PL195859B1

PL195859B1 - Method of monitoring blower's rpm

Info

Publication number: PL195859B1
Application number: PL348135A
Authority: PL
Inventors: Rainer Lochschmied
Original assignee: Siemens Building Tech Ag
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2007-10-31
Also published as: DE50100511D1; EP1172609A1; EP1172609B1; ATE247801T1; PL348135A1

Abstract

Process for monitoring the revolutions of a fan comprises determining a revolution measuring value (15) of the fan, and comparing with a reference value (16) to determine whether the fan is in a sufficient stationary state. Preferred Features: The reference value is an average value produced from the last revolution measuring values or the reference value is a prescribed theoretical value.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób kontroli obrotów dmuchawy, zwłaszcza do stosowania w automacie paleniskowym do regulacji tłoczonego przez dmuchawę powietrza do spalania, w którym wyznacza się wartość pomiarową obrotów dmuchawy i wartość pomiarową obrotów dmuchawy porównuje się z wartością odniesienia, dla określenia czy dmuchawa znajduje się w dostatecznie ustalonym stanie.The subject of the invention is a method of blower speed control, especially for use in a combustion machine for regulating the combustion air blown by the blower, in which the measured value of the blower speed is determined and the measured value of the blower speed is compared with a reference value to determine whether the blower is in sufficient position. steady state.

Znane są już tego rodzaju sposoby używane do różnych celów i zastosowań. Powyższy sposób jest znany na przykład z niemieckiego opisu zgłoszeniowego DE 1975289 A1. Ujawnia on sposób kontroli liczby obrotów dmuchawy, przy czym wyznacza się wartość pomiarową liczby obrotów dmuchawy i porównuje z wartością zadaną stanowiącą wartość odniesienia, w celu ustalenia czy dmuchawa znajduje się w wystarczająco ustalonym stanie. Wartość pomiarowa liczby obrotów jest przy tym przekazywana dalej wcelu regulacji.Such methods for various purposes and applications are already known. The above method is known, for example, from DE 1975289 A1. It discloses a method for controlling the blower speed, where the blower speed measurement value is determined and compared with a reference value to determine whether the blower is in a sufficiently steady state. The speed measurement value is passed on for control purposes.

Ponadto, na przykład z EP 0 614 048 A1, znana jest dmuchawa, która jest napędzana silnikiem o sterowanej prędkości obrotowej. Sterowanie obrotami odbywa się poprzez przyłącze sterujące za pomocą modulacji szerokości impulsu. Sygnał zwrotny prędkości obrotowej dochodzi przez przyłącze sygnału zwrotnego.Moreover, for example from EP 0 614 048 A1, a blower is known which is driven by a speed-controlled motor. The speed is controlled via a control connection with pulse width modulation. The speed feedback signal is provided via the feedback signal connection.

Proste i tanie układy kontroli obrotów wykorzystują magnetyzację na biegunach silnika dmuchawy. Jednak w czasie pomiaru, na przykład 0,2 s, uzyskuje się małą ilość impulsów pomiarowych, a więc małą rozdzielczość obrotów i niedokładny pomiar w stanie ustalonym. Jako rozwiązanie próbowano tworzyć wartość średnią w dłuższym czasie. Jednak przy szybkich dynamicznych zmianach taka uśredniona wartość nie nadąża za wartością rzeczywistą, to znaczy uśredniona wartość nie jest reprezentatywna dla prędkości obrotowej podczas zmiany.Simple and cheap RPM control systems use magnetization on the poles of the blower motor. However, during a measurement, for example 0.2 s, a small number of measurement pulses is obtained, and therefore a low resolution of rotation and inaccurate measurement in the steady state. As a solution, attempts were made to create an average value over a longer period of time. However, with fast dynamic changes, such averaged value does not follow the real value, i.e. the averaged value is not representative of the rotational speed during the change.

Celem wynalazku jest znalezienie równowagi w sposobie określonego wyżej rodzaju między możliwie wysoką dokładnością w stanie ustalonym i błędami przy zmianach dynamicznych.The object of the invention is to find a balance in a method of the above-mentioned type between the highest possible accuracy in the steady state and errors in dynamic changes.

