EP0803680B1 - Schaltungsanordnung zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes - Google Patents

Schaltungsanordnung zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes Download PDF

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EP0803680B1
EP0803680B1 EP97105891A EP97105891A EP0803680B1 EP 0803680 B1 EP0803680 B1 EP 0803680B1 EP 97105891 A EP97105891 A EP 97105891A EP 97105891 A EP97105891 A EP 97105891A EP 0803680 B1 EP0803680 B1 EP 0803680B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
circuit arrangement
control device
arrangement according
safety
Prior art date
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EP97105891A
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English (en)
French (fr)
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EP0803680A3 (de
EP0803680A2 (de
Inventor
Klaus Krieger
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0803680A3 publication Critical patent/EP0803680A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/12—Burner simulation or checking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2231/00—Fail safe
    • F23N2231/30—Representation of working time

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a fuel-heated device with a control device, the at least one safety-relevant input signal is supplied, and with a safety device that a switching device for Switching off at least one valve in a fuel supply, the Shutdown depending on the safety-relevant input signal and / or one Test signal from the control device takes place.
  • the invention further relates to a circuit arrangement for monitoring a fuel-heated device with a control device, the at least one safety-relevant input signal is supplied, and a safety arrangement that a counting device supplied with a clock and a switching device for Switching off at least one valve in a fuel supply, the Shutdown depends on the safety-relevant input signal Control device and a counter reading of the counting device.
  • Such a circuit arrangement for monitoring a fuel-heated device with a control device and a safety device is from EP 315 053 A1 known.
  • the control device receives safety-relevant input signals fed.
  • the safety device has a clocked one Counting device and a switching device for switching off a valve in one Fuel supply on. The valve is switched off depending on the safety-relevant input signals from the control device and from a meter reading the counting device.
  • Another circuit arrangement for monitoring a fuel-heated device is known from DE 41 11 947 A1.
  • the device is switched off in the event of a detected fault by means of a safety circuit, which has a thermal bimetal switch. This enables a delayed switching of the valve, the delayed switching being necessary in particular in the ignition phase.
  • thermal bimetal switch is especially its high price and its sluggish Response.
  • reset of the switch after repeated switching due to the high temperature after a long time Duration possible.
  • Another device for monitoring at least a safety-relevant function of a fuel-heated Device is from DE 43 42 903 A1 known.
  • two microprocessors provided the states of the Determine device and / or error and in each case store a memory. However, the device is then turned off when a comparison match of the states stored in both memories or shows errors.
  • the present invention has for its object the functionality of a Improve the safety device of fuel-heated devices.
  • the circuit arrangement according to the invention with the characterizing features of Claim 2 has the advantage that in addition to monitoring security-relevant Input signals a check of the control device is given.
  • a linking device is particularly advantageous, which is the security relevant Input signal, that originating from the control device Test signal and one from a clock generator generated clock signal are supplied. So that is it is possible in a circuit-technically simple way, the clock signal depends on the other two signals to the downstream counting device. It is particularly advantageous, depending on Constellation of the input signal and the test signal the counting device a clock signal for incrementing or a clock signal for decrementing supply. The two preferably differ Clock signals with regard to their clock frequency.
  • a divider device which is preferably the clock frequency by one selectable divider.
  • Figure 1 shows a circuit arrangement 1, for example Part of an automatic burner control unit is. It comprises a control device 3, one with a broken line edged safety device 5 as well two solenoid valves 7.1 and 7.2 that are not on one shown gas supply line leading to a burner Act.
  • the two solenoid valves 7 are common Supply line 9 with the positive pole Power supply and with separate lines 11.1 and 11.2 connected to ground.
  • the supply line 9 is via a switch 13 and a switch 15 arranged in series therewith interruptible. Also in the two supply lines 11.1, 11.2 is a switch 17.1, respectively 17.2 arranged.
  • the voltage drop across the two solenoid valves 7 is via an amplifier 19 as a solenoid valve voltage signal via a line 21 to the Control device 3 passed.
  • this signal as one of several safety-relevant Input signals from the safety device 5 to.
  • an ionization signal which over a Line 25 of the control device 3 and a line 27 of the safety device 5 is supplied.
  • the control device 3 can be connected via a line 29 that supplied by the flame monitoring device Block signal in an amplifier 31 for testing purposes.
  • the control device receives a further input signal 3 a heat request via a line 33, which causes the burner to ignite.
