DE2219159C3 - Proze !!überwachungseinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Prozeßüberwachungseinrichtung, insbesondere für Brenneranlagcn, mit einem Arbeitsglied, einem Prozeßüberwachungsglied und einem Zeitglied, wobei in einem ersten Stromkreis ein Arbeitskontakt des Zeitgliedes, eine erste Diode, das Arbeitsglied sowie ein bei vorhandener Flamme nichtleitender Schalter des Prozeßüberwachungsgliedes angeordnet sind.

Zur Verhinderung von unüberwachien Zuständen werden an die Sicherheit der Überwachungseinrichtungen bezüglich eigener Fehler große Anforderungen gestellt. Das Zusammenspiel der Prozeßüberwachung mit dem Zeitglied bzw. mit dem Arbeitsglied erfolgt bei bekannten Feuerungsautomaten vorwiegend durch gegenseitige elektrische Verriegelung über entsprechende Kontakte oder durch mechanische Kopplung der entsprechenden Elemente, was nur durch |ustierarbeiten zu erreichen ist.

Demgegenüber zeigt die deutsche Auslegeschrift 08 145 eine Möglichkeit, den Slrompfad eines Arbeitsgliedes mit demjenigen eines Überwachungsgliedes so parallel zu schalten, daß ein einziges Schaltelement des Überwachungsglicdes sowohl den Anlauf der Anlage überwacht als auch das Arbeitsglied bei einem Fehler der Anlage unmittelbar abschaltet. Diese Schaltung weist zwei thermische Schaltglieder auf und b.etet keine Möglichkeit einer Störabschaltung bei Fremd-

^llCDer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prozeßüberwachungseinrichiung /', schaffen, bei der mit einem geringen Aufwand an Bauteilen die einschlägigen Sicherheitsbestimmungen, insbesondere die Sicherheitsbestimmungen bei Fremdlicht vor der Inbetriebnahme erfüllt werden. Gleichzeitig soll über bei Fremdiichi vor Inbetriebnahme nicht nur diese verhindert sondern darüber hinaus auch eine Storabschaltung, gegebenenfalls mit entsprechender Signalisierung. bewirkt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst daß das Zeitglied vor dem Ansprechen des Arbeü'sgliedes über einen Ruhekontakt eines Umschalters des Arbeitsgliedes an Spannung liegt und daß nach dem Ansprechen des Arbeitsgliedes das Zeitglied über einen ArbeitskKitakt des Umschalters parallel zum Schaltorean des Zeitgüedes am Verbindungspunkt des Arbeitsliedes mit dem Schalter des Prozeßüberwachungsgliedes angeschlossen ist und daß ferner eine /.weile, der ersten Diode entgegengesetzt gepolie Diode /wischen der ersten Diode und dem Arbeitsglied parallel /um Schalter des Überwachungsgliedes geschaltet ist. wobei der Widerstand dieses so gebildeten zweiten Stromkreises so bemessen ist, daß der Strom über dem 1 laltestrom aber unter dem Anzugsstrom des Arbeusgliedes und unter dem Ansprechstrom des Zeitgliedes liegt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel fur eine Anwendung auf dem Gebiet der Flammenüberwachung unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren naher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines Olfeuerungsautomaten

und „ , .

Fig. 2 ein Schaltbild eines Gasheizungsautomaten für Durchlauferhitzer, bei dem auf die Störsignalisierung bei Fremdlicht vor dem Start verzichtet wird.