Sposób kontroli obrotów dmuchawy, w którym wyznacza się wartość pomiarową obrotów dmuchawy i wartość pomiarową obrotów dmuchawy porównuje się z wartością odniesienia, dla określenia czy dmuchawa znajduje się w dostatecznie ustalonym stanie, polega według wynalazku na tym, że wartość pomiarową obrotów dmuchawy uśrednia się za pomocą filtra klasy N, gdy odchyłka wartości pomiarowej obrotów od wartości odniesienia nie przekracza wartości zadanej.The method of controlling the blower revolutions, in which the measurement value of the blower revolutions is determined and the measurement value of the blower revolutions is compared with the reference value, in order to determine whether the blower is in a sufficiently steady state, according to the invention, the measured value of the blower revolutions is averaged by means of class N filter, when the deviation of the rotational speed measured value from the reference value does not exceed the set value.

Korzystnie, jako filtr stosuje się filtr dolnoprzepustowy, przy czym przy przejściu do ustalonego, filtrowanego stanu, klasa filtra dolnoprzepustowego wzrasta z każdą nową wartością pomiarową, aż do osiągnięcia wartości końcowej dla stanu ustalonego.Preferably, a low-pass filter is used as the filter, wherein on transition to a steady-state filtered state, the class of the low-pass filter increases with each new measured value until a steady-state final value is reached.

Wartością odniesienia może być wartość średnia z ostatnich wartości pomiarowych obrotów wartość wcześniej zadana.The reference value can be the average value of the last measurement values of revolutions, the preset value.

Prędkość obrotowa jest według wynalazku mierzona w krótkich odstępach czasu, tak że przy wszystkich dynamicznych zmianach, wartość pomiarowa obrotów odpowiada rzeczywistym obrotom dmuchawy, ale przy tym jest stosunkowo niedokładna. Gdy nastąpi ustabilizowanie obrotów dmuchawy, następuje uśrednienie wartości pomiarowej.According to the invention, the rotational speed is measured at short intervals, so that, with all dynamic changes, the rotational speed measurement corresponds to the actual rotation of the blower, but is relatively inaccurate. When the blower speed is stabilized, the measured value is averaged.

Przykłady sposobu kontroli według wynalazku objaśnia się poniżej na podstawie dołączonego rysunku, na którym: fig. 1 ukazuje schematycznie automat paleniskowy z przynależną dmuchawą; fig. 2 - ukazany schematycznie zmodyfikowany automat paleniskowy z przynależną dmuchawą; fig. 3 -zakresy filtra w stanie ustalonym.Examples of the inspection method according to the invention are explained below on the basis of the accompanying drawing, in which: FIG. 1 schematically shows an automatic furnace with an associated blower; 2 is a schematic view of a modified firing automat with an associated blower; Fig. 3 shows the steady state filter ranges.

Jednakowe elementy oznaczono na poszczególnych figurach identycznymi odnośnikami.Identical elements have been provided with identical reference numerals in the various figures.

Figura 1 przedstawia schematycznie automat paleniskowy i regulacyjny 2 z przyporządkowaną dmuchawą 1. Obroty 3 dmuchawy 1 są przekazywane na automat paleniskowy 2. Przy tym obroty można mierzyć dowolnie, na przykład za pośrednictwem czujnika Halla, jak to opisano w EP O 614 048 A1. W automacie paleniskowym 2 jest zamontowany zgodnie z wynalazkiem filtr obrotów 4, który przekazuje filtrowaną prędkość obrotową na układ kontrolny 5 i do dalszego przetwarzania na elektroniczny układ scalony 6. Na układ scalony 6 oddziałuje też elektroda jonizacyjna 7, to znaczy sygnał wytwarzany przez tę elektrodę jonizacyjną 7. Elektroniczny układ scalony 6 wysterowuje następnie zawór gazowy 8 stosowanie do aktualnych warunków spalania. Poprzez regulator temperatury 9 wytwarzany jest sygnał zapotrzebowania mocy 10 i za pomocą wytworzonego sygnału z modulacją szerokości impulsu PWM wysterowywana jest dmuchawa 1.FIG. 1 shows schematically a furnace and control 2 with an associated blower 1. The speed 3 of the blower 1 is transmitted to the furnace 2. The speed can be freely measured, for example by a Hall sensor, as described in EP O 614 048 A1. In the furnace 2, according to the invention, a rotation filter 4 is mounted, which transmits the filtered rotation speed to the control circuit 5 and for further processing into electronic integrated circuit 6. The integrated circuit 6 is also influenced by the ionization electrode 7, i.e. the signal produced by this ionization electrode. 7. The electronic chip 6 then actuates the gas valve 8 according to the current combustion conditions. A power demand signal 10 is generated via the temperature controller 9 and the fan 1 is actuated by the generated PWM signal.