  • FIG. 1 also shows that the safety device 5 from several functional units is composed.
  • the two supplied via lines 23 and 27 safety-relevant input signals are combined with a transmitted via a line 35 Test signal processed in a linking device 37.
  • the first clock signal is sent over a line 45 and the second clock signal via a line 47 the linking device 37 supplied.
  • the clock signals themselves are generated by a clock generator 49 generated, the clock frequency for both Clock signals reduced by a pre-divider 51 becomes.
  • the clock frequency of the second clock signal by means of a switching device 53 vary. Switching between the present Case four different frequencies is by two control lines 55.1 and 55.2 the control device 3 accomplishes.
  • the first three in the exemplary embodiment in total four outputs Q0, Q1 and Q2 of counter 43 are fed to an AND gate 57 while the fourth output signal Q3 is fed to an AND gate 59 is.
  • This AND gate 59 receives second Input signal the output signal of the AND gate 57.
  • the output signal of the second AND gate 59 then serves to control a bistable relay 61, which operates the aforementioned switch 13. There it is a bistable relay Downshifting an unlocking device 63 provided that by pressing a button 65th the relay switches back to a state in which the switch 13 is closed.
  • the output signal of the first AND gate 57 becomes via a line 67.1 and the fourth output signal Q3 of the counter 43 via a line 67.2 Control device 3 supplied.
  • the two double arrows at the ends of these two lines indicate that the control device 3 is also active can control the AND gate 59 for test purposes.
  • the output signal of the AND gate 59 of a monitoring device 69 is supplied.
  • Such watchdogs are well known and check periodically Events within a given time window, for example the periodicity of trigger pulses.
  • the mentioned time window is thereby by the clock generator 49 and the pre-divider 51 specified.
  • the test signal is generated and via the line 35 passed to the linking device 37.
  • relay 81 not as bistable, but as monostable Relay is designed. This makes it necessary to design the switch 13 as a changeover switch, either the supply line 9 or a lead 83 to the relay 81 with the The positive pole of the supply voltage connects.
  • control device 3 is a Memory chip 86, preferably an EEPROM, assigned.
  • the unlocking device 63 formed only as a button 65
  • the one Line 97 supplies a reset signal to counter 43.
  • the control device 3 an unlocking signal is supplied via a line 99.
  • the circuit arrangement 1 has two independently mutually working ways to switch off the Burner. So the solenoid valves 7 either via the switch 17 from the control device 3 or together via the switch 13 by the security device 5 close.
  • the counter 43 is provided, which after opening the valves 7 first counts up, and the relay 61 not yet triggers. Only after reaching the the AND gate 57.59 specific count the switch 13 opened.
  • the Clock generator 49 and the interconnection of the outputs of the counter 43 so designed that there is a delay time of about 10 seconds. detected the flame monitor inside this time period a flame, the corresponding one Signal from the link device 37 processed and the supply of the clock signal to Payer 43 interrupted. Rather, it is in this state the counter decrements until it gets the smallest Has reached value.
  • the safety device 5 also leads monitoring of the control device 3 by.
  • Control device 3 generated trigger pulse so is short that the relay 61 does not affect becomes.
  • the control device generates to test the watchdog 69 3 one that does not fit into the time window Trigger pulse that is used to generate a test signal and leads to the counting up of the counter 43.
  • a Functionality of the counter 43 is then present if the control device 3 first has an output signal at AND gate 57 via line 67.1 and shortly thereafter a signal at output Q3 of counter 43 detected via line 67.2.
  • the Watchdogs 69 but not one in time wrong trigger pulse, but no trigger pulse is produced. In this case too the functionality through the successively detected Signals via lines 67.1 and 67.2 approved.
  • the shutdown takes place by the safety device 5, for example only in the case of safety errors of class C, where for all other security errors the Control device 3 via the switch 17 a shutdown causes.
  • the safety device 5 for example only in the case of safety errors of class C, where for all other security errors the Control device 3 via the switch 17 a shutdown causes.
  • the safety device 5 for example only in the case of safety errors of class C, where for all other security errors the Control device 3 via the switch 17 a shutdown causes.
  • the unlocking of the bistable relay 61 according to the figure 1 takes place via the unlocking device 63 and the button 65, through which one in reverse Directed current flowing through the relay is so that the switch 13 is included in the Position switches back.
  • the unlocking device 63 it is possible to unlock only after expiration a certain time, for example two seconds, to enable.
