DE3600383A1 - MIXER THERMOSTAT - Google Patents
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Description
Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH & Co. Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH & Co.
K.L.Ellington-H.Heimel-A.S.Lefley 11-2-2K.L.Ellington-H.Heimel-A.S.Lefley 11-2-2
MISCHERTHERMOSTATMIXER THERMOSTAT
Diese Erfindung befaßt sich mit einem elektronisch gesteuerten Mischerthermostat, wie er in häuslichen Sanitäreinrichtungen oder industriellen Herstellungsprozessen zur Verwendung kommt. This invention is concerned with an electronically controlled mixer thermostat such as that used in domestic use Sanitary facilities or industrial manufacturing processes is used.
Ein elektronisch gesteuerter Mischerthermostat besitzt einen Temperaturfühler - nachfolgend als "Fühler" bezeichnet -, der mit dem Mischwasserfluß in Berührung kommt und entsprechend der Mischwassertemperatur ein elektrisches Signal erzeugt, das dann an eine elektronische Schaltung, die nachfolgend als "Regeleinrichtung" bezeichnet wird, weitergeleitet wird. Ein vom Benutzer bedientes elektronisches oder elektromechanisches Einstellorgan - nachfolgend als "Temperaturwähler" bezeichnet - erzeugt entsprechend der gewünschten Temperatur ein weiteres elektrisches Signal, das dann ebenfalls der Steuereinrichtung aufgeschaltet wird. Nach Vergleich der beiden obigen Signale erzeugt die Regeleinrichtung gemäß einer speziell festgelegten funktionellen Beziehung (z.B.: P, PI oder PID) ein elektrisches Ausgangssignal , das einem elektromechanischenAn electronically controlled mixer thermostat has a temperature sensor - hereinafter referred to as "sensor" - which comes into contact with the mixed water flow and corresponding to the mixed water temperature electrical signal is generated, which is then sent to an electronic circuit, hereinafter referred to as the "control device" is referred to, is forwarded. An electronic or electromechanical operated by the user Setting element - hereinafter referred to as "temperature selector" - generated according to the desired Temperature is another electrical signal, which is then also switched to the control device. To The control device generates a comparison of the two above signals in accordance with a specially defined one functional relationship (e.g .: P, PI or PID) an electrical output signal that corresponds to an electromechanical
Antriebselement - nachfolgend als "Motor" bezeichnet
aufgeschaltet wird. Der Motor erzeugt entsprechend dem von der Regeleinrichtung erzeugten Signal eine mechanische
Stellungsänderung, die direkt oder über eine beliebige Übertragungseinrichtung an ein Mischventil übertragen wird,
das das Verhältnis zwischen dem zuströmenden heißen und kalten Wasser ändert und dadurch die Temperatur des
Mischwasserausstrom regelt. Solche elektronischen Mischerthermostate
sind an sich (schon) bekannt und sind zum Beispiel in den deutschen Patenten DE-PS 24 10 316, DE-OS
30 20 040 und DE-OS 30 30 167 beschrieben.Drive element - hereinafter referred to as "motor"
is activated. The motor generates a mechanical position change based on the signal generated by the control device, which is transmitted directly or via any transmission device to a mixing valve, which changes the ratio between the inflowing hot and cold water and thereby regulates the temperature of the mixed water outflow. Such electronic mixer thermostats are (already) known and are described, for example, in German patents DE-PS 24 10 316, DE-OS 30 20 040 and DE-OS 30 30 167.