Figura 2 przedstawia zmodyfikowany automat paleniskowy 2', w którym jest regulowana prędkość obrotowa. Tutaj filtrowane obroty są przekazywane dodatkowo na człon porównujący 11. Na członie porównującym 11 są porównywane sygnały zapotrzebowania mocy 10 i z filtra obrotów 4 i naPL 195 859 B1 stępuje przekazanie sygnału na regulator dmuchawy 12, który wysterowuje dmuchawę 1 poprzez sygnał z modulacją szerokości impulsu PWM.Figure 2 shows a modified firing automat 2 'in which the rotational speed is controlled. Here, the filtered revolutions are additionally transmitted to the comparator 11. The power demand signals 10 are compared on the comparator 11, and from the revolutions filter 4, the signal is transmitted to the blower regulator 12, which controls the blower 1 via a PWM pulse width modulation signal.

Figura 3 ukazuje zakresy filtra w stanie ustalonym 14 naniesione na wykresie czas t - prędkość obrotowa n. Ponadto przedstawione są krzywe wartości pomiarowej obrotów 15 i wartości odniesienia 16.FIG. 3 shows the ranges of the filter in steady state 14 plotted on a graph of time t - rotational speed n. In addition, the curves of the measurement value of rotation 15 and the reference value 16 are shown.

Wyznaczona jak wyżej wartość pomiarowa obrotów jest porównywana z sygnałem odniesienia, żeby określić, czy dmuchawa 1 znajduje się w dostatecznie ustalonym stanie. Sygnałem odniesienia 16 może być przy prostym wyznaczaniu obrotów wartość średnia z ostatnich m punktów pomiarowych, na przykład z m = 3. Przy regulacji obrotów sygnałem odniesienia 16 może też być wartość zadana.The speed measurement value determined as above is compared with a reference signal to determine whether the blower 1 is in a sufficiently steady state. The reference signal 16 may, in a simple determination of the speed, be the average value of the last m measuring points, for example with m = 3. In the case of speed control, the reference signal 16 may also be the set value.

Jeżeli wielkość różnicy (także na przykład iloraz) między wartością pomiarową obrotów 15 i sygnałem odniesienia 16 jest większa od zadanej wartości, to wartość pomiarowa obrotów 15 jest przekazywana bezpośrednio dalej. Jeżeli wielkość różnicy między wartością pomiarową obrotów 15 i sygnałem odniesienia 16 jest mniejsza od zadanej wartości, to obroty są dostatecznie ustalone i wartość pomiarowa obrotów 15 jest uśredniana za pomocą filtra klasy N.If the magnitude of the difference (also, for example, a quotient) between the speed measurement value 15 and the reference signal 16 is greater than the predetermined value, the speed measurement value 15 is passed on directly. If the magnitude of the difference between the rpm measurement value 15 and the reference signal 16 is less than the set value, the rpm is sufficiently determined and the rpm measurement value 15 is averaged with a class N filter.

Algorytm wykorzystuje więc to, że wartość odniesienia 16 zbliża się do wartości quasi-ustalonej, i że gdy wartość pomiarowa obrotów 15 jest zbliżona do wartości odniesienia 16, to dmuchawa 1 przybliża się bardzo wolno do ustalonej wartości krańcowej 14, a więc może być uśredniona przez dłuższy czas.The algorithm thus takes advantage of the fact that the reference value 16 is approaching the quasi-steady value, and that when the rpm measurement value 15 is close to the reference value 16, the blower 1 comes very slowly to the preset limit value 14 and can therefore be averaged by longer time.

