with its signal conditioning circuit, is also part of the motor representing a structural unit. Such units are commercially available. It is essential that the feedback signal is a sequence of pulses of constant length and constant amplitude proportional to the speed of the motor, so that the length of the pause between the individual pulses is speed-dependent.
  • the fuel pump drive 4 is also advantageously a speed-controllable motor which can be controlled analogously to the blower drive 2 and whose feedback is also designed accordingly.
  • the fan drive 2 and fuel pump drive 4 can be, for example, EBM motors of the type M3G055-BD03-XA, VDB (32-38 V) DC, but are of course not restricted to this.
  • EBM motors of the type M3G055-BD03-XA, VDB (32-38 V) DC, but are of course not restricted to this.
  • the use of the same motor for both drives has advantages in terms of storage, spare parts availability and price.
  • the burner control unit 1 also has connection points for a fuel preheater 8, for a fuel valve 9, for an ignition device 10 and for a flame monitoring device 11. In addition, it has a connection 12 for the operating voltage, usually for 230 V / 50 Hz and / or 110 V / 60 Hz.
  • Such a burner control unit 1 is generally controlled by a heating controller.
  • a control input 13 which advantageously consists of three individual input points: a first input point 13.1 for a general switch-on command, a second input point 13.2 for a command to switch on a possibly existing second burner stage and a third input point 13.m for a power request signal in the case of a modulating burner. If the control input 13 consists of these three input points, the automatic burner control unit 1 can be used universally for all burner types "one-stage", "two-stage” and "modulating". This is useful in view of a low-volume series production, through which the manufacturing costs can be reduced.
  • the burner control unit 1 automatically detects which of the input points are wired before starting up as part of a self-test. He can then configure himself or, if the configuration has been specified, can automatically detect whether the control paths are still operational.
  • a safety temperature limiter 14 Connectable to the automatic firing device 1 is also a safety temperature limiter 14, the contact of which must be included in the safety chain of the automatic firing device 1 in order to prevent the burner from being switched on under all circumstances, although the heat generator must be switched off due to overheating.
  • the burner control unit 1 contains a connection 12 connected power supply 15, which generates all required voltages.
  • the power supply unit 15 supplies the operating voltage to the operating voltage connections 6b and 7b, moreover via a fuel preheater relay 16 to the fuel preheater 8 and via said safety temperature limiter 14 and a protective relay 17 on the one hand via a fuel valve relay 18 to the fuel valve 9 and on the other hand via an ignition relay 19 to the Ignition device 10.
  • the four relays 16, 17, 18 and 19 are controlled by a programmer 20, which is indicated by dotted lines.
  • the programmer 20 is, for example, a microprocessor with associated peripheral interfaces and components.
  • the programmer 20 also has an input which is connected to a flame amplifier 21 which amplifies the signal from the flame monitoring device 11 and forms it into a signal which is compatible with the programmer 20.
  • Outputs of the program generator 20 are connected to the two control connections 6s and 7s.
  • the programmer 20 is also connected according to the invention to a setpoint data memory 22, in which setpoints for the speeds of the blower drive 2 and the fuel pump drive 4 are created.
  • Setpoint data memory 22 and actual data memory 23 are connected to a comparator 24, which in turn reports the results of comparison operations to programmer 20, for which purpose a corresponding connection is present.
  • the burner control unit 1 has a further interface 25 for connecting an exhaust gas probe 26, which can be an oxygen probe, for example.
  • the interface 25 is connected to a setpoint generator 27, which is connected to the setpoint data memory 22.
  • This setpoint generator 27 is controlled by an operating mode switch 28, which is also connected to the programmer 20.
  • the operating mode switch 28 has two positions: a first position, the "SET" position, in which the setpoint generator 27 is activated, and a second position, the "RUN" position, in the programmer 20 processes its normal program.
  • the burner control unit 1 thus has elements 25, 27 and 28 with which it is able to autonomously determine the data required for optimal operation of the combustion system when an exhaust gas probe 26 is connected.
  • the setpoint generator and possibly also the operating mode switch 28 do not represent separate elements, but are instead implemented by program sequences which are processed by the microprocessor mentioned.
  • the burner control unit 1 has a further interface 29 to which a supply air temperature sensor 30 can be connected.
  • This interface 29 is connected on the one hand to the setpoint generator 27 and on the other hand to the programmer 20.
  • the "OFF" state is assumed as the initial state.
  • the higher-level heating controller not shown in the figure, does not require any heat, so that the burner is switched off.
  • the burner control unit 1 is in the “standby” state, in which the fuel preheater 8 and the ignition device 10 are switched off, the blower drive 2 and the fuel pump drive 4 are at a standstill and the flame monitor 11 must not report a flame.
  • a signal appears at the entry point 13.m indicating the size of the heat demand.
  • This signal can be, for example, a standardized voltage in the range from 0 to 10 V, 10 V meaning 100% power requirement (based on the nominal power of the burner), but alternatively also advantageously a digital signal.
  • This signal reaches the programmer 20, in the case of a microprocessor as programmer 20 and an analog input signal via an analog-digital converter, not shown.
  • the programmer 20 starts the start-up procedure that is usual in automatic firing systems 1.
  • the programmer 20 fetches a value for the speed of the blower drive 2 from the setpoint data memory 22 and the supply air temperature stored at this speed, which prevailed when the corresponding setpoint for the speed of the blower drive 2 was determined, which will be described in detail later.
  • the program generator 20 also has the value for the supply air temperature measured at the moment.
  • the programmer 20 now determines a corrected setpoint for the speed of the blower drive 2 from the existing setpoint for the speed of the blower drive 2, from the stored value of the supply air temperature and from the current value of the supply air temperature.
  • the specified algorithm is essentially based on the equation of the General Gas Act.
  • the corrected setpoint is written into the setpoint data memory 22 as the current setpoint.
  • the blower drive 2 is controlled accordingly by the programmer 20 via the control connection 6s.
  • the blower 3 should then start up and, after a certain run-up time, reach the target speed according to the corrected value.
  • An initially increasing signal for the speed appears at the feedback connection 6r, which reaches a certain value after the ramp-up time has passed. This signal passes from the feedback connection 6r to the actual data memory 23 and is stored there.
  • the comparator 24 now compares the values of the target data memory 22 and the actual data memory 23 and reports the result to the programmer 20. It should be mentioned here that, depending on the type of programmer 20 used, certain variants of the structure of the burner control unit 1 are possible. If the program generator 20 is a microprocessor, the comparator 24 can also be a program sequence that the microprocessor processes.
  • an additional Air pressure switch must be present. By running the blower 3, an increased air pressure is generated, to which this air pressure switch responds. The response of the air pressure switch is communicated to the programmer 20. If the air pressure switch does not respond, the continuation of the program sequence is stopped. This measure ensures that the burner cannot go into operation if the fan drive 2 is running correctly, but the required air mass flow is not promoted by any circumstances.
  • the ignition device 10 is then switched on by the programmer 20 in that the ignition relay 19 is activated.
  • the fact that the ignition device 10 actually receives voltage has the prerequisite that the current path via the safety temperature limiter 14 and the protective relay 17 is closed.
  • the programmer 20 also fetches from the setpoint data memory 22 a setpoint for the speed of the fuel pump drive 4 belonging to the original, not temperature-compensated setpoint for the speed of the fan drive 2.
  • the fuel pump drive 4 is controlled and monitored in the same way as the fan drive 2.
  • the programmer 20 then controls the fuel valve relay 18, thereby releasing the flow of fuel so that the fuel-air mixture in the burner can now ignite.
  • the programmer 20 then reads the value for the heat demand at the input point 13.m, and the setpoint data for the speed of the blower drive 2 and fuel pump drive 4 corresponding to this power value from the setpoint data memory 22 fetched and the motors regulated accordingly.
  • the setpoint for the speed of the fan drive 2 is in turn corrected as previously indicated in accordance with the current supply air temperature.
  • the entry point 13.m is queried cyclically by the programmer 20. Any change in Heat demand leads to a corresponding change in the setpoints for the speeds of blower drive 2 and fuel pump drive 4.
  • the setpoint data memory contains quartets of values: burner output, speed of blower drive 2, speed of fuel pump drive 4, supply air temperature.
  • the setpoint memory has a corresponding number of quartets of values, e.g. 128.
  • the setpoint memory only needs to record 3 quartets of values (start, 1st stage, 2nd stage), with single-stage burners only 2 ( Start, operation).
  • Generators for the control signals for fan drive 2 and fuel pump drive 4 are not shown in the figure. These generators can, for example, generate pulse-width-modulated or frequency-variant control signals. In the case of a microprocessor-controlled burner control unit 1, these generators are not separate components, but the microprocessor acting as programmer 20 directly generates the corresponding signals.
  • the burner control unit 1 is characterized in that the relationship between the speed of the blower drive 2 and the speed of the fuel pump drive 4 is determined by stored values, which can be freely selected, with each pair of values being assigned a supply air temperature to which the pair of values applies exactly. Since the speed of the blower drive 2 is corrected according to the invention in accordance with the ratio of the supply air temperatures at the time the setpoint is formed and at the time of the call-up, the optimum excess air can be set for each operating point under all circumstances. It is advantageous that the variants of the burner control unit 1 for single-stage, two-stage and modulating burners differ only in the size of the target data memory. As a result, large quantities and thus low manufacturing costs can be achieved.
  • the use of regulated DC motors as drives for blowers 3 and fuel pumps 5 has advantages in terms of robustness and size.
  • the use of DC motors with 35 V nominal voltage has additional advantages in terms of safety, e.g. Protection against accidental contact.
  • the program of the program generator 20 can advantageously be designed such that when the heat requirement is increased, the speed of the fan drive 2 is increased first and the speed of the fuel pump drive 4 is only increased after a delay. Conversely, if the heat requirement is reduced, the speed of the fuel pump drive 4 can first be reduced and the speed of the blower drive 2 can be reduced with a time delay. As a result, air surplus is briefly ensured during load changes, so that a lack of air with the resulting unfavorable emission values is reliably avoided.
  • the automatic burner control unit 1 By actuating the operating mode switch 28, it can be selected whether the automatic burner control unit 1 should control the combustion process according to the data stored in its target data memory 22 ("RUN" position) or whether new data should be obtained for the target data memory 22 ( "SET" position).
  • the programmer 20 can automatically switch the operating mode switch 28 to the "SET" position if there are no values in the target data memory 22. In this case, he can control an indicator lamp or output a message on the display that the "SET" mode is active by connecting an exhaust gas probe 26 to the burner control unit 1 at the interface 25.
  • the operating mode switch 28 is automatically set to the "SET" position as soon as a signal from the exhaust gas probe 26 is present at the interface 25. This active relationship is indicated in the figure by a dash-dotted line between the interface 25 and the operating mode switch 28.
  • the programmer 20 executes a special “calibration” program.
  • An operating point is a certain desired burner output, which includes a certain amount of fuel and a certain amount of air.
  • the amount of air for each of the operating points is varied by acting on the blower drive 2 until the exhaust gas probe 26 detects a predetermined signal for the desired exhaust gas state, for example until the oxygen content in the exhaust gas is within a setpoint range.
  • the amount of air is varied in such a way that the starting values are always too large and then the amount of air is gradually reduced. This also ensures in the program sequence for determining the optimal target data that there is never a lack of air during combustion which would cause harmful exhaust gases.
  • the quantity of air belonging to a working point at which the exhaust gas composition corresponds to the desired values is stored in the target data memory 22 for the respective working point.
  • the current value of the supply air temperature is also stored for each of these working points. This creates the quartets of values mentioned: burner output, setpoint for blower drive 2, setpoint for fuel pump drive 4 and the associated supply air temperature.
  • the setting is complete.
  • the operating mode switch 28 is then - advantageously automatically - set to the "RUN" position.
  • the burner control unit 1 controls and regulates the burner and the organs for supplying fuel and air in accordance with the power requirement which is present at its inputs. It should be mentioned that it is also possible to specify the amount of air and adjust the amount of fuel as part of the processing of the various operating points and in the normal operation of the automatic burner control 1.
  • the programmer 20 does not have to go to too many operating points as part of the "oak" program. Therefore it is advantageous if at measured working points Intermediate values are interpolated. The result of this is that the processing of the "oak" program is completed more quickly and heat is not produced unnecessarily. The latter is particularly advantageous if the first start-up or a new calibration takes place in the context of a chimney sweep in summer. If the burner were in operation for a long time and the heat produced was not removed, the safety temperature limiter could respond and the complete "calibration" program could not be carried out.
  • the number of working points can advantageously be selected independently: first three working points, a minimum power N min , a medium power N medium and a maximum power N max are measured. If the three points for the setpoint of the control values for fuel and air are not nearly on a straight line, intermediate points are measured. If these are still not nearly on a straight line with the neighboring points, further intermediate points are measured. The setting procedure is thus automatically optimized with regard to the linearity of the actuators.
  • the invention offers a number of advantages over the known.
  • an expensive and maintenance-intensive exhaust gas probe 26 is not required for the normal operation of the furnace, which is of great importance in smaller heating systems.
  • the emission values of the heating system operated with the automatic burner control unit 1 are reduced compared to what is known.
  • the data memory of the automatic burner control unit 1 is automatically populated with values for the quartets burner output / fuel quantity / air quantity / supply air temperature, in which optimal combustion with minimal Emission values takes place.
  • a setting by a designated specialist is not necessary.
  • This procedure automatically takes into account different types of devices that serve to regulate the fuel and air volume. It is not necessary to enter the characteristics of such devices, so that the person responsible for the setting does not even have to know the technical data of the actuators.
  • the solution described can be used in the same way for non-modulating and modulating burners. It is particularly advantageous for modulating burners because the conventional process for defining and entering the quartets of burner output / fuel quantity / air quantity / supply air temperature is extremely time-consuming and, due to the implementation by a specialist, is also cost-intensive.