Die Erfindung gilt jedoch auch für elektronisch gesteuerte Mischerthermostate, bei denen die als "Mischventil" bezeichnete Bauteilgruppe aus zwei oder mehreren baulich getrennten Ventileinheiten besteht oder bei denen die als "Motor" bezeichnete Bauteilgruppe aus zwei oder mehreren baulich getrennten elektromechanischen Antriebselementen besteht, wie sie zum Beispiel in den deutschen Patenten DE-PS 23 23 841, DE-PS 28 36 698 und DE OS 30 30 716 beschrieben sind. Diese Erfindung gilt weiterhin für Mischerthermostate, bei denen die als "Regeleinrichtung" bezeichnete Bauteilgruppe nicht als einfache elektronische Schaltung, sondern ganz oder teilweise als Computer mitHowever, the invention also applies to electronically controlled mixer thermostats in which the "mixing valve" The designated component group consists of two or more structurally separate valve units or in which the "Motor" denoted component group consisting of two or more structurally separate electromechanical drive elements consists, for example, in German patents DE-PS 23 23 841, DE-PS 28 36 698 and DE OS 30 30 716 are described. This invention also applies to mixer thermostats in which the "control device" designated component group not as a simple electronic circuit, but wholly or partially as a computer with
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geeigneter Programmierung realisiert ist, wobei dieser Computer beispielsweise aus einer Mikroprozessorschaltung bestehen könnte. Ein solches System ist zum Beispiel im deutschen Patent DE-OS 29 25 234 beschrieben.suitable programming is implemented, this computer, for example, from a microprocessor circuit could exist. Such a system is described in German patent DE-OS 29 25 234, for example.
Allen bisher beschriebenen Systemen ist gemeinsam, daß sie zwar die Aufgabe der Konstanthaltung der Mischwassertemperatur mehr oder weniger gut erfüllen, jedoch keine Vorkehrungen treffen, um die nachteiligen Auswirkungen zu verhindern, die sich durch technische Störungen im relativ komplexen Gesamtsystem ergeben können. Es liegt deshalb durchaus im Bereich des Möglichen, daß bei einer Apparatur von der beschriebenen Art, die als Duschthermostat verwendet wird, ein Ausfall des Fühlers während des Duschens zur Folge hat, daß die duschende Person plötzlich heißem Wasser mit der Temperatur des Heißwasserzuflusses ausgesetzt ist, bevor sie eine Möglichkeit hat, sich zu schützen. In gleicher Weise können Mischerthermostaten, die in industriellen Herstellungsprozessen verwendet werden, durch Auftreten ähnlicher Fehler erheblichen Sachschaden verursachen. All the systems described so far have in common that, although they more or less perform the task of keeping the mixed water temperature constant, they do not take any precautions to prevent the adverse effects that can result from technical malfunctions in the relatively complex overall system. It is therefore entirely possible that with an apparatus of the type described, which is used as a shower thermostat, failure of the sensor during showering results in the person showering suddenly being exposed to hot water at the temperature of the hot water inflow, before she has a chance to protect herself. In the same way, mixer thermostats that are used in industrial manufacturing processes can cause considerable material damage by the occurrence of similar errors.
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Andere Elemente der Apparatur in den bisher bekannten Systemen können ebenfalls zu Störungen mit gefährlichen Folgen führen. Falls zum Beispiel ein Mischventil, das zuletzt zur Entnahme von heißem Wasser verwendet wurde, über längere Zeit nicht benutzt wird und durch Kalkablagerungen oder sonstige Fremdkörper in der Heiß-Stellung blockiert ist, würde es zu einem späteren Zeitpunkt heißes Wasser abgeben, auch wenn der Benutzer eine niedrigere Temperatur gewählt hätte.Other elements of the apparatus in the previously known systems can also lead to malfunctions with dangerous Consequences lead. For example, if a mixer valve that was last used to draw off hot water, is not used for a long time and due to limescale deposits or other foreign bodies in the hot position is blocked, it would dispense hot water at a later time, even if the user would have chosen a lower temperature.
Gegenstand dieser Erfindung ist deshalb die Bereitstellung eines elektronischen Mischerthermostats f bei dem ein elektronisches Sicherheitssystem die nachteiligen Folgen einer technischen Störung durch eine möglichst weitreichende überwachung aller kritischen Elemente der Apparatur verhindert und bei Erkennen des Fehlerzustandes eine geeignete Reaktion hervorruft.The object of this invention is therefore to provide an electronic mixer thermostat f in which an electronic safety system prevents the disadvantageous consequences of a technical malfunction by monitoring all critical elements of the apparatus as far as possible and causes a suitable reaction when the error state is detected.