Bardzo szybkie zmiany dynamiczne są natychmiast rozpoznawane a w stanie ustalonym wartość pomiarowa obrotów 15 może być udostępniana bardzo dokładnie do dalszego przetwarzania. Dokładny sygnał obrotów 15, który odzwierciedla również dokładnie przebiegi dynamiczne, jest ważny na przykład dla elektronicznego układu scalonego 6 jako sygnał mocy.Very fast dynamic changes are immediately recognized and, in a steady state, the measured value of the revolutions 15 can be made available very accurately for further processing. An exact rotation signal 15, which also accurately reflects the dynamic waveforms, is important for the electronic chip 6, for example, as a power signal.

Jako filtr obrotów służy na przykład filtr dolnoprzepustowy, który jest zbudowany techniką układową za pomocą elementów elektronicznych. Ale może być też wykorzystany programowy filtr dolnoprzepustowy, na przykład dolnoprzepustowy filtr FIR albo IIR o klasie N.A low-pass filter, for example, which is built up by circuit technology with electronic components, serves as the rotation filter. But a software lowpass filter may also be used, for example a class N FIR or IIR lowpass filter.

Aby usprawnić przełączanie z wartości niefiltrowanej na filtrowaną, klasafiltra na przykład przy dolnoprzepustowym filtrze FIR może rosnąć z każdą wartością pomiarową obrotów 15, aż osiągnie się maksymalną klasę N. Na przykład przy dynamicznie szybkich zmianach może odbywać się filtrowanie w klasie 3, ale aktualna wartość pomiarowa obrotów 15 jest wykorzystywana bezpośrednio jako wartość wyjściowa. Wartość filtra służy jako sygnał odniesienia. Jeżeli wielkość różnicy wartości pomiarowej obrotów 15 jest mniejsza od wartości zadanej, to następuje najpierw podwyższenie wartości filtra o jeden rząd, a więc z 3 na 4, i jest ona wykorzystywana jako sygnał wyjściowy. Przy następnym wyniku pomiaru mamy klasę filtra 5 i tak dalej, aż osiągnie się końcową wartość N (na przykład N = 6). Wtedy kasowana jest starsza wartość i do filtracji jest wykorzystywana nowa wartość pomiarowa obrotów 15, jak to jest zwykle przy filtrze FIR.To improve switching from unfiltered to filtered value, the filter class, for example with a low-pass FIR filter, can increase with each speed measurement value of 15 until the maximum class N is reached. revolutions 15 is used directly as the output value. The filter value serves as a reference signal. If the magnitude of the difference in the measured value of the revolutions 15 is less than the set value, the filter value is first increased by one order, i.e. from 3 to 4, and is used as an output signal. At the next measurement result we have filter class 5 and so on until the final value N (for example N = 6) is reached. The old value is then deleted and the new rpm measurement value 15 is used for filtration, as is usual for a FIR filter.

Oczywiście wynalazek nie ogranicza się do ukazanych i opisanych przykładów realizacji.Of course, the invention is not limited to the embodiments shown and described.

Claims

1. Method for controlling the blower revolutions, especially for use in a furnace automat for regulating the combustion air blown by the blower, in which the measurement value of the blower revolutions is determined and the measurement value of the blower revolutions is compared with the reference value to determine whether the blower is in a sufficiently established position. state, characterized in that the measured value of the speed (15) of the blower (1) is averaged by means of a class N filter, when the deviation of the measured value of the speed (15) from the reference value (16) does not exceed the preset value.

2. The method according to p. The method of claim 1, wherein a lowpass filter is used as the filter, wherein on transition to a steady state filtered state, the class of the lowpass filter increases with each new measured value until a final steady state value is reached.

3. The method according to p. A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the reference value (16) is the average value of the most recent revolution measurement values (15).

4. The method according to p. The method of claim 1, wherein the reference value (16) is a predetermined value.