In der F i g. 1 bedeuten 1 und 2 Anschlußklemmen für eine Spannungsquelle. Ein als Sicherheitsschalter ausgebildetes Schaltorgan a\ eines Zeitgliedes A verbindet in der Betriebsstellung die Klemme 1 mn einer Leitung 3 und in der Störstellung über einen Vorwiderstand 4 mit einer Signallampe 5, die außerdem mit einer von der Klemme 2 ausgehenden Leitung 6 verbunden ist An den beiden Leitungen 3 und 6 liegt ein Brennermotor 7. Ein Brennstoffventil 8 ist mit der an Nulleiter geschalteten Leitung 6 und mit einem Kontakt 9 eines von einem elektromagnetischen Relais R gesteuerten Schaltorgans η verbunden. Das Relais R stellt das Arbeitsglied dar. Eine Zuleitung 10 zum Schaltorgan η liegt an der Leitung 3. Ein weiterer Kontakt 11 des Schaltorgans η ist sowohl mit einer elektrischen Zündeinrichtung 12 als auch mit einem Kontakt 13 eines Schaltorgans ai des Zeitgliedes A verbunden. Die zweiten Anschlüsse des Brennstoffventils 8 und der Zündeinrichtung 12 sind ebenfalls mit der Leitung 6 verbunden. Das Schaltorgan ai, dessen Zuleitung 14 an der Leitung 3 liegt, weist einen zweiten Kontakt 15 auf, der über eine Verbindung 16, eine Diode 17, eine weitere Diode 18 und einen Widerstand 19 mit der Leitung verbunden ist. Die Verbindung zwischen den beiden Dioden 17 und 18 ist auf den einen Anschluß des Relais R geführt. Der zweite Anschluß des Relais R liegt an einem Punkt 20, von dem eine Verbindung über einen Halbleiterschalter 21 zur Leitung b führt. Die Steuer-

elektrode 22 des Halbleiterschalter* 21 ist mit einer als Prozeß-Überwachungsglied verwendeten Flammenfberwachungseinrichtung 23 verbünde α. die ebenfaiK Über die Leitungen 3 und 6 mit Speisespannung vertorgt wild. Vom Punkt 20 aus führt eine Verbindung zu einem Kontakt 24 eines vom Relais R betätigten Schaltorgans n. Der zweite Kontakt 25 des S-haftorgans π ist über einen Widerstand 26 an die Leitung 6 gelegt. Die Zuleitung 27 des .Schöltorgans η ist mit dem Zeitglied A verbunden, dessen zweiter Anschluß mit der Leitung 3 in Verbindung steht.

In der Fig.? sind die mit dem Beispiel nach der F i g. 1 übereinstimmenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Für den Anschluß einer .Spannungsquelle dienen wieder die Anschlußklemmen 1 und 2. Die Klemme 2 ist für den Nulleiteranschiuß der .Spannungsquelle vorgesehen und mit der Leitung 6 verbunden. Das als Sicherheitsschalter ausgebildete Schaltorgan .71 des Zeitgliedes A verbindet die Klemme t in der Betriebsstellung mit der Leitung 3 und in der Störstellung über der. Vorwiderstand 4 mit dem einen Anschluß der Signallampe 5. Ihr /weiter Anschluß liegt an dci Leitung 6.

Die Zuleitung 14 /um Schakorgan .)> des Zeitgliedes A ist wiederum mit der Leitung 3 verbunden, tin Kontakt 28 dieses Schaltorgans .7: ist einerseits mit der an der Leitung 6 angeschlossenen Zündeinrichtung 12 verbunden und andererseits mit einer Diode 17. Vo,. dieser führt eine Verbindung über eine weitere Diode 18 /ur Leitung 6. Die Verbindung zwischen den beiden Dioden 17 und 18 ist außerdem zur erregerwicklung eines Magnetventils 29 geführt, deren zweiter Anschluß über einen Vcrbindungsptinkt 30 am Zeitglied A und über den Halbleiterschalter 21 an der Leitung 6 liegt. Der /weite Anschluß des Zeitgliedes Λ ist an die Leitung 3 geführt. Die Steuerelektrode 22 des Halbleiterschalters 21 ist mit dem Flammcnüberwachungsglied 23 verbunden, das seine Spannung ebenfalls über die Leitung 3 und 6 von den Klemmen 1 und 2 bezieht.

Ein (^feuerungsautomat nach dem Schema der F i g. 1 arbeitet wie folgt:

Über einen nicht gezeichneten Temperaturregler gelangt Netzspannung an die Klemmen 1 und 2 und es entsteht ein Stromkreis über folgenoen Sironipfad: Klemme 1, Schaltorgan ai. Leitung 3, Zeitglied A, Zuleitung 27 und Kontakt 25 des Schaltorgans n. Widerstand 26, Leitung 6 und zurück zur Klemme 2. Das Zeit glied A weist thermisch betätigte Schaltorgane <n. a: auf, und der Strom im erwähnten Stromkreis bewiiki eine Aufheizung der Heizwicklung des Zeitgliedes A, vorausgesetzt, daß diese Wicklung keine Unterbrechung aufweist. Gleichzeitig mit dem Anlegen der Spannung an die Klemmen 1 und 2 erhalten auch der Brennermotor 7 und über die Zuleitung 10 und den Kontakt 11 des Schaltorgans η die Zündeinrichtung 12 Spannung. Nach einer Vorzündzeit — im vorliegenden Beispiel ist dies die Vorlüft- und Vorzündzeit — verbindet das Schaltorgan a: des Zeitgliedes A über seine Zuleitung 14 die Kontakte 13 und 15 mit der Leitung 3

Dadurch ist der Verbindungspunkt /.wischen dem Relais R und der zweiten Diode 18 über die der /weiten Diode 18 entgegengesetzt gepolte erste Diode I" mit der Zuleitung 3 der Spannungsquellc verbunden. Vorausgesetzt, daß das vom Prozeß-Überwachungsglied, also von der Flammenüberwachungseinrichtung 23, gesteuerte Schaltorgan 21 die richtige Stellung aufweist, d. h. leitend ist, was dem Zustand »Kein Licht« im Verbrennungsraum entspricht, ist die Aufzugsbedingung für das Arbeitsglied, also das Relais R, gegeben: Die von der Diode 17 durchgeschaltete Halbwelle laß' daher das Relais R aufziehen, was unabhängig von der Art der Speisung des Zcitgliedes A erfolgt, d.h., auch dann, wenn das Zeitglied A über das Sehaltorgan π mn seiner Zuleitung 27 direkt am Punkt 20 angeschlossen ware (Wie dies in F i g. 2 am Punkt 30 der Fall ist).

Durch das Aufziehen des Relais R legt dessen .Schaltorgan η das Brennstoffventil 8 an Spannung, wodurch Brennstoff freigegeben wird, der sich dank der über den Kontakt 13 noch unter Spannung stehenden Zündeinrichtung 12 entzünde!. Gleichzeitig ändert das Schaltorgan π seine Stellung vom Kontakt 25 zum Kontakt 24. Dadurch sind die Sirompfade enthaltend die zweite Diode 18. d.is Relais R und der Halbleiterschalter 21 111 Serie mit den; Zeitdied A geschaltet. Das Signal der entstehenden Flamme sperrt üHr das Flammen-Übenv.'tchung.sgüed 23 den Halbleiterschalter 21. Durch das Zeitglied A fließt nur noch der halbw eilige Relaishaltestrom. Dieser bewirkt keine Zeitmessung mehr. Der Schaltkontakt .i: kippt nach Ablauf tier Nachzündzeit wieder in seine Startstellung zurück und öffnet am Kontakt 13 den Stromkreis /ur Zündeinrichtung 12. Damit ist die Beiriebssteilung erreicht.

Bei einem Löschen der Flamme wahrend des Betriebes wird der Halbleiterschalter 21 leitend, damit sink; die Spannung am ('unkt 20 auf das Potential der Leilung 6 und das Relais R fällt ab. Ks erfolgt ein neuer Start.

Entsteht nach dem Aufziehen des Relais R keine Flamme, dann bleibt das Zeitglied A über den Halbleiterschalter 21 und den Kontakt 24 des Schaltorgans π an Spannung. Nach Ablauf der Sicherheits/eit spricht das als Sicherheitsschalter dienende Schaltorgan ;)'. an, macht die ganze Anlage spar.nungslos und legt über den Vorwiderstand 4 die Signallampe 5 an Spannung.

Der Widerstand 19 dient als Stoßspannungsschut/. für die Dioden und als Vorwidersiand für das Relais R. Durch den Widerstand 26 wird die Heizleistung im Zeitglied A während der Vorzünd/eit reduziert. Ist hingegen die Zuleitung 27 des Schaltorgans η mit dem Kontakt 24 verbunden und der Halbleiterschalter 21 leitend, was während der Sicherheits/eit der Tall isi, dann hegt die Zuleitung 27 direkt am Potential der Leitung 6 und über dem Zeitglied A die volle Netzspannung. Durch eine für diese Betriebsart entsprechend bemessene Heizwicklung des Zeitgliedes A ergibt sich ein besseres IJnterspannungsvcrhalten und eine germ gere Erschütterungsempfindlichkeit während der Sicherheits/eit.