Bei der vorliegenden Erfindung besitzt ein elektronisch gesteuerter Mischerthermostat ein Sicherheitssystem, das in der Lage ist, kritische Parameter des Regelsystems hinsichtlich Einhaltung vorgegebener Sicherheitsschwellen zu überwachen und, falls ein überwachter Parameter eine Sicherheitsschwelle überschreitet, eine oder mehrere Sicherheitsmaßnahmen einzuleiten.In the present invention, an electronically controlled mixer thermostat has a safety system that is shown in is able to set critical parameters of the control system with regard to compliance with specified safety thresholds to be monitored and, if a monitored parameter exceeds a safety threshold, one or more Initiate security measures.
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Bei der vorzugsweisen Ausführung der Erfindung besitzt der Mischerthermostat weiterhin ein zweites Sicherheitssystem, das in der Lage ist, Eingangsgrößen von äußeren, durch den Benutzer betriebenen Einstellorganen zu überwachen und, falls diese Eingangsgrößen eine unsachgemäße Bedienung der Einstellorgane anzeigen, zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen einzuleiten.In the preferred embodiment of the invention, the mixer thermostat also has a second safety system, that is able to monitor input variables from external setting devices operated by the user and, if these input variables indicate improper use of the setting elements, additional safety measures initiate.
Ausführungen der Erfindungen werden nun mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the inventions will now be described with reference to the accompanying drawings.
Abbildung 1 ist eine schematische Darstellung der Art und Weise, in der ein Sicherheitssystem die Mischwassertemperatur in Abhängkeit von der eingestellten Temperatur überwacht.Figure 1 is a schematic representation of the way in which a security system controls the mixed water temperature monitored depending on the set temperature.
Abbildung 2 ist ein Blockdiagramm, das die Sicherheitssysteme in einem Mischerthermostat darstellt.Figure 2 is a block diagram showing the safety systems in a mixer thermostat.
Abbildung 3 zeigt ein Flußdiagramm eines Mischerthermostats, bei dem Regler und Sicherheitssystem in Mikrocomputertechnik verwirklicht sind.Figure 3 shows a flow diagram of a mixer thermostat with the controller and safety system in microcomputer technology are realized.
Abbildung 1 ist eine schematische Darstellung der Arbeitsweise eines Sicherheitssystems, bei der der gemessene Wert TM der Mischwassertemperatur (Ist-Figure 1 is a schematic representation of the operation of a safety system in which the measured value T M of the mixed water temperature (actual
Temperatursignal) als Funktion der eingestellten Temperatur T^ aufgezeichnet ist. Die doppelte Diagonal 1inie markiert das Regeloptimum TM = T^.Temperature signal) is recorded as a function of the set temperature T ^. The double diagonal line marks the rule optimum T M = T ^.
Die schattierten Flächen A1, A2, B1, B2 und C1, C2 stellen verbotene Bereiche dar. Jedes Wertepaar (ΤΜ'Τς)> das in einen dieser Bereiche fällt, führt zur Auslösung einer Sicherheitsmaßnahme. Dagegen wird jedes Wertepaar (Tm,Τς), das nicht auf der Ideallinie liegt;aber auch nicht in einen verbotenen Bereich fällt, toleriert.The shaded areas A1, A2, B1, B2 and C1, C2 represent forbidden areas. Every value pair ( Τ Μ ' Τ ς)> that falls into one of these areas triggers a safety measure. On the other hand, every pair of values (Tm, Τς) that is not on the ideal line ; but also does not fall into a prohibited area, tolerated.
Die beiden Horizontal 1inien TK und T,, markieren die von außen festgelegte Temperatur des Kalt- bzw. Heißwasserzuflusses und begrenzen somit das jeweilige Regelintervall R. Während des Betriebes können TK und Tw erheblichen Schwankungen unterliegen, wodurch es zu einer Verengung oder Erweiterung des Intervalles R kommt.The two horizontal lines T K and T ,, mark the externally determined temperature of the cold or hot water inflow and thus limit the respective control interval R. During operation, T K and T w can be subject to considerable fluctuations, which leads to a narrowing or expansion of the interval R comes.