  • a simple realization would be an RC switching element in this case.
  • the switches 17 are also unlocked via a button, not shown, or a data line, the control device 3 the command transmitted to close the switch 17.
  • the watchdog 69 and the digital one Logic part of the circuit arrangement 1 discrete with just a few CMOS logic ICs.
  • CMOS logic ICs complementary metal-oxide-semiconductor
  • the watchdog 69 and the digital one Logic part of the circuit arrangement 1 discrete with just a few CMOS logic ICs.
  • programmable logic modules semiconductor-oxide-semiconductor-semiconductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes mit einer Steuereinrichtung, der zumindest ein sicherheitsrelevantes Eingangssignal zugeführt ist, und mit einer Sicherheitseinrichtung, die eine Schaltvorrichtung zum Abschalten mindestens eines Ventils in einer Brennstoffzuführ aufweist, wobei die Abschaltung abhängig von dem sicherheitsrelevanten Eingangssignal und/oder einem Prüfsignal der Steuereinrichtung erfolgt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltungsanordnung zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes mit einer Steuereinrichtung, der zumindest ein sicherheitsrelevantes Eingangssignal zugeführt ist, und einer Sicherheitsanordnung, die eine mit einem Takt versorgte Zählvorrichtung und eine Schaltvorrichtung zum Abschalten mindestens eines Ventils in einer Brennstoffzufuhr aufweist, wobei die Abschaltung abhängig ist von dem sicherheitsrelevanten Eingangssignal der Steuereinrichtung und einen Zählerstand der Zählvorrichtung.
Eine solche Schaltungsanordnung zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes mit einer Steuereinrichtung und einer Sicherheitseinrichtung ist aus EP 315 053 A1 bekannt. Der Steuereinrichtung werden dabei sicherheitsrelevante Eingangssignale zugeführt. Die Sicherheitseinrichtung weist eine mit einem Takt versorgte Zählvorrichtung und eine Schaltvorrichtung zum Abschalten eines Ventils in einer Brennstoffzufuhr auf. Dabei erfolgt die Abschaltung des Ventils in Abhängigkeit von den sicherheitsrelevanten Eingangssignalen der Steuereinrichtung und von einem Zählerstand der Zählvorrichtung.
Eine weitere Schaltungsanordnung zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes ist aus der DE 41 11 947 A1 bekannt. Das Abschalten des Gerätes bei einem festgestellten Fehler wird bei diesem Gerät mittels einer Sicherheitsschaltung durchgeführt,
die einen Thermo-Bimetallschalter aufweist. Dieser ermöglicht ein verzögertes Schalten des Ventils, wobei das verzögerte Schalten insbesondere in der Zündphase notwendig ist.
Der Nachteil eines solchen Thermo-Bimetallschalters ist insbesondere sein hoher Preis und sein träges Ansprechverhalten. Darüber hinaus ist ein Rücksetzen des Schalters nach mehrmaligem Schalten aufgrund der hohen Erwärmung erst nach einer längeren Zeitdauer möglich.
Eine weitere Vorrichtung zum Überwachen wenigstens einer sicherheitsrelevanten Funktion eines brennstoffbeheizten Gerätes ist aus der DE 43 42 903 A1 bekannt. Bei der darin gezeigten Vorrichtung sind zwei Mikroprozessoren vorgesehen, die Zustände des Gerätes und/oder Fehler ermitteln und jeweils in einem Speicher ablegen. Das Gerät wird jedoch erst dann abgeschaltet, wenn ein Vergleich die Übereinstimmung der in beiden Speichern abgelegten Zustände oder Fehler zeigt.
Diese Schaltungsanordnung erfordert jedoch einen hohen Hardware- und Software-Aufwand, der mit entsprechend hohen Kosten verbunden ist. Darüber hinaus läßt sich das Gerät bei aufgetretenen Fehlern nicht unabhängig abschalten, ohne daß dies ein Mikrocomputer veranlaßt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionsfähigkeit einer Sicherheitseinrichtung von brennstoffbeheizten Geräten zu verbessern.
