EP1477739A2 - Verfahren zur Ansteuerung eines Sicherheitsrelais in einem Feuerungsautomaten - Google Patents
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- EP1477739A2 EP1477739A2 EP04010634A EP04010634A EP1477739A2 EP 1477739 A2 EP1477739 A2 EP 1477739A2 EP 04010634 A EP04010634 A EP 04010634A EP 04010634 A EP04010634 A EP 04010634A EP 1477739 A2 EP1477739 A2 EP 1477739A2
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- 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
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- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/30—Switches
Definitions
- the invention relates to a method for controlling a safety relay in an automatic burner control according to the preamble of claim 1.
- Safety relays are used in connection with burner controls for oil or gas burners of heating devices. It is mandatory that two relays, one of which is a safety relay, are integrated in series in the power supply for the burner component outputs downstream of the burner control. This ensures that the power supply is always switched off, for example if a relay contact gets stuck. In principle, an automatic burner control must not start up if there is a relay fault.
- the invention is therefore based on the object of a safe control method of a safety relay in a burner control, in particular for a burner of a heater to create and commissioning of burner components to avoid existing faults on the safety relay.
- the method for controlling a safety relay in an automatic burner control is characterized in that two microprocessors linked to one another each supply a dynamic signal to a control circuit with two parallel branches. Each branch is checked individually for its functionality and feedback is given on the switching status of the safety relay via an optocoupler circuit, by sending a signal to at least one microprocessor when the relay contact is closed. If there is a fault in a branch, there is a fault and the burner control locks.
- One of the two parallel branches of the control circuit enables the ground connection and the other branch the supply voltage of the safety relay. Together, the two microprocessors and the control circuit form an AND function for the relay enable via the two parallel branches.
- the first microprocessor outputs the dynamic signal via the first control circuit for the safety relay, while the second microprocessor forms the static ground connection.
- the mode of operation of the control circuits is reversed.
- the second microprocessor then outputs the dynamic signal for the safety relay via the second control circuit, while the first microprocessor forms the static ground connection.
- At least one microprocessor receives feedback via the optocoupler circuit for evaluation as to whether the safety relay has picked up and whether a branch of the control circuit is defective.
- Each of the two parallel branches of the drive circuit has a comparator and, moreover, the two parallel branches of the drive circuit operate in inverted fashion.
- the safety relay is therefore only switched if, when a dynamic signal is present at the input of one branch of the control circuit, the output of the relevant branch is grounded and, when a dynamic signal is present at the input of the other branch of the control circuit, the output of this branch is high-impedance.
- the supply voltage for the safety relay also serves as the supply voltage for the comparators contained in the two parallel branches of the control circuit. For this purpose, both branches of the control circuit each have a separate power supply.
- two microprocessors are linked to one another and each provided with a downstream branch of a control circuit, each of which acts on a safety relay.
- an optocoupler circuit connected to the contact of the safety relay is provided for feedback to the switching state of the safety relay to at least one microprocessor.
- the arrangement for controlling a safety relay S with which the power supply is released for a downstream output A of a burner component, consists of two interconnected microprocessors M1 and M2, each with one downstream branch of a control circuit A1 and A2. Both branches work over the respective transistors T1 and T2 together on the safety relay S. With the Contact of the safety relay S is an optocoupler circuit O connected. This ensures for feedback on the switching status of the safety relay S to at least one microprocessor M1 or M2.
- the microprocessor M1 first outputs a dynamic signal via the first control circuit A1 for the safety relay, while the second microprocessor M2 forms the static ground connection.
- the mode of operation of the control circuits A1, A2 is reversed.
- the second microprocessor M2 outputs the dynamic signal for the safety relay S via the second control circuit A2, while the first microprocessor M1 forms the static ground connection.
- At least one microprocessor M1, M2 evaluates a feedback via the optocoupler circuit O, namely whether the safety relay S has picked up or whether a branch of the control circuit A1, A2 is defective.