Die Punkte E^ und E,, markieren die beiden Endpositionen des Mischventils. Falls das Regelsystem ordnungsgemäß arbeitet, wird bei jeder eingestellten Temperatur T,- < T^ das Mischventil in die Kalt-Endstellung EK gefahren, bei der der Kaltwasserzustrom vollständig geöffnet und der Heißwasserzustrom vollständig geschlossen ist. DieThe points E ^ and E ,, mark the two end positions of the mixing valve. If the control system is working properly, the mixing valve is moved to the cold end position E K at each set temperature T, - <T ^, in which the cold water inflow is completely open and the hot water inflow is completely closed. the
Mischtemperatur entspricht dann T^. Das Gegenteil gilt für Einstelltemperaturwerte Τς > Tw und die Endposition Ey.Mixing temperature then corresponds to T ^. The opposite applies to setting temperature values Τς> Tw and the end position E y .
Verschiedene kritische Parameter des Regelsystems werden hinsichtlich der Einhaltung bestimmter Sicherheitsschwellen überwacht. Bei Überschreitung einer dieser Sicherheitsschwellen wird je nach Art der Störung unmittelbar oder mit Verzögerung eine Sicherheitsmaßnahme ausgelöst. Das Sicherheitssystem ist so ausgebildet, daß es bestimmte, für Mischwasserthermostäte typische externe Störungszustände, bei denen eine Sicherheitsreaktion unerwünscht wäre, selbsttätig erkennt und so Fehlalarme und Selbstblockierung des Gerätes vermeidet.Various critical parameters of the control system are monitored with regard to compliance with certain safety thresholds. If one of these safety thresholds is exceeded, a safety measure is triggered immediately or with a delay, depending on the type of disturbance. The safety system is designed in such a way that it automatically detects certain external fault conditions typical of mixed water thermostats, in which a safety reaction would be undesirable, and thus avoids false alarms and self-locking of the device .
Die Sicherheitsmaßnahme besteht darin, daß:The security measure is that:
(a) ein Störsignal erzeugt wird, das zum Beispiel zur Auslösung einer Alarmvorrichtung verwendet werden kann.(a) an interfering signal is generated which can be used, for example, to trigger an alarm device.
(b) ein Absperrventil im Mischwasserausfluß ausgelöst wird.(b) a shut-off valve is triggered in the mixed water outlet.
Maßnahme (b) kommt bei Installationen, bei denen eine Absperrung der Wasserversorgung sich nachteiliger auswirken würde als ein Überschreiten der Temperaturgrenze, nicht zur Anwendung. In solchen Fällen muß der Nutzer eine sinnvolle Verwendung für das Alarmsignal finden.Measure (b) applies to installations where a Shutting off the water supply would have a more adverse effect than exceeding the temperature limit, not for Use. In such cases, the user must find a meaningful use for the alarm signal.
Im einzelnen sind die folgenden Überwachungsfunktionen mit begleitenden Sicherheitsmaßnahmen möglich:In detail, the following monitoring functions are included accompanying security measures possible:
(1) Überwachung des Einstelltemperatursignals J^ durch Linie S1 (Abbildung 2) hinsichtlich Unterschreiten des Mindestwertes al oder überschreiten des Höchstwertes a2. Falls das Einstelltemperatursignal in die verbotenen Bereiche A1 oder A2 fällt, wird sofort eine Sicherheitsmaßnahme durchgeführt.(1) Monitoring of the set temperature signal J ^ by line S1 (Figure 2) with regard to falling below the minimum value al or exceeding the maximum value a2. If the set temperature signal falls within the forbidden areas A1 or A2, a safety measure is taken immediately.
Zweck: Erkennen einer Störung in der Temperatureinstellvorrichtung (insbesondere Schaltkreisunterbrechung oder Kurzschluß). An der oberen Grenze des verbotenen Bereiches A1 (Abb.1) auf der Einstelltemperaturachse liegt der Mindestwert al , der so gewählt wird, daß er geringfügig unter dem niedrigsten zulässigen Einstelltemperaturwert liegt. Analog dazu liegt an der oberen Grenze von A2 der Höchstwert a2, der geringfügig über dem höchsten zulässigen Einstelltemperaturwert liegt.Purpose: To detect a malfunction in the temperature setting device (especially a circuit break or short circuit). At the upper limit of the forbidden area A1 (Fig.1) on the Setting temperature axis is the minimum value al, which is so is chosen to be slightly below the lowest allowable set temperature value. Analogous to this lies at the upper limit of A2 the maximum value a2, which is slightly above the maximum permissible setting temperature value lies.