Vorteile der Erfindung
Durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ist eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Sicherheitseinrichtung selbst durch die Steuereinrichtung möglich.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 weist den Vorteil auf, dass neben der Überwachung sicherheitsrelevanter Einganssignale eine Überprüfung der Steuereinrichtung gegeben ist.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Verknüpfungsvorrichtung, der das sicherheitsrelevante Eingangssignal, das von der Steuereinrichtung stammende Prüfsignal und ein von einem Taktgenerator generierte Taktsignal zugeführt werden. Damit ist es auf schaltungstechnisch einfache Weise möglich, das Taktsignal abhängig von den beiden anderen Signalen an die nachgeordnete Zählvorrichtung zu leiten. Ganz besonders vorteilhaft ist es, je nach Konstellation des Eingangssignals und des Prüfsignals der Zählvorrichtung ein Taktsignal zum Inkrementieren oder ein Taktsignal zum Dekrementieren zuzuführen. Dabei differieren vorzugsweise die beiden Taktsignale bezüglich ihrer Taktfrequenz.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Verknüpfungsvorrichtung und Taktgenerator eine Teilervorrichtung vorgesehen, die die Taktfrequenz um einen vorzugsweise frei wählbaren Teiler herunterteilt. Durch Verwendung von zwei solcher Teilervorrichtungen lassen sich die Taktfrequenzen beider Taktsignale zum Inkrementieren und Dekrementieren im wesentlichen frei einstellen. Auf diese Weise sind zwei unterschiedliche Verzögerungszeiten realisierbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen abhängigen Ansprüchen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1
ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels mit einem bistabilen Relais;
Figur 2
ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem monostabilen Relais, und
Figur 3
ein Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels mit einem Highside-Halbleiterschalter.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1, die beispielsweise Bestandteil eines Gasfeuerungsautomaten ist. Sie umfaßt eine Steuereinrichtung 3, eine gestrichelt umrandete Sicherheitseinrichtung 5 sowie zwei Magnetventile 7.1 und 7.2, die auf eine nicht gezeigte zu einem Brenner führende Gasversorgungsleitung wirken.
Die beiden Magnetventile 7 sind über eine gemeinsame Versorgungsleitung 9 mit dem positiven Pol einer Spannungsversorgung und mit getrennten Leitungen 11.1 beziehungsweise 11.2 mit Masse verbunden.
Die Versorgungsleitung 9 ist über einen Schalter 13 und einem in Reihe dazu angeordneten Schalter 15 unterbrechbar. Auch in den beiden Versorgungsleitungen 11.1,11.2 ist jeweils ein Schalter 17.1 beziehungsweise 17.2 angeordnet.
Diese beiden Schalter 17 sind über die Steuereinrichtung 3 ansteuerbar, was durch die beiden gestrichelten Linien angedeutet ist.
Die an den beiden Magnetventilen 7 abfallende Spannung wird über einen Verstärker 19 als Magnetventilspannungssignal über eine Leitung 21 an die Steuereinrichtung 3 geleitet. Zusätzlich führt eine Leitung 23 dieses Signal als eines mehrerer sicherheitsrelevanter Eingangssignale der Sicherheitseinrichtung 5 zu.
Als weiteres sicherheitsrelevantes Eingangssignal liefern eine nicht dargestellte Flammüberwachungseinrichtung ein Ionisationssignal, das über eine Leitung 25 der Steuereinrichtung 3 und eine Leitung 27 der Sicherheitseinrichtung 5 zugeführt wird. Über eine Leitung 29 kann die Steuereinrichtung 3 das von der Flammüberwachungseinrichtung gelieferte Signal in einem Verstärker 31 zu Prüfzwecken blockieren.
Als weiteres Eingangssignal erhält die Steuereinrichtung 3 über eine Leitung 33 eine Wärmeanforderung, die zu einer Zündung des Brenners führt.
Der Figur 1 ist darüber hinaus zu entnehmen, daß die Sicherheitseinrichtung 5 aus mehreren Funktionseinheiten zusammengesetzt ist.
Die beiden über die Leitungen 23 und 27 zugeführten sicherheitsrelevanten Eingangssignale werden zusammen mit einem über eine Leitung 35 übermitteltes Prüfsignal in einer Verknüpfungsvorrichtung 37 verarbeitet. Abhängig von dieser Verarbeitung wird entweder ein erstes Taktsignal einem Dekrementierungseingang 39 oder ein zweites Taktsignal einem Inkrementierungseingang 41 eines Auf/Ab-Zählers 43 zugeführt.
Das erste Taktsignal wird dabei über eine Leitung 45 und das zweite Taktsignal über eine Leitung 47 der Verknüpfungsvorrichtung 37 zugeführt.