- the safety relay S is only switched if a dynamic signal is present at the input of one branch of the control circuit A1, A2, and the output of the relevant branch is also grounded, and if a dynamic signal is present at the input of the other branch of the control circuit A1, A2 the output of this branch is high-impedance.
- Both control circuits A1, A2 work with separate supply voltages. If, for example, the voltage D5V fails at the control circuit A1, the branch of the control circuit A2 still works perfectly. Conversely, if 5Vref failed on the control circuit A2, the control circuit A1 would still be in normal operation.
- the circuits shown in FIGS. 2 and 3 show that the capacitors C1 and C11 do not pass a DC voltage level.
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Abstract
Description
Sicherheitsrelais kommen in Verbindung mit Feuerungsautomaten für Öl- oder Gasbrenner von Heizgeräten zum Einsatz. Es ist dabei vorgeschrieben, dass immer zwei Relais, davon ein Sicherheitsrelais, in Reihenschaltung in die Spannungsversorgung für die dem Feuerungsautomaten nachgeschalteten Ausgänge der Brennerkomponenten integriert sind. Damit wird eine Abschaltung der Spannungsversorgung immer sichergestellt, beispielsweise wenn ein Relaiskontakt hängen bleibt. Grundsätzlich darf ein Feuerungsautomat nicht in Betrieb gehen, wenn ein Relaisfehler vorliegt.
Das Verfahren zur Ansteuerung eines Sicherheitsrelais in einem Feuerungsautomaten ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei miteinander verknüpfte Mikroprozessoren jeweils ein dynamisches Signal einer Ansteuerschaltung mit zwei parallelen Zweigen zuführen. Dabei wird jeder Zweig einzeln auf seine Funktionalität geprüft und es erfolgt eine Rückmeldung zum Schaltzustand des Sicherheitsrelais über eine Optokopplerschaltung, indem bei einem geschlossenen Relaiskontakt ein Signal zu mindestens einem Mikroprozessor geleitet wird. Bei einem Fehler in einem Zweig liegt eine Störung vor und der Feuerungsautomat verriegelt.
In einer ersten Zeitphase gibt der erste Mikroprozessor das dynamische Signal über die erste Ansteuerschaltung für das Sicherheitsrelais aus, während der zweite Mikroprozessor die statische Masseverbindung bildet. In einer sich direkt anschließenden zweiten Zeitphase kehrt sich die Arbeitsweise der Ansteuerschaltungen um. Dann gibt der zweite Mikroprozessor über die zweite Ansteuerschaltung das dynamische Signal für das Sicherheitsrelais aus, während der erste Mikroprozessor die statische Masseverbindung bildet. Dabei bekommt mindestens ein Mikroprozessor zur Auswertung eine Rückmeldung über die Optokopplerschaltung, ob das Sicherheitsrelais angezogen hat, und ob ein Zweig der Ansteuerschaltung defekt ist.
Jeder der zwei parallelen Zweige der Ansteuerschaltung besitzt einen Komparator und außerdem arbeiten die beiden parallelen Zweige der Ansteuerschaltung invertiert. Das Sicherheitsrelais wird somit nur geschaltet, wenn beim Anliegen eines dynamischen Signals am Eingang des einen Zweiges der Ansteuerschaltung der Ausgang des betreffenden Zweiges auf Masse liegt und gleichzeitig beim Anliegen eines dynamischen Signals am Eingang des anderen Zweiges der Ansteuerschaltung der Ausgang dieses Zweiges hochohmig ist.