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Abstract

The invention relates to an automatic firing unit (1) for driving a blower (3), having a blower drive (2) and a fuel pump (5) with a fuel pump drive (4). The automatic firing unit (1) has a programmer (20) which controls and monitors a start-up process and continuing operation. Blower (3) and fuel pump (5) are controlled for each working point in accordance with the data stored in a desired data memory (22). According to the invention, in this process the desired value for the blower drive (2) is corrected in accordance with a prescribed algorithm by using the actual supply air temperature measured by means of a supply air temperature sensor (30). The invention permits the pollutant emissions of a burner which is controlled by the automatic firing unit (1) to be further reduced. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feuerungsautomaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an automatic burner control according to the preamble of claim 1.

Solche Feuerungsautomaten sind Bestandteil von Einrichtungen zur Steuerung der Verbrennung bei Wärmeerzeugungsanlagen kleiner bis mittlerer Leistung, die mit flüssigen Brennstoffen betrieben werden.Such burner controls are part of devices for controlling the combustion in small to medium-sized heat generation systems that are operated with liquid fuels.

Solche Feuerungsautomaten sind beipielsweise aus der Landis & Gyr-Firmendruckschrift 7461D "Feuerungsautomat LFE1" bekannt. Mit Hilfe eines solchen Feuerungsautomaten werden Luftgebläse, Brennstoffpumpe (z.B. Ölpumpe), Brennstoffventil und Zündungseinrichtung gesteuert. Damit ist sowohl der Inbetriebsetzungsvorgang für einen Brenner steuer- und überwachbar als auch der Betrieb im Anschluß an einen solchen Inbetriebsetzungsvorgang, wobei zur Leistungsregelung ein separater Leistungsregler zum Einsatz kommt. Aus der DE-A1-29 20 343 ist eine Vorrichtung zur Steuerung von Brennern bekannt, die auch einen Leistungsregler umfaßt.Such burner controls are known, for example, from the Landis & Gyr company publication 7461D "Burner Control LFE1". With the help of such a burner control, the air blower, fuel pump (e.g. oil pump), fuel valve and ignition device are controlled. This means that both the commissioning process for a burner can be controlled and monitored, and the operation following such a commissioning process, with a separate power controller being used for power control. From DE-A1-29 20 343 a device for controlling burners is known, which also includes a power controller.

Darüber hinaus ist es bekannt, zusätzlich zu einem solchen Feuerungsautomaten Verbundregler einzusetzen, die im Betrieb im Anschluß an einen Inbetriebsetzungsvorgang die Stoffmengenflüsse für Brennstoff und Luft so regeln, daß die Verbrennung im Hinblick auf die Verbrennungsbedingungen, inbesondere hinsichtlich Emissionsverhalten, optimiert wird. Ein solcher Verbundregler ist in der DE-C2-30 39 994 beschrieben. An einen solchen Verbundregler ist ein Rechner anschließbar, der den Mikroprozessor des Verbundreglers ersetzt, wenn der Verbundregler bei einer erstmaligen Inbetriebnahme oder einer späteren Justierung an die Gegebenheiten der zu regelnden Verbrennungsanlage angepaßt werden soll. Mindestens bei der Inbetriebnahme wird dabei eine den Abgaszustand erfassende Sonde verwendet.In addition, it is known to use compound controllers in addition to such a burner control, which regulate the mass flow of fuel and air during operation following a commissioning process in such a way that the combustion is optimized with regard to the combustion conditions, in particular with regard to emission behavior. Such a compound controller is described in DE-C2-30 39 994. A computer can be connected to such a compound controller, which replaces the microprocessor of the compound controller if the compound controller is to be adapted to the conditions of the incineration plant to be controlled when it is started up for the first time or when it is later adjusted. At least during commissioning, a probe that detects the exhaust gas state is used.