Die Taktsignale selbst werden von einem Taktgenerator 49 generiert, wobei die Taktfrequenz für beide Taktsignale durch einen Vor-Teiler 51 verringert wird. Zusätzlich läßt sich die Taktfrequenz des zweiten Taktsignals mittels einer Umschaltvorrichtung 53 variieren. Die Umschaltung zwischen im vorliegenden Fall vier unterschiedlichen Frequenzen wird von zwei Steuerleitungen 55.1 und 55.2 durch die Steuereinrichtung 3 bewerkstelligt.
Die im Ausführungsbeispiel ersten drei von insgesamt vier Ausgängen Q0, Q1 und Q2 des Zählers 43 werden einem UND-Gatter 57 zugeführt, während das vierte Ausgangssignal Q3 einem UND-Gatter 59 zugeführt ist. Dieses UND-Gatter 59 erhält als zweites Eingangssignal das Ausgangssignal des UND-Gatters 57. Das Ausgangssignal des zweiten UND-Gatters 59 dient dann zur Ansteuerung eines bistabilen Relais 61, das den vorgenannten Schalter 13 betätigt. Da es sich um ein bistabiles Relais handelt, ist zur Zurückschaltung eine Entriegelungseinrichtung 63 vorgesehen, die durch Betätigen eines Tasters 65 das Relais zurückschaltet in einen Zustand, bei dem der Schalter 13 geschlossen ist.
Das Ausgangssignal des ersten UND-Gatters 57 wird über eine Leitung 67.1 und das vierte Ausgangssignal Q3 des Zählers 43 über eine Leitung 67.2 der Steuereinrichtung 3 zugeführt. Die beiden Doppelpfeile an den Enden dieser beiden Leitungen sollen andeuten, daß die Steuereinrichtung 3 auch aktiv das UND-Gatter 59 zu Prüfzwecken ansteuern kann.
Es ist desweiteren aus der Figur 1 erkennbar, daß das Ausgangssignal des UND-Gatters 59 einer Überwachungsvorrichtung 69, im folgenden auch als Watchdog bezeichnet, zugeführt wird. Derartige Watchdogs sind allgemein bekannt und überprüfen periodische Ereignisse innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters, zum Beispiel die Periodizität von Triggerimpulsen. Das angesprochene Zeitfenster wird dabei durch den Taktgenerator 49 und den Vor-Teiler 51 vorgegeben. Abhangig von der Prüfung, ob das Eingangssignal in das vorgegebene Zeitfenster paßt, wird das Prüfsignal generiert und über die Leitung 35 an die Verknüpfungsvorrichtung 37 geleitet.
Die in Figur 2 gezeigte Schaltungsanordnung entspricht im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb auf eine nochmalige detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Der wesentliche Unterschied ist im Relais 81 zu sehen, das nicht als bistabiles, sondern als monostabiles Relais ausgelegt ist. Dadurch wird es erforderlich, den Schalter 13 als Umschalter auszubilden, der entweder die Versorgungsleitung 9 oder eine zum Relais 81 führende Leitung 83 mit dem Pluspol der Versorgungsspannung verbindet.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die Entriegelungsvorrichtung 63 ein Signal über eine Leitung 85 an die Steuereinrichtung 3 leitet.
Darüber hinaus ist der Steuereinrichtung 3 ein Speicherbaustein 86, vorzugsweise ein EEPROM, zugeordnet.
Auch die in Figur 3 gezeigte Schaltungsanordnung entspricht im wesentlichen der bereits mit Bezug auf die Figur 1 beschriebenen, so daß auf eine nochmalige detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Auch hier besteht der einzige Unterschied in der Ausbildung des Schalters 13, der im vorliegenden Fall als Highside-Halbleiterschalter ausgeführt ist.
Um diesen Schalter 13 in der offenen Stellung zu halten, wird von der Versorgungsleitung 9 die Spannung abgegriffen und mittels eines Inverters 91 über eine Leitung 93 und einen Filter 95 dem Taktgenerator 49 zugeführt. Das Signal wird im Taktgenerator 49 so verarbeitet, daß ein geöffneter Schalter 13 zu einer Unterbrechung der Takterzeugung führt.
Darüber hinaus ist die Entriegelungsvorrichtung 63 lediglich als Taster 65 ausgebildet, der über eine Leitung 97 ein Rücksetzsignal dem Zähler 43 zuführt. Gleichzeitig wird auch der Steuereinrichtung 3 über eine Leitung 99 ein Entriegelungs-Signal zugeführt.