Die Versorgungsspannung für das Sicherheitsrelais dient gleichzeitig auch als Versorgungsspannung für die in den beiden parallelen Zweigen der Ansteuerschaltung enthaltenen Komparatoren. Dazu besitzen beide Zweige der Ansteuerschaltung zusätzlich jeweils eine getrennte Spannungsversorgung.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei Mikroprozessoren miteinander verknüpft und mit jeweils einem nachgeschalteten Zweig einer Ansteuerschaltung versehen, welche jeweils auf ein Sicherheitsrelais wirkt. Zusätzlich ist eine mit dem Kontakt des Sicherheitsrelais verbundene Optokopplerschaltung für die Rückmeldung zum Schaltzustand des Sicherheitsrelais an mindestens einen Mikroprozessor vorgesehen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der dazu gehörenden Anordnung wird ein sicheres Verfahren zur Ansteuerung eines Sicherheitsrelais in einem Feuerungsautomaten, insbesondere für einen Brenner eines Heizgerätes, geschaffen. Eine Inbetriebnahme von Brennerkomponenten trotz vorliegender Fehler am Sicherheitsrelais ist damit ausgeschlossen. Grundsätzlich darf ein Feuerungsautomat, ein Brenner oder eine Komponente davon nicht in Betrieb gehen, wenn ein Relaisfehler vorliegt, oder wenn auch nur ein Zweig der erfindungsgemäßen Auswerteschaltung ausfällt. Neben der Erfüllung technischer Vorgaben, nämlich der Integration des Sicherheitsrelais in die Spannungsversorgung, werden daher möglicherweise schwerwiegende Störungen vermieden. Zusätzliche Bauteile sind nicht erforderlich, denn die Spannungsmess- bzw. Spannungsauswerteeinrichtung ist in den Feuerungsautomaten integriert.
Selbst für den Fall, dass zum Beispiel durch Überspannung beide Mikroprozessoren zerstört wären, ist eine Relaisbetätigung ausgeschlossen, weil dann die dynamische Ansteuerung fehlen würde. Gleiches gilt auch für einen Ausfall der Komparatoren in den Ansteuerschaltungen. Diese wären dann an ihrem Ausgang entweder hochohmig oder auf Masse. Da aber beide Ansteuerschaltungen invertiert arbeiten, wird das Sicherheitsrelais nicht angesteuert.
- Fig. 1:
- Ein Schaltungsschema zur Integration des Sicherheitsrelais in die Spannungsversorgung,
- Fig. 2:
- die Ansteuerschaltung A1 aus Fig. 1 und
- Fig. 3:
- die Ansteuerschaltung A2 aus Fig. 1.
Das Sicherheitsrelais S wird nur geschaltet, wenn ein dynamisches Signal am Eingang des einen Zweiges der Ansteuerschaltung A1, A2 anliegt, gleichzeitig der Ausgang des betreffenden Zweiges auf Masse liegt, und wenn gleichzeitig beim Anliegen eines dynamischen Signals am Eingang des anderen Zweiges der Ansteuerschaltung A1, A2 der Ausgang dieses Zweiges hochohmig ist.
Beide Ansteuerschaltungen A1, A2 arbeiten mit getrennten Versorgungsspannungen. Fällt beispielsweise an der Ansteuerschaltung A1 die Spannung D5V aus, so arbeitet der Zweig der Ansteuerschaltung A2 noch einwandfrei. Umgekehrt wäre beim Ausfall von 5Vref an der Ansteuerschaltung A2 noch die Ansteuerschaltung A1 im Normalbetrieb.
Aus den in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Schaltungen geht hervor, dass die Kondensatoren C1 und C11 keinen Gleichspannungspegel durchlassen. Dadurch ist sichergestellt, dass nur ein Rechtecksignal zu den Komparatoren IC1 und IC11 durchkommt. Dabei werden die beiden Transistoren T1 und T11 vom Rechtecksignal angesteuert und laden die Kondensatoren C2 und C12 zyklisch auf. Dadurch ist das Potenzial am Komparator-Anschluss IC1(5) dauerhaft unterhalb des Potenzials an IC1(6). Festgelegt wird dies durch Spannungsteiler über die Widerstände R6 und R7. Entsprechend liegt auch das Potenzial am Komparator-Anschluss IC11 (2) dauerhaft unterhalb des Potenzials an IC11(3), wobei dafür die Spannungsteiler über die Widerstände R16 und R17 maßgebend sind. Dadurch liegt der Open-Kollektor-Ausgang von Komparator IC1 auf Masse, so dass der Transistor T1 am Ausgang 1 durchsteuert. Parallel dazu wäre der Open-Kollektor-Ausgang von Komparator IC11 hochohmig, und der Transistor T11 am Ausgang 2 wird über den Widerstand R18 angesteuert.
