PL162539B1 - Uklad elektroniczny sterowania olejowym ogrzewaczem cieczy PL - Google Patents

Abstract

posazony w palnik o rozpylaniu odsrodkowym nape- d zany sin ik iem elektrycznym z dm uchaw a powietrza spalania n a wale. z którym sprzegana j est dozujaca pom pa paliwa oraz swiece zaplonowa, a takze w czuj- niki tem peratury ogrzewanej cieczy i czujnik plomie- nia w komorze spalania, zawierajacy uklady kontroli procesów spalania, znam ienny tym , ze liniowy prze- twornik tem peratury cieczy (1) polaczony jest z w ej- sciem regulacyjnym impulsowego regulatora napiecia (2) przylaczonego do silnika napedowego palnika, po- laczony jest równiez z kom paratorem napiecia (3), którego wyjscie przylaczone je st do m ultipleksera (4), do którego pozostalych wejsc przylaczone sa: nadm ia- rowy czujnik tem peratury (5), wylacznik ogrzewania (6) i czujnik plom ienia (7) przez detektor (8) oraz wyjscie programowanego generatora odstepów czaso- wych (10), do którego wejscia programujacego oraz do wejscia adresowego m ultipleksera (4) i do wejscia rejestru wyjsciowego (11) przylaczone jest szyna d a - nych pamiec instrukcji ( 1 2), przylaczona szyna adre- sowa do wyjscia licznika instrukcji (13) i szyna danych do jego wejsc zapisujacych, przy czym odgalezienie tej szyny polaczone jest z wejsciem dekodera rodzaju instrukcji (14), którego wyjscia przylaczone sa do wejsc zapisujacych rejestru wyjsciowego ( 1 1), progra- mowanego generatora odstepów czasowych (10) prze- lacznika im pulsu zegarowego (15) oraz przerzutnika pamieci w arunku (16), który wejsciem sterujacym polaczony jest z wyjsciem m ultipleksera (4) a wyjsciem z przelacznikiem im pulsu zegarowego (15)............... fig 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ elektroniczny sterowania olejowym ogrzewaczem cieczy, zwłaszcza samochodowym, wyposażonym w palnik o rozpylaniu odśrodkowym napędzany silnikiem elektrycznym z dmuchawą powietrza na wale, z którym sprzęgana jest dozująca pompa paliwa oraz w świecę żarową, a także w czujniki temperatury ogrzewanej cieczy i czujnik płomienia w komorze spalania.

W znanych układach sterowania olejowym ogrzewaczem cieczy utrzymanie temperatury cieczy odbywa się w układzie regulacji dwupołożeniowej, przez cyklicznie powtarzające się

162 539 procesy rozpalania, ogrzewania i wygaszania ogrzewacza, przy czym ogrzewacz pracuje w cyklu ogrzewania zawsze z pełną wydajnością. Opisany sposób sterowania realizuje układ sterowania podgrzewaczem na paliwo płynne, ujawniony w opisie patentowym nr 128 633. Czujnikiem temperatury roboczej jest dwupołożeniowy przetwornik o określonej histerezie. Wadą tego rozwiązania jest to, że taki sposób regulacji wiąże się z istotnymi stratami paliwa, spowodowanymi częstymi rozruchami oraz dużymi wahaniami temperatury ogrzewanej cieczy, które są efektem regulacji dwupołożeniowej. Wadą wspomnianego rozwiązania jest również to, że algorytm sterowania jest determinowany przez sieć kombinacyjną, utworzoną z elementów logicznych i pamięciowych, przez co nie jest podatny na pożądane zabiegi optymalizacyjne.

W układzie według wynalazku liniowy przetwornik temperatury ogrzewanej cieczy, połączony z wejściem regulacyjnym impulsowego regulatora napięcia przyłączonego wyjściem do silnika napędowego palnika, połączony jest również z komparatorem napięcia. Jego wyjście przyłączone jest do multipleksera do którego pozostałych wejść przyłączone są: nadmiarowy czujnik temperatury, wyłącznik ogrzewania i czujnik płomienia przez detektor płomienia oraz wyjście programowanego generatora odstępów czasowych. Do jego wejścia programującego oraz wejścia adresowego multipleksera i wejścia rejestru wyjściowego przyłączona jest szyną danych pamięć instrukcji. Przyłączona jest ona szyną adresową do wyjścia licznika instrukcji i szyną danych do jego wejść zapisujących. Odgałęzienie tej szyny połączone jest z wejściem dekodera instrukcji. Jego wyjścia przyłączone są do wejść zapisujących rejestru wyjściowego, programowanego generatora odstępów czasowych, przełącznika impulsu zegarowego oraz przerzutnika pamięci warunku. Przerzutnik pamięci warunku połączony jest wejściem sterującym z wyjściem multipleksera, a wyjściem z przełącznikiem impulsu zegarowego, połączonego wyjściami z wejściem równolegle zapisującym i wejściem szeregowo odliczającym licznika instrukcji oraz swoim wejściem z wyjściem generatora zegarowego. Generator ten połączony jest ponadto z: przerzutnikiem pamięci warunków, programowanym generatorem odstępów czasowych oraz rejestrem wyjściowym, którego wyjścia przyłączone są przez stopnie mocy ze sprzęgłem dozującej pompy paliwa, świecą zapłonową, lampką sygnalizacyjną i bezpośrednio z wejściem załączającym i wejściem sterującym regulatora napięcia. Do drugiego wejścia mocy lampki sygnalizacyjnej przyłączone jest również wyjście detektora płomienia.