Darüber hinaus wird das Triggersignal für den Watchdog 69 direkt von der Steuereinrichtung 3 über eine Leitung 101 zugeführt.
Die Funktion der Schaltungsanordnung wird nun anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 näher beschrieben.
Die Schaltungsanordnung 1 besitzt zwei unabhängig voneinander arbeitende Wege zur Abschaltung des Brenners. So lassen sich die Magnetventile 7 entweder über die Schalter 17 von der Steuereinrichtung 3 oder gemeinsam über den Schalter 13 durch die Sicherheitseinrichtunq 5 schließen.
Ein Fehlerfall liegt im Normalbetrieb beispielsweise dann vor, wenn die Magnetventile geöffnet sind und somit ein entsprechendes Signal über die Leitung 23 an die Sicherheitseinrichtung 5 liefern und die Flammüberwachungseinrichtung anzeigt, daß keine Flamme vorhanden ist, wobei ein entsprechendes Signal über die Leitung 27 an die Sicherheitseinrichtung 5 übermittelt wird. Die beiden Signale werden dann in der Verknüpfungseinrichtung 37 derart verknüpft, daß ein Taktsignal dem Zähler 43 zugeführt wird. Dieser zählt hoch, wobei die Ausgangssignale Q0 bis Q3 so verknüpft werden, daß nach einer bestimmten Verzögerungszeit das Relais 61 aktiviert und damit der Schalter 13 geöffnet wird. Die Magnetventile 7 werden dabei geschlossen und die Gaszuführung unterbrochen.
Beim Zünden des Brenner, das heißt, nach Eingang einer Wärmeanforderung über die Leitung 33, entsteht jedoch der Zustand, daß die Magnetventile zwar geöffnet, der Brenner jedoch noch keine Flamme liefert. Dieser Zustand darf jedoch nicht dazu führen, daß das Relais 61 den Schalter 13 öffnet.
Dazu ist der Zähler 43 vorgesehen, der nach Öffnen der Ventile 7 zunächst hochzählt, und das Relais 61 noch nicht auslöst. Erst nach Erreichen des durch die UND-Gatter 57,59 bestimmten Zählerstandes wird der Schalter 13 geöffnet. Vorzugsweise ist der Taktgenerator 49 und die Verschaltung der Ausgänge des Zählers 43 so ausgestaltet, daß sich eine Verzögerungszeit von etwa 10 Sekunden ergibt. Detektiert die Flammüberwachungseinrichtung innerhalb dieser Zeitperiode eine Flamme, wird das entsprechende Signal von der Verknüpfungseinrichtung 37 verarbeitet und die Zuführung des Taktsignals zum Zahler 43 unterbrochen. Vielmehr wird in diesem Zustand der Zähler dekrementiert, bis er den kleinsten Wert erreicht hat.
Die Sicherheitseinrichtung 5 führt darüber hinaus eine Überwachung der Steuereinrichtung 3 durch.
Diese erfolgt mittels des Watchdogs 69, der ein von der Steuereinrichtung 3 periodisch generiertes Triggersignal empfängt. Dieses Triggersignal wird über die Leitungen 67 und das UND-Gatter 59 übertragen. Fällt der Triggerimpuls nun in das vom Watchdog 69 generierte Zeitfenster, arbeitet die Steuereinrichtung 3 ordnungsgemäß. Ist jedoch eine Abweichung feststellbar, wird über die Leitung 35 ein Prüfsignal an die Verknüpfungseinrichtung 37 übermittelt. Dieses führt dann zum Hochzählen des Zählers 43 und zum Auslösen des Relais 61, sofern der Zähler innerhalb der Verzögerungszeit nicht wieder angehalten wird.
An dieser Stelle ist anzumerken, daß der von der Steuereinrichtung 3 generierte Triggerimpuls so kurz ist, daß das Relais 61 dadurch nicht beeinflußt wird.
Darüber hinaus ist durch die Wahl von zwei Taktfrequenzen die Möglichkeit gegeben, den Zähler 43 bei Vorliegen eines Signals des Watchdogs 69 schneller zu inkrementieren als im erstgenannten Fall, so daß die Verzögerungszeit bei einer Störung der Steuereinrichtung 3 beispielsweise nur 2,5 Sekunden beträgt. Neben der Überprüfung der Steuereinrichtung 3 durch die Sicherheitseinrichtung 5 ist auch eine Prüfung der Funktionsfähigkeit der Sicherheitseinrichtung 5 durch die Steuereinrichtung 3 gegeben.