(2) Überwachung des Fühlersignals TM (gemessene Temperatur) durch Linie S2 hinsichtlich Unterschreiten des Mindestwertes b1 oder überschreiten des Höchstwertes b2. Falls das Fühlersignal in die verbotenen Bereiche B1 oder B2 fällt, wird sofort eine Sicherheitsmaßnahme ausgelöst. Zweck:(2) Monitoring of the sensor signal T M (measured temperature) by line S2 with regard to falling below the minimum value b1 or exceeding the maximum value b2. If the sensor signal falls within the forbidden areas B1 or B2, a safety measure is triggered immediately. Purpose:
Erkennen einer Störung des Temperaturfühlers (insbesondere Schaltkreisunterbrechüng oder Kurzschluß). Die verbotenen Bereiche B1 und B2 werden auf der Mischtemperaturachse analog zu A1 und A2 festgelegt.Detection of a fault in the temperature sensor (in particular Open circuit or short circuit). The forbidden areas B1 and B2 are on the mixed temperature axis determined analogously to A1 and A2.
(3) Überwachung des Temperaturfehlersignals δ T = TM - T<durch Linie S3 hinsichtlich Unterschreiten eines negativen Mindestwertes δ 1 und Überschreiten eines positiven Höchstwertes δ 2. Eine Sicherheitsmaßnahme erfolgt nach einer Verzögerung τ ,falls δΤ in die verbotenen Bereiche C1 oder C2 fällt. Zweck:(3) Monitoring of the temperature error signal δ T = T M - T <by line S3 with regard to falling below a negative minimum value δ 1 and exceeding a positive maximum value δ 2. A safety measure takes place after a delay τ if δΤ falls into the forbidden areas C1 or C2 . Purpose:
Erkennen einer Störung des Reglers oder des Regelsystems (z.B.: Motorausfall, Blockierung des
Mischventils) sowie Auftreten von äußeren Störungen, die von der Regeleinrichtung nicht schnell genug korrigiert
werden können. Die Zeitkonstante τ wird dynamisch so eingestellt, daß das Temperatur-Fehler-Zeit-Integral
I/τ= δ Tdt einen kritischen Wert IK nicht überschreitet
(typischer Wert für IK = 1O0C see). Durch dieDetection of a fault in the controller or the control system (e.g. engine failure, blocking of the mixing valve) as well as the occurrence of external faults that cannot be corrected quickly enough by the control device. The time constant τ is set dynamically so that the temperature-error-time integral
I / τ = δ Tdt does not exceed a critical value I K (typical value for I K = 1O 0 C see). Through the
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Zeitverzögerung wird erreicht, daß bei ordnungsgemäßer Funktion des Regelsystems durch äußere Störungen keine Reaktion des Sicherheitssystems ausgelöst wird, wenn das Regelsystem in der Lage ist, diese Störungen zu bewältigen, bevor der kritische Wert I^ erreicht wird. Der verbotene Bereich C1 hat als obere Grenze auf der Mischtemperaturachse den Wert d = T<~ + δ1> wobei T~ für die gerade gewählte Temperatur steht, und als untere Grenze den Bereich B1. Umgekehrt wird der Bereich C2 nach unten durch den Wert c2 = Τς + Δ ζ und nach oben durch den verbotenen Bereich B2 begrenzt.Time delay is achieved so that if the control system is functioning properly, no reaction of the safety system is triggered by external disturbances if the control system is able to cope with these disturbances before the critical value I ^ is reached. The forbidden area C1 has the value d = T <~ + δ1> as the upper limit on the mixed temperature axis, where T ~ stands for the temperature currently selected, and the lower limit is the range B1. Conversely, the area C2 is limited at the bottom by the value c2 = Τς + Δ ζ and at the top by the forbidden area B2.
Eine überwachung der Wassertemperaturen ist zum Beispiel durch Verwendung von Thermoelementen leicht möglich.A monitoring of the water temperature is for example easily possible by using thermocouples.