W impulsowym regulatorze napięcia wejście regulacyjne stanowi rezystor węzła sumującego przyłączonego do nieinwersyjnego wejścia komparatora, którego wyjście połączone jest przez klucz tranzystorowy z silnikiem napędowym palnika. Do niego również przyłączony jest przez obwód inercyjny dyskryminator poziomu napięcia połączony wyjściem do drugiego rezystora węzła sumującego, przy czym do wejścia inwersyjnego komparatora przyłączony jest generator napięcia piłowego połączony wejściem z zegarem.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest minimalizacja zużycia paliwa przez ogrzewacz poprzez liniową regulację wydajności palnika bez wyłączeń, w zależności od temperatury ogrzewanej cieczy, przez płynną zmianę obrotów silnika napędowego. Zaletą jest również łatwość doboru algorytmu sterowania do wymogów palnika i ogrzewanego obiektu, przez zmianę zawartości pamięci instrukcji.

Układ sterowania według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ blokowy sterowania ogrzewaczem, a fig. 2 - schemat ideowy impulsowego regulatora napięcia.

Napięcie z liniowego przetwornika temperatury ogrzewanej cieczy 1 podaje się na wejście regulacyjne impulsowego regulatora napięcia 2, do którego podłączony jest silnik elektryczny napędzający dozującą pompę paliwa oraz dmuchawę. Pozostałe sterowane urządzenia ogrzewacza: sprzęgło dozującej pompy paliwa i świeca zapłonowa oraz lampka sygnalizacyjna, sterowane są poprzez stopnie mocy 18, 19, 9 z rejestru wyjściowego 11. Pozostałe dwa wyjścia rejestru wyjściowego 11 połączone są z wejściami impulsowego regulatora napięcia 2 i służą do sterowania jego pracą - jedno do załączania regulatora, a drugie blokuje wpływ napięcia regulacyjnego na napięcie wyjściowe. Blokada ta jest niezbędna z tego względu, że podczas procesu rozpalania w fazie rozruchu oraz podczas przedmuchiwania komory spalania w fazie wygaszania, obroty silnika ogrzewacza muszą być maksymalne bez względu na temperaturę ogrzewanej cieczy.

162 539

Wejścia informacyjne rejestru wyjściowego 11 podłączone są do szyny danych pamięci instrukcji 12, w której zapisane są instrukcje programu realizujące założony algorytm sterowania ogrzewaczem. Szyna danych podłączona jest również do wejścia adresowego multipleksera 4 oraz do wejść zapisujących programowanego generatora odstępów czasowych 10 i licznika instrukcji 13, a odgałęzienie szyny danych z wyjścia pamięci instrukcji 12 połączone jest z wejściem dekodera rodzaju instrukcji 14. Dekoder rodzaju instrukcji 14 uaktywnia rejestr wyjściowy 11, programowany generator odstępów czasowych 10, steruje przerzutnikiem pamięci warunku 16 i przełącznikiem impulsu zegarowego 15 w celu sterowania przepływem informacji w zależności od rodzaju wykonywanej instrukcji. Do pozostałych wejść przełącznika impulsu zegarowego 15 podłączone jest wyjście zegara 17 i wyjście przerzutnika pamięci warunku 16. Na wyjściach przełącznika impulsu zegarowego 15, podłączonych do wejścia szeregowo odliczającego i wejścia równolegle zapisującego icznika instrukcji 13 pojawiają się alternatywnie impulsy zegarowe w zależności od stanów logicznych wejść przerzutnika pamięci warunku 16 i dekodera rodzaju instrukcji 14. W ten sposób zawartość licznika instrukcji 13 zostaje w momencie wystąpienia impulsu zegarowego zwiększona o jeden lub skokowo ustawiona na wartości określonej w aktualnej instrukcji. Przerzutnik pamięci warunku 16 jest niezbędny z tego względu, że instrukcje warunkowe składają się z dwóch kolejnych słów.

Stan logiczny z wyjścia multipleksera 4 podawany jest na wejście zapisujące przerzutnika pamięci warunku 16. Sygnały z wyjść: nadmiarowego czujnika temperatury 5, wyłącznika ogrzewania 6, czujnika płomienia 7 poprzez detektor 8, programowanego generatora odstępów czasowych 10 oraz liniowego czujnika temperatury 1 poprzez komparator napięcia 3 podłączone są do wejść multipleksera 4 i umożliwiają ich programową kontrolę i tworzenie rozgałęzień i pętli programowych.