Bekannt ist weiter, daß die tatsächlich zur Verbrennung erforderliche Luftmenge, wenn sie als Volumen betrachtet wird, von der Temperatur der Luft abhängt, da gemäß Allgemeinem Gasgesetz eine deutliche Abhängigkeit des Massengehalts eines bestimmten Gasvolumens von der Temperatur besteht. Aus der DE-C2-36 07 386 ist es bekannt, eine dementsprechende Korrektur der Stellung des Brennstoff-Regelorgans bei einer mit einem Gasgebläsebrenner ausgestatteten Verbrennungsanlage vorzunehmen.It is also known that it is actually for combustion the amount of air required, if it is considered as a volume, depends on the temperature of the air, since according to the General Gas Act there is a clear dependence of the mass content of a certain gas volume on the temperature. From DE-C2-36 07 386 it is known to make a corresponding correction of the position of the fuel control element in an incinerator equipped with a gas blower burner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Feuerungsautomaten zu schaffen, der unabhängig von der Kennlinie der Stellglieder für Luft- und Brennstoffstrom in der Lage ist, das Emissionsverhalten einer durch diesen Feuerungsautomaten gesteuerten Verbrennungsanlage zu verbessern.The invention has for its object to provide an automatic burner control which, regardless of the characteristic of the actuators for air and fuel flow, is able to improve the emission behavior of a combustion system controlled by this automatic burner control.

Die Lösung dieser Aufgabe hat insofern große Bedeutung, da Verbrennungsanlagen für kleine und mittlere Leistungen sehr große Verbreitung haben und deshalb auch kleinere Beiträge zur Verbesserung des Emissionsverhaltens eine insgesamt deutliche Reduktion der Gesamtmenge der Schadstoffemissionen bewirken.The solution to this problem is of great importance since incineration plants for small and medium-sized outputs are very widespread and therefore smaller contributions to improving the emission behavior result in an overall significant reduction in the total amount of pollutant emissions.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.According to the invention, the stated object is achieved by the features of claim 1. Advantageous configurations result from the dependent claims.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Die einzige Figur zeigt ein Schema mit einem erfindungsgemäßen Feuerungsautomaten 1, an den ein Gebläseantrieb 2 eines Gebläses 3 und ein Brennstoffpumpenantrieb 4 einer Brennstoffpumpe 5 angeschlossen sind. Der Gebläseantrieb 2 ist dabei über eine erste Schnittstelle 6 an den Feuerungsautomaten 1 angeschlossen, wobei diese Schnittstelle 6 ihrerseits aus einem Betriebsspannungsanschluß 6b, einem Steueranschluß 6s und einem Rückmeldeanschluß 6r besteht. Analog dazu ist der Brennstoffpumpenantrieb 4 über eine zweite Schnittstelle 7 an den Feuerungsautomaten 1 angeschlossen, die aus einem Betriebsspannungsanschluß 7b, einem Steueranschluß 7s und einem Rückmeldeanschluß 7r besteht.The single figure shows a diagram with a burner control 1 according to the invention, to which a blower drive 2 of a blower 3 and a fuel pump drive 4 of a fuel pump 5 are connected. The fan drive 2 is connected via a first interface 6 to the automatic burner control unit 1, this interface 6 in turn consisting of an operating voltage connection 6b, a control connection 6s and a feedback connection 6r. Analogously to this, the fuel pump drive 4 is connected to the burner control unit 1 via a second interface 7, which comprises an operating voltage connection 7b, a control connection 7s and a Feedback connection 7r exists.

Der Gebläseantrieb 2 ist vorteilhaft ein drehzahlsteuerbarer Motor, beispielsweise ein DC-Motor. Die Antriebsenergie wird ihm über den Betriebsspannungsanschluß 6b zur Verfügung gestellt. Die Drehzahlsteuerung erfolgt über den Steueranschluß 6s. Vorteilhaft erfolgt die Drehzahlsteuerung durch eine Pulsweitenmodulation. Die entsprechende Steuerelektronik ist Bestandteil des als Baueinheit zu betrachtenden Motors. Die Rückmeldung der Drehzahl erfolgt über den Rückmeldeanschluß 6r. Das Rückmeldesignal liefert vorteilhaft eine Hall-Sonde, die samt ihrer Signalaufbereitungsschaltung ebenfalls Bestandteil des eine Baueinheit darstellenden Motors ist. Solche Baueinheiten sind handelsüblich. Wesentlich ist, daß das Rückmeldesignal eine der Drehzahl des Motors proportionale Folge von Pulsen konstanter Länge und konstanter Amplitude ist, so daß die Länge der Pause zwischen den einzelnen Impulsen drehzahlabhängig ist. Dadurch wird erreicht, daß die Verarbeitung des Signals der Drehzahlrückmeldung wahlweise entweder digital durch Zählen der Impulse pro Zeiteinheit oder analog durch Integration dieser Impulse erfolgen kann. Besonders vorteilhaft ist es, beide Signalverarbeitungsarten parallel anzuwenden, d.h. sowohl digital als auch analog. Da Störungen im allgemeinen auf einen digitalen Signalpfad andere Wirkungen als auf einen analogen Signalpfad haben, ist die mit dieser Kombination erreichbare Sicherheit sogar noch größer als bei einer üblichen zweikanaligen Signalverarbeitung.The fan drive 2 is advantageously a speed-controllable motor, for example a DC motor. The drive energy is made available to him via the operating voltage connection 6b. The speed control takes place via the control connection 6s. The speed control is advantageously carried out by pulse width modulation. The corresponding control electronics are part of the motor to be considered as a unit. The feedback of the speed takes place via the feedback connection 6r. The feedback signal advantageously provides a Hall probe, which, together with its signal conditioning circuit, is also part of the motor representing a structural unit. Such units are commercially available. It is essential that the feedback signal is a sequence of pulses of constant length and constant amplitude proportional to the speed of the motor, so that the length of the pause between the individual pulses is speed-dependent. This ensures that the processing of the speed feedback signal can be done either digitally by counting the pulses per unit of time or analogously by integrating these pulses. It is particularly advantageous to use both types of signal processing in parallel, i.e. both digital and analog. Since interference generally has a different effect on a digital signal path than on an analog signal path, the security that can be achieved with this combination is even greater than with conventional two-channel signal processing.

Vorteilhaft ist der Brennstoffpumpenantrieb 4 ebenfalls ein drehzahlsteuerbarer Motor, der analog zum Gebläseantrieb 2 angesteuert werden kann und dessen Rückmeldung ebenfalls entsprechend gestaltet ist.The fuel pump drive 4 is also advantageously a speed-controllable motor which can be controlled analogously to the blower drive 2 and whose feedback is also designed accordingly.

Als Gebläseantrieb 2 und Brennstoffpumpenantrieb 4 können beispielsweise EBM-Motoren des Typs M3G055-BD03-XA, VDB (32-38 V) DC sein, ist aber selbstverständlich nicht darauf beschränkt. Die Verwendung des gleichen Motors für beide Antriebe hat Vorteile hinsichtlich Lagerhaltung, Ersatzteil-Verfügbarkeit und Preis.The fan drive 2 and fuel pump drive 4 can be, for example, EBM motors of the type M3G055-BD03-XA, VDB (32-38 V) DC, but are of course not restricted to this. The use of the same motor for both drives has advantages in terms of storage, spare parts availability and price.

Der Feuerungsautomat 1 besitzt außerdem Anschlußpunkte für einen Brennstoffvorwärmer 8, für ein Brennstoffventil 9, für eine Zündeinrichtung 10 und für eine Flammenüberwachungseinrichtung 11. Daneben besitzt er einen Anschluß 12 für die Betriebsspannung, üblicherweise für 230 V/50 Hz und/oder 110 V/60 Hz.The burner control unit 1 also has connection points for a fuel preheater 8, for a fuel valve 9, for an ignition device 10 and for a flame monitoring device 11. In addition, it has a connection 12 for the operating voltage, usually for 230 V / 50 Hz and / or 110 V / 60 Hz.