(4) überwachung der Ventilstellung hinsichtlich der Einhaltung des Regelbereiches R mit Hilfe der Linien S6 und S7. Dies wird zum Beispiel durch zwei Endschalter ESw und ES,, erreicht, die die Kalt- bzw. Heiß-Endstellungen Ew bzw. E„ des Ventils markieren. Bei Erreichen von EK wird der verbotene Bereich gelöscht. Somit werden Übertemperaturen bis zum Bereich B2 toleriert. Entsprechend wird der Bereich C1 bei Erreichen von Ew gelöscht. Untertemperaturen bis zum(4) Monitoring of the valve position with regard to compliance with the control range R using lines S6 and S7. This is achieved, for example, by two limit switches ESw and ES ,, which mark the cold and hot end positions Ew and E "of the valve. When E K is reached, the forbidden area is deleted. This means that excess temperatures up to range B2 are tolerated. Correspondingly, the area C1 is deleted when E w is reached. Undertemperature until
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Bereich B1 werden somit toleriert. Dies stellt kein Sicherheitsrisiko dar, da in den Endstellungen E^ und E,,
die Heiß- bzw. Kaltwasserzuleitungen abgesperrt sind.
Zweck:Area B1 are therefore tolerated. This does not represent a safety risk, since in the end positions E ^ and E ,, the hot and cold water supply lines are shut off.
Purpose:
(a) Erkennen von Situationen, bei denen das ordnungsgemäß funktionierende Regelsystem aufgrund äußerer Einflüsse nicht in der Lage ist, die eingestellte Mischtemperatur ohne Auslösung einer Sicherheitsmaßnahme zu erreichen.(a) Recognition of situations in which the properly functioning control system due to external influences is not able to reach the set mixing temperature without triggering a safety measure.
(b) Vermeidung einer Selbsthemmung des Thermostatsystems, insbesondere bei der Inbetriebnahme.(b) Avoidance of self-locking of the thermostat system, especially during commissioning.
Zu einer Selbsthemmung während der Inbetriebnahme kann es leicht bei einem Mischerthermostat mit einem Sicherheitssystem laut (1) bis (3) oben kommen, falls es keine zusätzliche Übersteuerungsvorrichtung wie in Abschnitt (4) beschrieben enthält. Beispiel: angenommen, T„ = 1O0C, Tw = 6O0C und T5 = 4O0C. Weiterhin sei angenommen, das sich in der Zuleitung zwischen der Heißwasserquelle und der Mischbatterie Wasser befindet, das sich auf T'w = 2O0C abgekühlt hat. Bei der Inbetriebnahme wird sich das Mischventil sofort in die Endstellung Ew bewegen. Jedoch wird die Mischtemperatur über längere Zeit etwa 20 C unter dem eingestellten Wert liegen und somit in Bereich C1 fallen. Falls dieser Bereich nun nicht gelöscht würde, hätte das Schließen des Magnetventils im Ausfluß durch dieSelf-locking during commissioning can easily occur with a mixer thermostat with a safety system according to (1) to (3) above, if it does not contain an additional override device as described in section (4). Example: assume that T "= 1O 0 C, T w = 6O 0 C and T 5 = 40 0 C. It is also assumed that there is water in the supply line between the hot water source and the mixer tap that is at T 'w = 2O 0 C has cooled. When starting up, the mixing valve will immediately move to the end position Ew. However, the mixing temperature will be around 20 C below the set value over a longer period of time and will therefore fall into range C1. If this area were not deleted, the closing of the solenoid valve in the outflow through the
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Sicherheitseinrichtung zur Folge, daß der Zustrom von frischen Mengen wärmeren Wassers aus der Versorgungsleitung verhindert würde. Dadurch würde bei einem erneuten Einschalten der Installation die Sicherheitsmaßnahme unweigerlich erneut ausgelöst.Safety device means that the influx of fresh amounts of warmer water from the supply line would be prevented. This would remove the safety measure when the installation is switched on again inevitably triggered again.