Ein Gashei/ungsautomat für Durchlauferhitzer nach der F i g. 2 arbeitet ähnlich wie ein ("^feuerungsautomat nach der Fig. 1, wobei die Schaltung durch Verzicht auf die Störsignalisierung bei Fremdlicht vor dem Start vereinfacht wurde. Beim Stan erhält das Zeitglied A über den Halbleiterschalter 21 Spannung. Nach einer Aufheiz/eit verbindet das Schahorgan ,7.· die Zuleitung 14 mit dem Kontakt 28. «.ehaltet die Zündeinrichtung 12 ein und erregt über die Diode 17 und den Halbleiterschalter 21 das Magnetventil 29. Dessen Lrregungs wicklung ist so ausgelegt, daß das Ventil bei Halbwellenbetrieb öffnet. Sobald eine llamme entsteht, wird der Halbleiterschalter 21 hochohmig Das Ventil 29 hält sich nach dem Offnen der Verbindung zum Kontakt 28 des Schaltorgans ;u über die Diode 18 und das Zeitglied A. Der dabei fließende Halbwellenstrom bewirkt keine Zeitmessung mehr. Nach dem Offnen des Schaltorgans

a.' ist die Betriebsstellung erreicht. Der Ablauf bei Störungen ist sinngemäß der gleiche wie beim Beispiel nach der Fig. 1.

Die für das Magnetventil 29 nötigen öffnungs- und Schließbedingungen werden durch geeignete Formgebung des in der Ventilspule beweglichen Teiles und die sich dadurch ergebende große Induktivitätsänderung erreicht.

An die Stelle der im Beispiel der F i g. 2 gezeigten Diodenkopplung könnte auch eine Widerstandskopplung oder eine kombinierte Dioden-Widerstandskopplung treten.

In den Beispielen nach den F i g. 1 und 2 ist als Halbleiterschalter eine Bidirektionale Thyristor-Triode (Triac) oder eine Vierschicht-Triode (SCR) vorgesehen. An die Stelle des Halbleiterschalters könnte auch ein gewöhnlicher Schaltkontakt treten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. PatentansDrüche:

   1 Prozeß-Überwachungseinrichtung, insbesondere für Brenneranlagen, mit einem Arbeitsglied, einem Prozeß-Überwachungsglied und einem Zeitglied, wobei in einem ersten Stromkreis ein Arbeitskontakt des Zeitgliedes, eine erste Diode, das Arbeitsglied sowie ein bei vorhandener Flamme nic..tleitender Schalter des Prozeß-Überwachungsgl.edes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (A) vor dem Ansprechen des Arbeitsgliedes (R) über einen Ruhekontakt (25) eines Umschalters (n) des Arbeitsglieues (R) an Spannung liegi und daß nach dem Ansprechen des Arbeitsgliedes (R) das Zeitglied (A) über einen Arbeitskontakt (24) des Umschalters (n) parallel zum Schaltorgan (az) des Zeitgliedes (A) am Verbindungspunkt (20) des Arbeitsgliedes (R) mit dem Schalter (21) des Prozeß-Überwachungsgliedes (2J) angeschlossen ist und daß ferner eine zweite, der ersten Diode (17) entgegengesetzt gepolte Diode (18) zwischen der ersten Diode (17) und dem Arbeitsglied (R) parallel zum Schalter (21) des Uberwachungsgliedes (23) geschaltet ist, wobei der Widerstand dieses so gebildeten zweiten Stromkreises so bemessen ist, daß der Strom über dem Haltestrom, aber unter dem Anzugstrom des Arbeitsgliedes (R) und unter dem Ansprechstrom des Zeitgliedes (A) liegt.
2. 2. Prozeß-Überwachungscinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsglied ein elektromagnetisches Relais (R)\sl.
3. 3. Prozeß-Überwachungseinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsglied ein elektromagnetisch betätigtes Ventil (29) umfaßt.
4. 4. Prozeß-Überwachungseinrichtung nach Anspruch I dadurch gekennzeichnet, daß der vom Prozeß-Überwachungsglied (23) gesteuerte Schalter (21) ein Halbleiterschalter ist.