Ein solcher Feuerungsautomat 1 wird in der Regel von einem Heizungsregler her angesteuert. Dazu besitzt er einen Steuereingang 13, der vorteilhaft aus drei einzelnen Eingangspunkten besteht: einem ersten Eingangspunkt 13.1 für einen generellen Einschaltbefehl, einem zweiten Eingangspunkt 13.2 für einen Befehl zum Einschalten einer eventuell vorhandenen zweiten Brennerstufe und einem dritten Eingangspunkt 13.m für ein Leistungsanforderungssignal im Falle eines modulierenden Brenners. Besteht der Steuereingang 13 aus diesen drei Eingangspunkten, ist der Feuerungsautomat 1 wahlweise universell für alle vorkommenden Brennerbauarten "Einstufig", "Zweistufig" und "Modulierend" einsetzbar. Dies ist zweckmäßig im Hinblick auf eine variantenarme Serienfertigung, durch die sich die Fabrikationskosten senken lassen.Such a burner control unit 1 is generally controlled by a heating controller. For this purpose, it has a control input 13, which advantageously consists of three individual input points: a first input point 13.1 for a general switch-on command, a second input point 13.2 for a command to switch on a possibly existing second burner stage and a third input point 13.m for a power request signal in the case of a modulating burner. If the control input 13 consists of these three input points, the automatic burner control unit 1 can be used universally for all burner types "one-stage", "two-stage" and "modulating". This is useful in view of a low-volume series production, through which the manufacturing costs can be reduced.

Vorteilhaft ist es, wenn der Feuerungsautomat 1 im Rahmen eines Selbsttests vor der Inbetriebsetzung selbsttätig erkennt, welche der Eingangspunkte verdrahtet sind. Er kann sich dann selbst konfigurieren oder aber bei vorgegebener Konfigurierung selbsttätig erkennen, ob auch die Ansteuerpfade noch betriebsfähig sind.It is advantageous if the burner control unit 1 automatically detects which of the input points are wired before starting up as part of a self-test. He can then configure himself or, if the configuration has been specified, can automatically detect whether the control paths are still operational.

An den Feuerungsautomaten 1 anschließbar ist weiterhin ein Sicherheitstemperaturbegrenzer 14, dessen Kontakt in die Sicherheitskette des Feuerungsautomaten 1 einbezogen werden muß, um unter allen Umständen zu verhindern, daß der Brenner eingeschaltet wird, obwohl der Wärmeerzeuger wegen Überhitzung ausgeschaltet sein muß.Connectable to the automatic firing device 1 is also a safety temperature limiter 14, the contact of which must be included in the safety chain of the automatic firing device 1 in order to prevent the burner from being switched on under all circumstances, although the heat generator must be switched off due to overheating.

Der Feuerungsautomat 1 enthält ein mit dem Anschluß 12 verbundenes Netzteil 15, das alle benötigten Spannungen generiert. Das Netzteil 15 liefert die Betriebsspannung an die Betriebsspannungsanschlüsse 6b und 7b, außerdem über ein Brennstoffvorwärmerrelais 16 an den Brennstoffvorwärmer 8 sowie über besagten Sicherheitstemperaturbegrenzer 14 und ein Schutzrelais 17 einerseits über ein Brennstoffventil-Relais 18 an das Brennstoffventil 9 und andererseits über ein Zündrelais 19 an die Zündeinrichtung 10. Die vier Relais 16, 17, 18 und 19 werden von einem Programmgeber 20 angesteuert, was durch punktierte Linien angedeutet ist. Der Programmgeber 20 ist beispielsweise ein Mikroprozessor mit zugehörigen peripheren Schnittstellen und Bauteilen. Der Programmgeber 20 hat auch einen Eingang, der mit einem Flammenverstärker 21 verbunden ist, der das Signal der Flammenüberwachungseinrichtung 11 verstärkt und in ein für den Programmgeber 20 verträgliches Signal formt.The burner control unit 1 contains a connection 12 connected power supply 15, which generates all required voltages. The power supply unit 15 supplies the operating voltage to the operating voltage connections 6b and 7b, moreover via a fuel preheater relay 16 to the fuel preheater 8 and via said safety temperature limiter 14 and a protective relay 17 on the one hand via a fuel valve relay 18 to the fuel valve 9 and on the other hand via an ignition relay 19 to the Ignition device 10. The four relays 16, 17, 18 and 19 are controlled by a programmer 20, which is indicated by dotted lines. The programmer 20 is, for example, a microprocessor with associated peripheral interfaces and components. The programmer 20 also has an input which is connected to a flame amplifier 21 which amplifies the signal from the flame monitoring device 11 and forms it into a signal which is compatible with the programmer 20.

Ausgänge des Programmgebers 20 sind mit den beiden Steueranschlüssen 6s und 7s verbunden. Der Programmgeber 20 ist außerdem erfindungsgemäß mit einem Solldaten-Speicher 22 verbunden, in dem Sollwerte für Drehzahlen von Gebläseantrieb 2 und Brennstoffpumpenantrieb 4 angelegt sind. Zudem ist ein Istdaten-Speicher 23 vorhanden, der mit den Rückmeldeanschlüssen 6r und 7r verbunden ist. SolldatenSpeicher 22 und Istdaten-Speicher 23 stehen mit einem Vergleicher 24 in Verbindung, der seinerseits die Ergebnisse von Vergleichsoperationen an den Programmgeber 20 meldet, wozu eine entsprechende Verbindung vorhanden ist.Outputs of the program generator 20 are connected to the two control connections 6s and 7s. The programmer 20 is also connected according to the invention to a setpoint data memory 22, in which setpoints for the speeds of the blower drive 2 and the fuel pump drive 4 are created. There is also an actual data memory 23 which is connected to the feedback connections 6r and 7r. Setpoint data memory 22 and actual data memory 23 are connected to a comparator 24, which in turn reports the results of comparison operations to programmer 20, for which purpose a corresponding connection is present.

Darüber hinaus weist der Feuerungsautomat 1 eine weitere Schnittstelle 25 zum Anschluß einer Abgassonde 26 auf, die beispielsweise eine Sauerstoffsonde sein kann. Die Schnittstelle 25 ist verbunden mit einem Sollwert-Generator 27, der mit dem Solldaten-Speicher 22 verbunden ist. Dieser Sollwert-Generator 27 wird angesteuert von einem Betriebsarten-Schalter 28, der auch mit dem Programmgeber 20 verbunden ist. Der Betriebsarten-Schalter 28 besitzt zwei Stellungen: eine erste Stellung, die Stellung "SET", in der der Sollwert-Generator 27 aktiviert ist, und eine zweite Stellung, die Stellung "RUN", in der der Programmgeber 20 sein normales Programm abarbeitet.In addition, the burner control unit 1 has a further interface 25 for connecting an exhaust gas probe 26, which can be an oxygen probe, for example. The interface 25 is connected to a setpoint generator 27, which is connected to the setpoint data memory 22. This setpoint generator 27 is controlled by an operating mode switch 28, which is also connected to the programmer 20. The operating mode switch 28 has two positions: a first position, the "SET" position, in which the setpoint generator 27 is activated, and a second position, the "RUN" position, in the programmer 20 processes its normal program.

Der Feuerungsautomat 1 weist also Elemente 25, 27 und 28 auf, mit denen er in der Lage ist, beim Anschluß einer Abgassonde 26 autonom die für einen optimalen Betrieb der Verbrennungsanlage nötigen Daten zu ermitteln. Im Hinblick auf eine kostengünstige Lösung ist es vorteilhaft, wenn der Sollwert-Generator und gegebenenfalls auch der Betriebsarten-Schalter 28 keine separaten Elemente darstellen, sondern durch Programmsequenzen realisiert sind, die durch den erwähnten Mikroprozessor abgearbeitet werden.The burner control unit 1 thus has elements 25, 27 and 28 with which it is able to autonomously determine the data required for optimal operation of the combustion system when an exhaust gas probe 26 is connected. With regard to an inexpensive solution, it is advantageous if the setpoint generator and possibly also the operating mode switch 28 do not represent separate elements, but are instead implemented by program sequences which are processed by the microprocessor mentioned.

Erfindungsgemäß besitzt der Feuerungsautomat 1 eine weitere Schnittstelle 29, an die ein Zulufttemperatur-Fühler 30 anschließbar ist. Diese Schnittstelle 29 ist einerseits mit dem Sollwert-Generator 27 und andererseits mit dem Programmgeber 20 verbunden.According to the invention, the burner control unit 1 has a further interface 29 to which a supply air temperature sensor 30 can be connected. This interface 29 is connected on the one hand to the setpoint generator 27 and on the other hand to the programmer 20.