Claims (9)
- Verfahren zur Ansteuerung eines Sicherheitsrelais in einem Feuerungsautomaten, insbesondere zum Einsatz bei einem Brenner an einem Heizgerät, wobei mit dem Sicherheitsrelais die Spannungsversorgung für die nachgeschalteten Ausgänge der Brennerkomponenten frei gegeben wird,
dadurch gekennzeichnet, dass zwei miteinander verknüpfte Mikroprozessoren (M1, M2) jeweils ein dynamisches Signal einer Ansteuerschaltung (A1, A2) mit zwei parallelen Zweigen zuführen, dass jeder Zweig einzeln auf Funktionalität geprüft wird und dass eine Rückmeldung zum Schaltzustand des Sicherheitsrelais (S) über eine Optokopplerschaltung (O) erfolgt, wobei bei einem Fehler in einem Zweig eine Störung vorliegt und der Feuerungsautomat verriegelt. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden parallelen Zweige der Ansteuerschaltung (A1, A2) die Masseverbindung und der andere Zweig die Versorgungsspannung des Sicherheitsrelais (S) frei gibt. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mikroprozessoren (M1, M2) mit der Ansteuerschaltung (A1, A2) über die zwei parallelen Zweige zusammen eine UND-Funktion für die Freigabe des Sicherheitsrelais (S) bilden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch eine Rückmeldung zum Schaltzustand des Sicherheitsrelais (S) über eine Optokopplerschaltung (O), indem bei einem geschlossenen Relaiskontakt ein Signal zu mindestens einem Mikroprozessor (M1, M2) geleitet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Zeitphase der erste Mikroprozessor (M1) das dynamische Signal über die erste Ansteuerschaltung (A1) für das Sicherheitsrelais (S) ausgibt, während der zweite Mikroprozessor (M2) die statische Masseverbindung bildet, und dass in einer sich anschließenden zweiten Zeitphase dann der zweite Mikroprozessor (M2) über die zweite Ansteuerschaltung (A2) das dynamische Signal für das Sicherheitsrelais (S) ausgibt, während der erste Mikroprozessor (M1) die statische Masseverbindung bildet, und dass dabei über die Optokopplerschaltung (O) mindestens ein Mikroprozessor (M1, M2) eine Rückmeldung bekommt, ob das Sicherheitsrelais (S) angezogen hat, und auswertet, ob ein Zweig der Ansteuerschaltung (A1, A2) defekt ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder der zwei parallelen Zweige der Ansteuerschaltung (A1, A2) einen Komparator aufweist und dass die beiden parallelen Zweige der Ansteuerschaltung (A1, A2) invertiert arbeiten. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsrelais (S) nur geschaltet wird, wenn beim Anliegen eines dynamischen Signals am Eingang des einen Zweiges der Ansteuerschaltung (A1, A2) der Ausgang des betreffenden Zweiges auf Masse liegt und gleichzeitig beim Anliegen eines dynamischen Signals am Eingang des anderen Zweiges der Ansteuerschaltung (A1, A2) der Ausgang dieses Zweiges hochohmig ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung für das Sicherheitsrelais (S) gleichzeitig auch als Versorgungsspannung für die in den beiden parallelen Zweigen der Ansteuerschaltung (A1, A2) enthaltenen Komparatoren dient, wobei beide Zweige der Ansteuerschaltung (A1, A2) zusätzlich jeweils eine getrennte Spannungsversorgung besitzen. - Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8,
gekennzeichnet durch zwei miteinander verknüpfte Mikroprozessoren (M1, M2) mit jeweils einem nachgeschalteten Zweig einer Ansteuerschaltung (A1, A2), welche jeweils auf ein Sicherheitsrelais (S) wirkt, sowie eine mit dem Kontakt des Sicherheitsrelais (S) verbundene Optokopplerschaltung (O) für die Rückmeldung zum Schaltzustand des Sicherheitsrelais (S) an mindestens einen Mikroprozessor (M1, M2).
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