(5) Überwachen der Versorgungsspannungen für den Fühler und die Temperatureinstellvorrichtung mit Hilfe der Linien S4 und S5, um ein Überschreiten vorgegebener Grenzwerte zu verhindern. Falls eine dieser Spannungen die vorgegebenen Grenzwerte unter- oder überschreitet, wird sofort eine Sicherheitsmaßnahme ausgelöst. Zweck:(5) Monitoring the supply voltages for the sensors and the temperature setting device with the help of lines S4 and S5 in order to exceed predetermined limit values impede. If one of these voltages falls below or exceeds the specified limit values, a Security measure triggered. Purpose:
Vermeidung von Störsignalen vom Fühler oder der Temperatureinstellvorrichtung an die Regeleinrichtung oder das Sicherheitssystem aufgrund einer übermäßigen Schwankung der Versorgungsspannungen. Die Versorgungsspannungen der Regeleinrichtung und des Motors brauchen nicht speziell überwacht zu werden, da ein hier auftretender Fehler von dem Überwachungssystem in Abschnitt (3) oben erkannt wird. Bei einem totalen Versorgungszusammenbruch wird das System aufgrund der Absperrung durch das Magnetventil betriebssicher stillgesetzt.Avoidance of interfering signals from the sensor or the temperature setting device to the control device or the safety system due to excessive fluctuations in the supply voltages. The supply voltages of the control device and the motor do not need to be specially monitored, since an error that occurs here is recognized by the monitoring system in section (3) above. In the event of a total supply breakdown, the system is safely shut down due to the shut-off by the solenoid valve.
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(6) Falls das Regel- und/oder Sicherheitssystem digital realisiert ist: Selbstüberwachung des Mikrocomputers. Zweck:(6) If the control and / or safety system is implemented digitally: Self-monitoring of the microcomputer. Purpose:
Erkennen von Hardware- oder Programmfehlern im Mikrocomputer, die einen Einfluß auf die in Abschnitt (1) bis (5) oben beschriebene Sicherheitsüberwachung haben könnten. Nach Beendigung jedes Arbeitsablaufs sendet das Programm im Mikrocomputer eine OK-Statusmeldung an einen äußeren Überwachungskreis, der vorzugsweise in Form einer Hardware-Zeitschaltung realisiert ist. Falls die OK-Statusmeldung nach einem vorgegebenen Zeitintervall nicht periodisch wiederholt wird, erzeugt der Überwachungskreis ein Signal, das die Sicherheitsmaßnahme auslöst.Detection of hardware or program errors in the microcomputer which could have an influence on the safety monitoring described in sections (1) to (5) above . After each work cycle has been completed, the program in the microcomputer sends an OK status message to an external monitoring circuit, which is preferably implemented in the form of a hardware timer. If the OK status message is not repeated periodically after a specified time interval, the monitoring circuit generates a signal that triggers the safety measure.
(7) Falls die Stellung des Mischventils ständig durch einen Stellungsfühler überwacht wird:(7) If the position of the mixing valve is constantly monitored by a position sensor:
(a) Erkennung der Endstellungen EK und K,, laut (4) oben, durch Vergleich des Stellungssignals mit entsprechend vorgegebenen Grenzwerten. Die Endschalter ES^ und ES„ können dann entfallen.(a) Recognition of the end positions E K and K ,, according to (4) above, by comparing the position signal with the corresponding predetermined limit values. The limit switches ES ^ and ES "can then be omitted.
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(b) Überwachen des Stellungssignals hinsichtlich überschreiten bestimmter vorgegebener Grenzwerte, die außerhalb der in Abschnitt 7(a) durch EK und Ew definierten Grenzen liegen und die bei ordnungsgemäßer Funktion des Systems mit Sicherheit nicht erreicht werden. Zweck: Erkennen von Fehlern des Stellungsfühlers (insbesondere Schaltkreisunterbrechung oder Kurzschluß), die zu der fehlerhaften Meldung "Ej, erreicht" oder "E,, erreicht" an das Sicherheitssystem führen würden.(b) Monitoring of the position signal with regard to exceeding certain specified limit values which are outside the limits defined in Section 7 (a) by E K and Ew and which will definitely not be reached if the system is functioning properly. Purpose: Detection of errors in the position sensor (in particular open circuit or short circuit) which would lead to the incorrect message "Ej, reached" or "E" reached "to the safety system.
Bei Überschreiten dieser Grenzwerte wird sofort die Sicherheitsmaßnahme ausgelöst.If these limit values are exceeded, the safety measure is triggered immediately.