Nachstehend wird die Funktionsweise eines solchen Feuerungsautomaten 1 beschrieben, und zwar am Beispiel einer für einen modulierenden Brenner konfigurierten Einrichtung, zunächst hinsichtlich des normalen Betriebs, bei dem sich der Betriebsarten-Schalter 28 in der Stellung "RUN" befndet.The mode of operation of such a burner control 1 is described below, using the example of a device configured for a modulating burner, initially with regard to normal operation, in which the operating mode switch 28 is in the "RUN" position.

Als Ausgangszustand sei der "AUS"-Zustand angenommen. Der übergeordnete, in der Figur nicht dargestellte Heizungsregler verlangt keine Wärme, so daß der Brenner ausgeschaltet ist. Der Feuerungsautomat 1 befindet sich im Zustand "Standby", bei dem der Brennstoffvorwärmer 8 und die Zündeinrichtung 10 ausgeschaltet sind, sich der Gebläseantrieb 2 und der Brennstoffpumpenantrieb 4 im Stillstand befinden und der Flammenwächter 11 keine Flamme melden darf.The "OFF" state is assumed as the initial state. The higher-level heating controller, not shown in the figure, does not require any heat, so that the burner is switched off. The burner control unit 1 is in the “standby” state, in which the fuel preheater 8 and the ignition device 10 are switched off, the blower drive 2 and the fuel pump drive 4 are at a standstill and the flame monitor 11 must not report a flame.

Verlangt anschließend der Heizungsregler Wärme, so erscheint am Eingangspunkt 13.m ein Signal, das die Größe des Wärmebedarfs angibt. Dieses Signal kann beispielsweise eine normierte Spannung im Bereich von 0 bis 10 V sein, wobei 10 V 100 % Leistungsanforderung (bezogen auf die Nennleistung des Brenners) bedeutet, alternativ aber auch vorteilhaft ein digitales Signal.If the heating controller then requests heat, a signal appears at the entry point 13.m indicating the size of the heat demand. This signal can be, for example, a standardized voltage in the range from 0 to 10 V, 10 V meaning 100% power requirement (based on the nominal power of the burner), but alternatively also advantageously a digital signal.

Dieses Signal gelangt an den Programmgeber 20, im Falle eines Mikroprozessors als Programmgeber 20 und eines analogen Eingangssignal über einen nicht dargestellten Analog-Digital-Wandler. Durch dieses Signal wird durch den Programmgeber 20 der bei Feuerungsautomaten 1 übliche Inbetriebsetzungsvorgang gestartet. Für diesen Inbetriebsetzungsvorgang holt sich der Programmgeber 20 aus dem Solldaten-Speicher 22 einen Wert für die Drehzahl des Gebläseantriebs 2 und die mit dieser Drehzahl abgelegte Zuluft-Temperatur, die im Moment der Ermittlung des entsprechenden Sollwertes für die Drehzahl des Gebläseantriebs 2 geherrscht hat, was im Detail später noch beschrieben wird. Am Programmgeber 20 liegt außerdem der Wert für die im Moment gemessene Zulufttemperatur an. Nun ermittelt der Programmgeber 20 aus dem vorliegenden Sollwert für die Drehzahl des Gebläseantriebs 2, aus dem abgelegten Wert der Zuluft-Temperatur und aus dem momentanen Wert der Zuluft-Temperatur nach einem vorgegebenen Algorithmus einen korrigierten Sollwert für die Drehzahl des Gebläseantriebs 2. Der vorgegebene Algorithmus basiert im wesentlichen auf der Gleichung des Allgemeinen Gasgesetzes. Der korrigierte Sollwert wird als aktueller Sollwert in den Solldaten-Speicher 22 geschrieben. Der Gebläseantrieb 2 wird vom Programmgeber 20 über den Steueranschluß 6s entsprechend angesteuert. Daraufhin sollte das Gebläse 3 anlaufen und nach einer gewissen Hochlaufzeit die Solldrehzahl gemäß dem korrigierten Wert erreichen. Am Rückmeldeanschluß 6r erscheint ein zunächst steigendes Signal für die Drehzahl, das nach dem Verstreichen der Hochlaufzeit einen bestimmten Wert erreicht. Dieses Signal gelangt vom Rückmeldeanschluß 6r zum Istdaten-Speicher 23 und wird dort abgelegt. Der Vergleicher 24 vergleicht nun die Werte von Solldaten-Speicher 22 und Istdaten-Speicher 23 und meldet das Ergebnis an den Programmgeber 20. Es sei hier erwähnt, daß je nach verwendeter Bauart des Programmgebers 20 gewisse Varianten im Aufbau des Feuerungsautomaten 1 möglich sind. Ist der Programmgeber 20 ein Mikroprozessor, so kann der Vergleicher 24 durchaus auch eine Programmsequenz sein, die der Mikroprozessor abarbeitet.This signal reaches the programmer 20, in the case of a microprocessor as programmer 20 and an analog input signal via an analog-digital converter, not shown. With this signal, the programmer 20 starts the start-up procedure that is usual in automatic firing systems 1. For this commissioning process, the programmer 20 fetches a value for the speed of the blower drive 2 from the setpoint data memory 22 and the supply air temperature stored at this speed, which prevailed when the corresponding setpoint for the speed of the blower drive 2 was determined, which will be described in detail later. The program generator 20 also has the value for the supply air temperature measured at the moment. The programmer 20 now determines a corrected setpoint for the speed of the blower drive 2 from the existing setpoint for the speed of the blower drive 2, from the stored value of the supply air temperature and from the current value of the supply air temperature. The specified algorithm is essentially based on the equation of the General Gas Act. The corrected setpoint is written into the setpoint data memory 22 as the current setpoint. The blower drive 2 is controlled accordingly by the programmer 20 via the control connection 6s. The blower 3 should then start up and, after a certain run-up time, reach the target speed according to the corrected value. An initially increasing signal for the speed appears at the feedback connection 6r, which reaches a certain value after the ramp-up time has passed. This signal passes from the feedback connection 6r to the actual data memory 23 and is stored there. The comparator 24 now compares the values of the target data memory 22 and the actual data memory 23 and reports the result to the programmer 20. It should be mentioned here that, depending on the type of programmer 20 used, certain variants of the structure of the burner control unit 1 are possible. If the program generator 20 is a microprocessor, the comparator 24 can also be a program sequence that the microprocessor processes.

Um höchste Sicherheit zu gewährleisten, kann zusätzlich noch ein Luftdruckwächter vorhanden sein. Durch das Laufen des Gebläses 3 wird ein erhöhter Luftdruck erzeugt, auf den dieser Luftdruckwächter anspricht. Das Ansprechen des Luftdruckwächters wird dem Programmgeber 20 mitgeteilt. Spricht der Luftdruckwächter nicht an, wird die Weiterführung des Programmablaufs gestoppt. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß der Brenner nicht in Betrieb gehen kann, wenn zwar der Gebäseantrieb 2 korrekt läuft, durch irgendwelche Umstände aber nicht der erforderliche Luftmassenstrom gefördert wird.To ensure maximum security, an additional Air pressure switch must be present. By running the blower 3, an increased air pressure is generated, to which this air pressure switch responds. The response of the air pressure switch is communicated to the programmer 20. If the air pressure switch does not respond, the continuation of the program sequence is stopped. This measure ensures that the burner cannot go into operation if the fan drive 2 is running correctly, but the required air mass flow is not promoted by any circumstances.

Hat der Programmgeber 20 die Nachricht vom ordnungsgemäßen Lauf des Gebläseantriebs 2 erhalten, so wird dann vom Programmgeber 20 die Zündeinrichtung 10 dadurch eingeschaltet, daß das Zündrelais 19 angesteuert wird. Daß die Zündvorrichtung 10 dabei tatsächlich Spannung erhält, hat zur Voraussetzung, daß der Strompfad über den Sicherheitstemperaturbegrenzer 14 und das Schutzrelais 17 geschlossen ist. Der Programmgeber 20 holt außerdem aus dem Solldaten-Speicher 22 einen zum ursprünglichen, nicht temperaturkompensierten Sollwert für die Drehzahl des Gebläseantriebs 2 gehörenden Sollwert für die Drehzahl des Brennstoffpumpenantriebs 4. Der Brennstoffpumpenantrieb 4 wird analog zum Gebläseantrieb 2 angesteuert und überwacht. Im Anschluß daran wird vom Programmgeber 20 das Brennstoffventil-Relais 18 angesteuert, wodurch der Fluß des Brennstoffs freigegeben wird, so daß das Brennstoff-Luft-Gemisch im Brenner nun zünden kann.If the programmer 20 has received the message about the proper running of the blower drive 2, the ignition device 10 is then switched on by the programmer 20 in that the ignition relay 19 is activated. The fact that the ignition device 10 actually receives voltage has the prerequisite that the current path via the safety temperature limiter 14 and the protective relay 17 is closed. The programmer 20 also fetches from the setpoint data memory 22 a setpoint for the speed of the fuel pump drive 4 belonging to the original, not temperature-compensated setpoint for the speed of the fan drive 2. The fuel pump drive 4 is controlled and monitored in the same way as the fan drive 2. The programmer 20 then controls the fuel valve relay 18, thereby releasing the flow of fuel so that the fuel-air mixture in the burner can now ignite.