Schemat rozwiązania impulsowego regulatora napięcia 2 przedstawia fig. 2. Na wejścia bramki iloczynowej 27, której wyjście połączone jest z wejściem generatora napięcia piłowego 26, podawane są impulsy z zegara 17 i sygnał sterujący z wyjścia rejestru wyjściowego 11: Na wejście inwersyjne komparatora napięcia 22, którego wyjście połączone jest przez klucz tranzystorowy 23, do silnika napędowego palnika, przekazywany jest sygnał z generatora napięcia piłowego 26, który jest synchronizowany impulsami zegara 17. Wejście nieinwersyjne komparatora napięcia 22 stanowi węzeł sumujący 20,21. Do węzła sumującego 20,21 przyłożone jest, przez rezystor 20, napięcie regulacyjne z liniowego przetwornika temperatury 1 oraz napięcie z wyjścia klucza tranzystorowego 23 przez obwód inercyjny 24, dyskryminator napięcia 25 i rezystor 21. Takie połączenie wejść komparatora napięcia 22 zapewnia regulację napięcia zasilania silnika napędzającego dmuchawę i pompę paliwa w zależności od temperatury ogrzewanej cieczy w celu jej stabilizacji, oraz ograniczanie spadku napięcia zasilania silnika do wartości określonej stabilnością procesu spalania w ogrzewaczu.

162 539

fi.

162 539

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ elektroniczny sterowania olejowym ogrzewaczem cieczy, zwłaszcza samochodowym, wyposażony w palnik o rozpylaniu odśrodkowym napędzany silnikiem elektrycznym z dmuchawą powietrza spalania na wale, z którym sprzęgana jest dozująca pompa paliwa oraz świecę zapłonową, a także w czujniki temperatury ogrzewanej cieczy i czujnik płomienia w komorze spalania, zawierający układy kontroli procesów spalania, znamienny tym, że liniowy przetwornik temperatury cieczy (1) połączony jest z wejściem regulacyjnym impulsowego regulatora napięcia (2) przyłączonego do silnika napędowego palnika, połączony jest również z komparatorem napięcia (3), którego wyjście przyłączone jest do multipleksera (4), do którego pozostałych wejść przyłączone są: nadmiarowy czujnik temperatury (5), wyłącznik ogrzewania (6) i czujnik płomienia (7) przez detektor (8) oraz wyjście programowanego generatora odstępów czasowych (10), do którego wejścia programującego oraz do wejścia adresowego multipleksera (4) i do wejścia rejestru wyjściowego (11) przyłączone jest szyną danych pamięć instrukcji (12), przyłączona szyną adresową do wyjścia licznika instrukcji (13) i szyną danych do jego wejść zapisujących, przy czym odgałęzienie tej szyny połączone jest z wejściem dekodera rodzaju instrukcji (14), którego wyjścia przyłączone są do wejść zapisujących: rejestru wyjściowego (11), programowanego generatora odstępów czasowych (10), przełącznika impulsu zegarowego (15) oraz przerzutnika pamięci warunku (16), który wejściem sterującym połączony jest z wyjściem multipleksera (4) a wyjściem z przełącznikiem impulsu zegarowego (15), połączonego wyjściem z wejściem równolegle zapisującym i wejściem szeregowo odliczającym licznika instrukcji (13) oraz swoim wejściem z wyjściem generatora zegarowego (17), który ponadto połączony jest z: przerzutnikiem pamięci warunku (16), programowanym generatorem odstępów czasowych (10) oraz rejestrem wyjściowym (11), którego wyjścia przyłączone są, przez stopnie (18, 19, 9) ze sprzęgłem dozującej pompy paliwa, świecą zapłonową, lampką sygnalizacyjną i bezpośrednio z wejściem załączającym i wejściem sterującym regulatora napięcia (2), przy czym do drugiego wejścia stopnia mocy (9) przyłączone jest również wejście detektora płomienia (8).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że w impulsowym regulatorze napięcia (2) wejście regulacyjne stanowi rezystor (20) analogowego węzła sumującego (20, 21) przyłączonego do nieinwersyjnego wejścia komparatora (22), którego wyjście połączone jest przez klucz tranzystorowy (23) z silnikiem napędowym palnika, do którego przyłączony jest przez inercyjny obwód (24) dyskryminator poziomu napięcia (25) połączony wyjściem do rezystora (21) węzła sumującego (20, 21), przy czym do wejścia inwersyjnego komparatora (22) przyłączony jest generator napięcia piłowego (26) połączony wejściem z zegarem (17) przez bramkę iloczynową (27), której drugie wejście jest wejściem sterującym regulatora, połączonym z wyjściem rejestru (11), natomiast wejściem załączającym regulatora jest wejście strobujące komparatora (22).