Zur Prüfung des Watchdogs 69 erzeugt die Steuereinrichtung 3 einen nicht ins Zeitfenster passenden Triggerimpuls, der zur Generierung eines Prüfsignals und zum Hochzählen des Zählers 43 führt. Eine Funktionsfähigkeit des Zählers 43 liegt dann vor, wenn die Steuereinrichtung 3 zunächst ein Ausgangssignal am UND-Gatter 57 über die Leitung 67.1 und kurz darauf ein Signal am Ausgang Q3 des Zählers 43 über die Leitung 67.2 detektiert.
Um jedoch ein Auslösen des Relais 61 zu verhindern, wird die Prüfung sofort unterbrochen, wenn das Signal am Ausgang Q3 detektiert wird.
In gleicher Weise erfolgt eine weitere Prüfung des Watchdogs 69, wobei jedoch nicht ein zeitlich falsch liegender Triggerimpuls, sondern kein Triggerimpuls erzeugt wird. Auch in diesem Fall wird die Funktionsfahigkeit durch die hintereinander detektierten Signale über die Leitungen 67.1 und 67.2 bestätigt.
Eine weitere Prüfung der Sicherheitseinrichtung 5 erfolgt dadurch, daß das Ionisations-Signal von der Steuereinrichtung 3 über die Leitung 29 unterdrückt wird. Auch dies hat bei einwandfreier Funktionsfähigkeit zur Folge, daß der Zähler 43 inkrementiert wird und somit kurz hintereinander erscheinende Signale über die leitung 67.1 und die Leitung 67.2 detektierbar sind. Um ein Auslösen des Relais zu vermeiden, wird die Unterdrückung des Ionisationssignals sofort aufgehoben, wenn das Ausgangssignal Q3 des Zählers 43 über die Leitung 67.2 detektiert wird.
Fallen diese Prüfungen alle positiv aus, so ist bestätigt, daß die Schaltungsanordnung 1 bis zum Schalter 13 fehlerfrei arbeitet.
Je nach Ausführungsform findet die Abschaltung durch die Sicherheitseinrichtung 5 beispielsweise nur bei Sicherheitsfehlern der Klasse C statt, wobei bei allen anderen Sicherheitsfehlern die Steuereinrichtung 3 über die Schalter 17 eine Abschaltung herbeiführt. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei Sicherheitsfehlern generell die Abschaltung über den Schalter 13 durchzuführen.
Die Entriegelung des bistabilen Relais 61 gemäß Figur 1 erfolgt über die Entriegelungseinrichtung 63 und den Taster 65, durch den ein in umgekehrter Richtung fließender Strom durch das Relais geschickt wird, so daß der Schalter 13 in die eingeschlossene Stellung zurückschaltet. Durch entsprechende Ausgestaltung der Entriegelungseinrichtung 63 ist es möglich, eine Entriegelung erst nach Ablauf einer bestimmten Zeit, beispielsweise zwei Sekunden, zu ermöglichen. Eine einfache Realisierung wäre in diesem Fall ein RC-Schaltglied.
Die Entriegelung der Schalter 17 erfolgt ebenfalls über einen nicht dargestellten Taster oder eine Datenleitung, die der Steuereinrichtung 3 den Befehl zum Schließen der Schalter 17 übermittelt.
Zusätzlich zu dem Schließen der Schalter 17 wird eine beim öffnen der Schalter in den Speicher 86 geschriebene Verriegelungsmarkierung wieder gelöscht.