Bei einwandfreier Funktion, incl. der hier nicht beschriebenen Flammenüberwachung, wird dann vom Programmgeber 20 der am Eingangspunkt 13.m anliegende Wert für den Wärmebedarf gelesen, aus dem Solldaten-Speicher 22 die diesem Leistungswert entsprechenden Sollwerte für die Drehzahlen von Gebläseantrieb 2 und Brennstoffpumpenantrieb 4 geholt und die Motoren entsprechend geregelt. Der Sollwert für die Drehzahl des Gebläseantriebs 2 wird dabei wiederum wie zuvor angegeben gemäß der aktuellen Zuluft-Temperatur korrigiert. Der Eingangspunkt 13.m wird vom Programmgeber 20 zyklisch abgefragt. Jede Änderung des Wärmebedarfs führt zu einer entsprechenden Änderung der Sollwerte für die Drehzahlen von Gebläseantrieb 2 und Brennstoffpumpenantrieb 4. Der Solldaten-Speicher enthält Werte-Quartette: Brenner-Leistung, Drehzahl Gebläseantrieb 2, Drehzahl Brennstoffpumpenantrieb 4, Zuluft-Temperatur. Bei stetiger Ansteuerung (modulierend) hat der Sollwertspeicher eine entsprechende Zahl von Werte-Quartetten, z.B. 128. Bei zweistufigen Brennern braucht der Sollwertspeicher nur 3 Werte-Quartette aufzunehmen (Start, 1. Stufe, 2. Stufe), bei einstufigen Brennern nur 2 (Start, Betrieb).If the function is correct, including the flame monitoring not described here, the programmer 20 then reads the value for the heat demand at the input point 13.m, and the setpoint data for the speed of the blower drive 2 and fuel pump drive 4 corresponding to this power value from the setpoint data memory 22 fetched and the motors regulated accordingly. The setpoint for the speed of the fan drive 2 is in turn corrected as previously indicated in accordance with the current supply air temperature. The entry point 13.m is queried cyclically by the programmer 20. Any change in Heat demand leads to a corresponding change in the setpoints for the speeds of blower drive 2 and fuel pump drive 4. The setpoint data memory contains quartets of values: burner output, speed of blower drive 2, speed of fuel pump drive 4, supply air temperature. With continuous control (modulating), the setpoint memory has a corresponding number of quartets of values, e.g. 128. With two-stage burners, the setpoint memory only needs to record 3 quartets of values (start, 1st stage, 2nd stage), with single-stage burners only 2 ( Start, operation).

In der Figur nicht dargestellt sind Generatoren für die Steuersignale für Gebläseantrieb 2 und Brennstoffpumpenantrieb 4. Diese Generatoren können beispielsweise pulsweitenmodulierte oder frequenzvariante Steuersignale erzeugen. Im Falle eines mikroprozessorgesteuerten Feuerungsautomaten 1 sind diese Generatoren keine separaten Bauelemente, sondern der als Programmgeber 20 fungierende Mikroprozessor erzeugt direkt die entsprechenden Signale.Generators for the control signals for fan drive 2 and fuel pump drive 4 are not shown in the figure. These generators can, for example, generate pulse-width-modulated or frequency-variant control signals. In the case of a microprocessor-controlled burner control unit 1, these generators are not separate components, but the microprocessor acting as programmer 20 directly generates the corresponding signals.

Der Feuerungsautomat 1 ist dadurch charakterisiert, daß der Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Gebläseantriebs 2 und der Drehzahl des Brennstoffpumpenantriebs 4 durch Speicherwerte festgelegt ist, die frei wählbar sind, wobei jedem Wertepaar eine Zuluft-Temperatur zugeordnet ist, für die das Wertepaar exakt gilt. Da beim späteren Abruf dieser Speicherwerte die Drehzahl der Gebläseantriebs 2 erfindungsgemäß entsprechend dem Verhältnis der Zuluft-Temperaturen zum Zeitpunkt der Sollwert-Bildung und im Moment des Abrufs korrigiert wird, kann unter allen Umständen für jeden Arbeitspunkt der optimale Luftüberschuß eingestellt werden. Vorteilhaft ist, daß sich die Varianten des Feuerungsautomaten 1 für einstufige, zweistufige und modulierende Brenner nur in der Größe des Solldaten-Speichers unterscheiden. Dadurch sind große Stückzahlen und somit niedrige Fertigungskosten zu erreichen. Die Verwendung geregelter DC-Motoren als Antriebe für Gebläse 3 und Brennstoffpumpe 5 hat Vorteile hinsichtlich Robustheit und Baugröße. Die Verwendung von DC-Motoren mit 35 V Nennspannung hat zusätzlich Vorteile hinsichtlich Sicherheit, z.B. Berührungsschutz.The burner control unit 1 is characterized in that the relationship between the speed of the blower drive 2 and the speed of the fuel pump drive 4 is determined by stored values, which can be freely selected, with each pair of values being assigned a supply air temperature to which the pair of values applies exactly. Since the speed of the blower drive 2 is corrected according to the invention in accordance with the ratio of the supply air temperatures at the time the setpoint is formed and at the time of the call-up, the optimum excess air can be set for each operating point under all circumstances. It is advantageous that the variants of the burner control unit 1 for single-stage, two-stage and modulating burners differ only in the size of the target data memory. As a result, large quantities and thus low manufacturing costs can be achieved. The use of regulated DC motors as drives for blowers 3 and fuel pumps 5 has advantages in terms of robustness and size. The use of DC motors with 35 V nominal voltage has additional advantages in terms of safety, e.g. Protection against accidental contact.

Das Programm des Programmgebers 20 kann vorteilhaft so gestaltet sein, daß bei einer Erhöhung des Wärmebedarfs zuerst die Drehzahl des Gebläseantriebs 2 erhöht und erst zeitverzögert auch die Drehzahl des Brennstoffpumpenantriebs 4 erhöht wird. Umgekehrt kann bei einer Verminderung des Wärmebedarfs zuerst die Drehzahl des Brennstoffpumpenantriebs 4 vermindert und zeitverzögert die Drehzahl des Gebläseantriebs 2 vermindert werden. Dadurch wird bei Lastwechseln kurzzeitig für einen Luftüberschuß gesorgt, so daß Luftmangel mit den daraus folgenden ungünstigen Emissionswerten sicher vermieden wird.The program of the program generator 20 can advantageously be designed such that when the heat requirement is increased, the speed of the fan drive 2 is increased first and the speed of the fuel pump drive 4 is only increased after a delay. Conversely, if the heat requirement is reduced, the speed of the fuel pump drive 4 can first be reduced and the speed of the blower drive 2 can be reduced with a time delay. As a result, air surplus is briefly ensured during load changes, so that a lack of air with the resulting unfavorable emission values is reliably avoided.

Durch Betätigen des Betriebsarten-Schalters 28 kann gewählt werden, ob der Feuerungsautomat 1 gemäß den in seinem Solldaten-Speicher 22 abgelegten Daten den Verbrennungsprozeß steuern soll (Stellung "RUN"), oder ob neue Daten für den Solldaten-Speicher 22 gewonnen werden sollen (Stellung "SET").By actuating the operating mode switch 28, it can be selected whether the automatic burner control unit 1 should control the combustion process according to the data stored in its target data memory 22 ("RUN" position) or whether new data should be obtained for the target data memory 22 ( "SET" position).

Vorteilhaft kann der Programmgeber 20 selbsttätig den Betriebsarten-Schalter 28 in die Stellung "SET" schalten, wenn er im Solldaten-Speicher 22 keine Werte vorfindet. In diesem Fall kann er eine Anzeigelampe ansteuern oder auf einem Display eine Meldung ausgeben, daß der "SET"-Betrieb aktiv ist, in dem an den Feuerungsautomaten 1 an die Schnittstelle 25 eine Abgassonde 26 anzuschließen ist.Advantageously, the programmer 20 can automatically switch the operating mode switch 28 to the "SET" position if there are no values in the target data memory 22. In this case, he can control an indicator lamp or output a message on the display that the "SET" mode is active by connecting an exhaust gas probe 26 to the burner control unit 1 at the interface 25.

Vorteilhaft ist es auch, wenn der Betriebsarten-Schalter 28 automatisch in die Stellung "SET" gesteuert wird, sobald an der Schnittstelle 25 ein Signal der Abgassonde 26 anliegt. Diese Wirkbeziehung ist in der Figur durch eine strichpunktierte Linie zwischen der Schnittstelle 25 und dem Betriebsarten-Schalter 28 angedeutet.It is also advantageous if the operating mode switch 28 is automatically set to the "SET" position as soon as a signal from the exhaust gas probe 26 is present at the interface 25. This active relationship is indicated in the figure by a dash-dotted line between the interface 25 and the operating mode switch 28.

Ist die Abgassonde 26 angeschlossen und steht - wie erwähnt vorteilhafterweise dadurch automatisch ausgelöst - der Betriebsarten-Schalter 28 in der Stellung "SET", wird durch den Programmgeber 20 ein spezielles Programm "Eichung" abgearbeitet.If the exhaust gas probe 26 is connected and, as mentioned, advantageously automatically triggered as a result, the operating mode switch 28 is in the “SET” position, the programmer 20 executes a special “calibration” program.

Dabei werden nacheinander etliche vorgegebene Arbeitspunkte für die Brennstoffmenge angefahren und folglich die Brennstoffpumpe 5 entsprechend gesteuert. Ein Arbeitspunkt ist eine bestimmte gewünschte Brennerleistung, zu der eine bestimmte Brennstoffmenge und eine bestimmte Luftmenge gehört. Die Luftmenge für jeden der Arbeitspunkte wird durch Einwirkung auf den Gebläseantrieb 2 so lange variiert, bis die Abgassonde 26 ein vorgegebenes Signal für den gewünschten Abgaszustand feststellt, bis also beispielsweise der Sauerstoffgehalt im Abgas innerhalb eines Sollwertbereichs liegt. Die Variation der Luftmenge erfolgt dabei so, daß immer mit zunächst zu großen Vorgabewerten begonnen wird und dann schrittweise die Luftmenge verringert wird. Dadurch wird auch im Programmablauf zur Ermittlung der optimalen Solldaten sichergestellt, daß bei der Verbrennung nie ein Luftmangel entsteht, der schädliche Abgase entstehen ließe. Jene zu einem Arbeitspunkt gehörende Luftmenge, bei der die Abgaszusammensetzung den gewünschten Werten entspricht, wird für den jeweiligen Arbeitspunkt im Solldaten-Speicher 22 abgelegt. Zu jedem dieser Arbeitspunkte wird erfindungsgemäß der momentane Wert der Zuluft-Temperatur mit abgespeichert. Dadurch entstehen die erwähnten Werte-Quartette: Brennerleistung, Sollwert für den Gebläseantrieb 2, Sollwert für den Brennstoffpumpenantrieb 4 und zugehörige Zuluft-Temperatur.Several predetermined operating points for the fuel quantity are approached one after the other and consequently the fuel pump 5 is controlled accordingly. An operating point is a certain desired burner output, which includes a certain amount of fuel and a certain amount of air. The amount of air for each of the operating points is varied by acting on the blower drive 2 until the exhaust gas probe 26 detects a predetermined signal for the desired exhaust gas state, for example until the oxygen content in the exhaust gas is within a setpoint range. The amount of air is varied in such a way that the starting values are always too large and then the amount of air is gradually reduced. This also ensures in the program sequence for determining the optimal target data that there is never a lack of air during combustion which would cause harmful exhaust gases. The quantity of air belonging to a working point at which the exhaust gas composition corresponds to the desired values is stored in the target data memory 22 for the respective working point. According to the invention, the current value of the supply air temperature is also stored for each of these working points. This creates the quartets of values mentioned: burner output, setpoint for blower drive 2, setpoint for fuel pump drive 4 and the associated supply air temperature.

Ist der letzte der vorgesehenen Arbeitspunkte erreicht, so ist die Einstellung abgeschlossen. Der Betriebsarten-Schalter 28 wird dann - vorteilhaft automatisch - in die Stellung "RUN" gestellt. Danach steuert und regelt der Feuerungsautomat 1 den Brenner und die Organe zur Brennstoff- und Luftversorgung entsprechend dem Leistungsbedarf, der an seinen Eingängen anliegt. Erwähnt sei, daß es auch möglich ist, im Rahmen der Abarbeitung der verschiedenen Arbeitspunkte und im Regelbetrieb des Feuerungsautomaten 1 die Luftmenge vorzugeben und die Brennstoffmenge nachzuregeln.When the last of the intended working points has been reached, the setting is complete. The operating mode switch 28 is then - advantageously automatically - set to the "RUN" position. Thereafter, the burner control unit 1 controls and regulates the burner and the organs for supplying fuel and air in accordance with the power requirement which is present at its inputs. It should be mentioned that it is also possible to specify the amount of air and adjust the amount of fuel as part of the processing of the various operating points and in the normal operation of the automatic burner control 1.

Vorteilhaft ist es, wenn der Programmgeber 20 im Rahmen des Programms "Eichen" nicht zu viele Arbeitspunkte anfahren muß. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn zu gemessenen Arbeitspunkten Zwischenwerte interpoliert werden. Dadurch wird erreicht, daß die Abarbeitung des Programms "Eichen" schneller abgeschlossen ist und nicht unnütz Wärme produziert wird. Letzteres ist vor allem vorteilhaft, wenn die erste Inbetriebnahme oder eine Neueichung im Rahmen der Kontrolle durch einen Kaminfeger im Sommer stattfindet. Würde der Brenner lange Zeit in Betrieb sein und die produzierte Wärme nicht abgenommen, könnte der Sicherheitstemperaturbegrenzer ansprechen und das vollständige "Eich"-Programm nicht durchgeführt werden.It is advantageous if the programmer 20 does not have to go to too many operating points as part of the "oak" program. Therefore it is advantageous if at measured working points Intermediate values are interpolated. The result of this is that the processing of the "oak" program is completed more quickly and heat is not produced unnecessarily. The latter is particularly advantageous if the first start-up or a new calibration takes place in the context of a chimney sweep in summer. If the burner were in operation for a long time and the heat produced was not removed, the safety temperature limiter could respond and the complete "calibration" program could not be carried out.

Vorteilhaft kann die Wahl der Zahl der Arbeitspunkte selbständig erfolgen: Zuerst werden drei Arbeitspunkte, eine minimale Leistung Nmin, eine mittlere Leistung Nmittel und eine größte Leistung Nmax ausgemessen. Liegen die drei Punkte für den Sollwert der Stellgrößen für Brennstoff und Luft nicht annähernd auf einer Geraden, erfolgt die Messung von Zwischenpunkten. Liegen diese mit den benachbarten Punkten immer noch nicht annähernd auf einer Geraden, werden weitere Zwischenpunkte ausgemessen. Das Einstellverfahren wird somit im Hinblick auf die Linearität der Stellorgane selbsttätig optimiert.The number of working points can advantageously be selected independently: first three working points, a minimum power N min , a medium power N medium and a maximum power N max are measured. If the three points for the setpoint of the control values for fuel and air are not nearly on a straight line, intermediate points are measured. If these are still not nearly on a straight line with the neighboring points, further intermediate points are measured. The setting procedure is thus automatically optimized with regard to the linearity of the actuators.

Die Erfindung bietet gegenüber dem Bekannten eine Reihe von Vorteilen. So wird für den Regelbetrieb der Feuerungsanlage eine teure und wartungsintensive Abgassonde 26 nicht benötigt, was bei kleineren Heizungsanlagen von großer Bedeutung ist. Es wird nur eine einzige, für eine Vielzahl von Feuerungsanlagen verwendbare Abgassonde 26 benötigt, die beispielsweise der Kaminfeger für die Durchführung der Kontrolluntersuchungen mit sich führt. Durch die erfindungsgemäße Berücksichtigung der Zulufttemperatur werden die Emissionswerte der mit dem Feurungsautomaten 1 betriebenen Heizungsanlage gegenüber dem Bekannten reduziert.The invention offers a number of advantages over the known. Thus, an expensive and maintenance-intensive exhaust gas probe 26 is not required for the normal operation of the furnace, which is of great importance in smaller heating systems. Only a single exhaust gas probe 26, which can be used for a large number of combustion systems, is required, which, for example, the chimney sweep carries with it for carrying out the control examinations. By taking the supply air temperature into account according to the invention, the emission values of the heating system operated with the automatic burner control unit 1 are reduced compared to what is known.