Vorzugsweise läßt sich der Watchdog 69 und der digitale Logikteil der Schaltungsanordnung 1 diskret mit wenigen CMOS-Logik-IC's realisieren. Zur weiteren Miniaturisierung bietet sich jedoch eine Lösung mit programmierbaren Logikbausteinen (semi-ASIC aus einem Gate-Array oder Standard-Cell-Design) an. So laßt sich zusammen mit einem Mikrocomputer für die Steuereinrichtung 3 und entsprechender Software ein kompakter Gasfeuerungsautomat bewerkstelligen.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Überprüfung einer Schaltungsanordnung zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes mit einer Steuereinrichtung (3), der zumindest ein sicherheitsrelevantes Eingangssignal zugeführt ist, und einer Sicherheitseinrichtung (5), die eine mit einem Takt versorgte Zählvorrichtung (43) und eine Schaltvorrichtung (13) zum Abschalten mindestens eines Ventils (7.1, 7.2) in einer Brennstoffzufuhr aufweist, wobei die Abschaltung abhängig von dem sicherheitsrelevanten Eingangssignal der Steuereinrichtung (3) und einem Zählerstand der Zählvorrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (3) zumindest zwei Ausgänge (67.1, 67.2) der Zählvorrichtung (43) überwacht, und auf die Fehlerfreiheit der Schaltungsanordnung schließt, wenn die Steuereinrichtung (3) nach Generierung eines Prüfsignals zunächst ein Signal an einem Ausgang (67.1) der Zählvorrichtung (43) und kurz darauf ein Signal auf dem anderen Ausgang (67.2) der Zählvorrichtung detektiert.
  2. Schaltungsanordnung zum Überwachen eines brennstoffbeheizten Gerätes mit einer Steuereinrichtung (3), der zumindest ein sicherheitsrelevantes Eingangssignal zugeführt ist, und einer Sicherheitsanordnung (5), die eine mit einem Takt versorgte Zählvorrichtung (43) und eine Schaltvorrichtung (13) zum Abschalten mindestens eines Ventils (7.1,7.2) in einer Brennstoffzufuhr aufweist, wobei die Abschaltung abhängig ist von dem sicherheitsrelevanten Eingangssignal der Steuereinrichtung (3) und einem Zählerstand der Zählvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) mit zumindest zwei Ausgängen (67.1, 67.2) der Zählvorrichtung (43) verbunden ist, um eine bestimmte Abfolge von Ausgangssignalen zu detektieren, und dass mittels der Steuereinrichtung (3) ein Prüfsignal generierbar ist, das die Zälilvorrichtung (43) zum Zählen veranlasst.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (13) als Halbleiter-Schalter ausgebildet ist, und daß Mittel (91, 93) vorgesehen sind, die bei geöffnetem Halbleiter-Schalter die Taktversorgung der Zählvorrichtung unterbrechen
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung ein Relais (61), vorzugsweise ein bistabiles Relais, ist.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (13) als Halbleiter-Schalter, vorzugsweise als Highside-Halbleiterschalter ausgebildet ist.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (5) eine Verknüpfungsvorrichtung (37) aufweist, der das sicherheitsrelevante Eingangssignal, das Prüfsignal und zumindest ein Taktsignal zugeführt sind, wobei das Taktsignal der Zählvorrichtung (43) abhängig vom Eingangssignal und Prüfsignal zugeführt wird.
  7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtung zum Auf- und Abzählen ausgebildet ist.
  8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Verknüpfungsvorrichtung (37) zwei Taktsignale unterschiedlicher Frequenz zugeführt sind, wobei ein Taktsignal zum Auf- und das andere Taktsignal zum Abzählen verwendet wird abhängig von den an der Verknüpfungsvorrichtung (37) anliegenden Signalen.
  9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sicherheitsrelevante Eingangssignale der sicherheitseinrichtung (5) zugeführt sind, wobei ein Signal von einer Flammüberwachungseinrichtung und das andere Signal von dem Ventil (7) erzeugt wird.
  10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtung (43) eine Teilervorrichtung (51) aufweist, der das Taktsignal von einem Taktgenerator (49) zugeführt ist und ein oder zwei Taktsignale an die Verknüpfungsvorrichtung (37) leitet.
  11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilerverhältnis der Teilervorrichtung (51) frei wählbar ist.
  12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (61,13) in abgeschaltetem Zustand den Taktgenerator (49) deaktiviert.
  13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entriegelungsvorrichtung (63) vorgesehen ist, die die Zählvorrichtung (43) zurücksetzt und die Schaltvorrichtung (61,13) einschaltet.
  14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Verknüpfungseinrichtung (57,59) vorgesehen ist, der die Ausgangssignale der Zählvorrichtung (43) zugeführt sind und die davon abhängig ein Ausgangssignal generiert und an die Schaltvorrichtung (61) leitet.
  15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (5) eine Prüfvorrichtung (69) aufweist, die ein vorzugsweise periodisches Signal von der Steuereinrichtung (3) empfängt und abhängig davon das Prüfsignal erzeugt.
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