Durch den Anschluß der Abgassonde 26 bei der ersten Inbetriebnahme des zugehörigen Brenners wird selbsttätig der Datenspeicher des Feuerungsautomaten 1 mit Werten für die Quartette Brennerleistung/Brennstoffmenge/Luftmenge/Zulufttemperatur besetzt, bei denen eine optimale Verbrennung mit minimalen Emissionswerten stattfindet. Eine Einstellung durch einen ausgewiesenen Fachmann ist entbehrlich.By connecting the flue gas probe 26 when the associated burner is started up for the first time, the data memory of the automatic burner control unit 1 is automatically populated with values for the quartets burner output / fuel quantity / air quantity / supply air temperature, in which optimal combustion with minimal Emission values takes place. A setting by a designated specialist is not necessary.

Dieses Vorgehen berücksichtigt automatisch unterschiedliche Bauarten von Vorrichtungen, die der Brennstoff- und Luft-Mengenregulierung dienen. Eine Eingabe von Kennlinien solcher Vorrichtungen ist nicht erforderlich, so daß der mit der Einstellung Beauftragte die technischen Daten der Stellglieder gar nicht kennen muß.This procedure automatically takes into account different types of devices that serve to regulate the fuel and air volume. It is not necessary to enter the characteristics of such devices, so that the person responsible for the setting does not even have to know the technical data of the actuators.

Die beschriebene Lösung ist bei nicht modulierenden und modulierenden Brennern in gleicher Weise brauchbar. Besonders vorteilhaft ist sie bei modulierenden Brennern, weil der konventionelle Prozeß zur Festlegung und Eingabe der Wertequartette Brennerleistung/Brennstoffmenge/Luftmenge/Zulufttemperatur außerordentlich zeitraubend und infolge der Durchführung durch einen Spezialisten auch kostenintensiv ist.The solution described can be used in the same way for non-modulating and modulating burners. It is particularly advantageous for modulating burners because the conventional process for defining and entering the quartets of burner output / fuel quantity / air quantity / supply air temperature is extremely time-consuming and, due to the implementation by a specialist, is also cost-intensive.

Claims (6)

Feuerungsautomaten (1) zur Ansteuerung eines Gebläses (3) mit einem Gebläseantrieb (2) und einer Brennstoffpumpe (5) mit einem Brennstoffpumpenantrieb (4), wobei der Feuerungsautomat (1) einen dem Ein- und Ausschalten und der Leistungsvorgabe dienenden Steuereingang (13), einen Solldaten-Speicher (22) für zu einzelnen Leistungen gehörenden Sollwerten für den Betrieb von Aggregaten zur Luftmengen- und Brennstoffmengen-Steuerung und einen Programmgeber (20) aufweist, der einen Inbetriebsetzungsvorgang und einen fortlaufenden Betrieb eines mit flüssigem Brennstoff betriebenen Brenners in einer Heizungsanlage kleiner bis mittlerer Leistung steuert und überwacht, dadurch gekennzeichnet, daß - der Feuerungsautomat (1) eine Schnittstelle (29) zum Anschluß eines Zulufttemperatur-Fühlers (30) aufweist, daß - der Solldaten-Speicher (22) Meßwert-Quartette enthält, wobei jedes Meßwert-Quartett besteht aus: - einer Brennerleistung, - einem dieser Brennerleistung zugeordneten Sollwert für die Drehzahl des Brennstoffpumpenantriebs (4), - einem dieser Brennerleistung zugeordneten Sollwert für die Drehzahl des Gebläseantriebs (2) und - einem Wert für die Zuluft-Temperatur, bei der die vorgenannte Drehzahl des Gebläseantriebs (2) gültig ist, daß - der Programmgeber (20) den aus dem Solldaten-Speicher (22) stammenden Sollwert für die Drehzahl des Gebläseantriebs (2) nach einem vorgegebenen Algorithmus nach Maßgabe der im Solldaten-Speicher (22) abgelegten Zuluft-Temperatur und der vom Zuluft-Temperaturfühler (30) ermittelten aktuellen Temperatur korrigiert, und daß - der Gebläseantrieb (2) gemäß diesem korrigierten Sollwert angesteuert wird. Automatic burner control (1) for controlling a fan (3) with a fan drive (2) and a fuel pump (5) with a fuel pump drive (4), the automatic burner control (1) having a control input (13) for switching on and off and for specifying the power , a setpoint data memory (22) for setpoints belonging to individual outputs for the operation of units for air quantity and fuel quantity control and a programmer (20) which carries out a commissioning process and continuous operation of a burner operated with liquid fuel in a heating system controls and monitors small to medium power, characterized in that - The burner control (1) has an interface (29) for connecting a supply air temperature sensor (30) that - The target data memory (22) contains measured value quartets, each measured value quartet consisting of: - a burner output, - A setpoint value assigned to this burner output for the speed of the fuel pump drive (4), - A setpoint value assigned to this burner output for the speed of the fan drive (2) and - A value for the supply air temperature at which the aforementioned speed of the fan drive (2) is valid that - The programmer (20) derives the setpoint for the speed of the fan drive (2) from the setpoint data memory (22) according to a predetermined algorithm in accordance with the supply air temperature stored in the setpoint data memory (22) and that of the supply air temperature sensor ( 30) determined current temperature corrected, and that - The blower drive (2) is controlled according to this corrected setpoint. Feuerungsautomat (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - der Feuerungsautomat (1) einen von einem Betriebsarten-Schalter (28) aktivierbaren Sollwert-Generator (27) aufweist, daß - der Betriebsarten-Schalter (28) zwei mögliche Stellungen aufweist, nämlich - eine erste Stellung "RUN", in der der Betrieb der von dem Feuerungsautomaten (1) beherrschten Verbrennungseinrichtung durch den Programmgeber 20) gemäß den im Solldaten-Speicher (22) abgelegten Daten gesteuert wird, und - eine zweite Stellung "SET", in der der Sollwert-Generator (27) unter Berücksichtigung von Meßdaten einer an eine Schnittstelle (25) angeschlossenen Abgassonde (26) Sollwerte für die Aggregate zur Luftmengen- und Brennstoffmengen-Steuerung ermittelt und zusammen mit dem Meßwert der Zuluft-Temperatur in den Solldaten-Speicher (22) einschreibt. Automatic burner control (1) according to claim 1, characterized in that - The burner control (1) one of an operating mode switch (28) activatable setpoint generator (27) has that - The operating mode switch (28) has two possible positions, namely - A first position "RUN", in which the operation of the combustion device controlled by the automatic firing device (1) is controlled by the programmer 20) according to the data stored in the target data memory (22), and - A second position "SET", in which the setpoint generator (27), taking into account measurement data of an exhaust gas probe (26) connected to an interface (25), determines setpoints for the units for air quantity and fuel quantity control and together with the measured value the supply air temperature writes in the target data memory (22). Feuerungsautomat (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsarten-Schalter (28) durch ein an der Schnittstelle (25) anliegendes Signal der Abgassonde (26) automatisch in die Stellung "SET" steuerbar ist.Automatic burner control (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the operating mode switch (28) can be automatically controlled into the "SET" position by a signal from the exhaust gas probe (26) present at the interface (25). Feuerungsautomat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsarten-Schalter (28) durch den Programmgeber (20) in die Stellung "SET" steuerbar ist.Automatic burner control (1) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the operating mode switch (28) can be controlled into the "SET" position by the programmer (20). Feuerungsautomat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert-Generator (27) selbsttätig nacheinander verschiedene vorgegebene Arbeitspunkte anfährt.Automatic burner control (1) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the setpoint generator (27) automatically moves to different predetermined operating points one after the other. Feuerungsautomat (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der vorgegebenen Arbeitspunkte auf drei beschränkt ist, wobei ein erster Arbeitspunkt für eine minimale Leistung Nmin, ein zweiter Arbeitspunkt für eine mittlere Leistung Nmittel und ein dritter Arbeitspunkt für eine größte Leistung Nmax Geltung haben, und daß der Sollwert-Generator (27) selbsttätig weitere zwischen diesen vorgegebenen Arbeitspunkten liegende Arbeitspunkte anfährt, wenn die drei Arbeitspunkte nicht annähernd eine Gerade bilden.Automatic burner control (1) according to claim 5, characterized in that the number of predetermined operating points is limited to three, a first operating point for a minimum output N min , a second operating point for an average output N medium and a third operating point for a maximum output N max have validity, and that the setpoint generator (27) automatically moves to further working points lying between these predetermined working points if the three working points do not nearly form a straight line.
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