Die obengenannten Sicherheitsmaßnahmen werden durch das Sicherheitssystem I in Abbildung 2 erbracht. Fehlbedienungen des Mischerthermostats durch den Benutzer werden hierbei nicht berücksichtigt. Ein zweites Sicherheitssystem II überwacht die vom Benutzer bedienten Einstellvorrichtungen und leitet bei Fehlbedienung geeignete Sicherheitsmaßnahmen ein.The above security measures are provided by the security system I in Figure 2. Incorrect operation of the mixer thermostat by the user is not taken into account. A second Safety system II monitors the setting devices operated by the user and guides in the event of incorrect operation appropriate security measures.
Im allgemeinen kann der Benutzer, z. B. bei einer häuslichen Duscheinrichtung, lediglich über einen Ein/Aus-Schalter und eine Temperatureinstellvorrichtung eine Kontrolle ausüben. Bei Einschluß eines Mikrocomputers in eine elektronische Steuerung besteht die Möglichkeit, eineIn general, the user, e.g. B. in a domestic shower facility, only via an on / off switch and a temperature adjuster to exercise control. With the inclusion of a microcomputer in an electronic control there is the possibility of a
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Vielzahl weiterer Sicherheitsvorkehrungen vorzusehen. Generell werden die Eingangsgrößen der äußeren Bedienelemente ständig hinsichtlich Einhaltung bestimmter Sicherheitsbedingungen überwacht. Falls die jeweilige Bedingung nicht erfüllt ist, wird die vom Benutzer gewählte Funktion durch eine Ersatzfunktion, die Sicherheit gewährleistet, ersetzt.A large number of other safety precautions must be taken. In general, the input variables are the external Control elements are constantly monitored for compliance with certain safety conditions. If the respective Condition is not met, the function selected by the user is replaced by a substitute function, safety guaranteed, replaced.
Im einzelnen sind die folgenden Sicherheitseinrichtungen und Begleitmaßnahmen möglich:In detail, the following safety devices and accompanying measures are possible:
(8) Festlegung der vorbestimmten Ausgangstemperatur (8) Establishing the predetermined starting temperature
("Rückstelltemperatur")("Reset temperature")
Erforderliche Funktion: Einschalten der Installation zur Bereitstellung von Wasser ohne vorherige Temperaturwahl. Ersatzsicherheitsfunktion: Einschalten der Installation zur Bereitstellung von Wasser mit Eingabe einer ungefährlichen Temperatureinstellung (Rückstelltemperatur). Bei sanitären (nicht gewerblichen) Anwendungen könnte die Rückstelltemperatur beispielsweise auf 350C eingestellt werden. Der Benutzer kann anschließend durch Betätigung der Temperatureinstel1vorrichtung(en) jede beliebige andere Temperatur anwählen.Required function: Switching on the installation to provide water without prior temperature selection. Substitute safety function: Switching on the installation to provide water with entry of a safe temperature setting (reset temperature). In the case of sanitary (non-commercial) applications, the reset temperature could be set to 35 ° C., for example. The user can then select any other temperature by operating the temperature setting device (s).
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Zweck:Purpose:
(a) Installationen, bei denen der zuletzt eingestellte Temperaturwert beibehalten wird (z.B. Temperaturwahl über Potentiometer):(a) Installations where the last Temperature value is maintained (e.g. temperature selection via potentiometer):
Verhinderung der Gefahr, daß der vorherige Benutzer die Installation mit einer gefährlichen Temperatureinstellung verlassen hat und der nächste Benutzer die Installation einschaltet, ohne den eingestellten Temperaturwert bemerkt zu haben.Prevents the previous user from starting the installation with a dangerous temperature setting and the next user switches on the installation without noticing the set temperature value to have.
(b) Installationen, bei denen der zuletzt eingestellte Temperaturwert nicht beibehalten wird (Temperaturwahl durch elektronisch gesteuerten Linearanstieg):(b) Installations where the last Temperature value is not maintained (temperature selection by electronically controlled linear increase):
Vermeidung eines nicht definierten AnfangszustandesAvoidance of an undefined initial state
(9) Verhinderung einer unbeabsichtigten Wahl gefährlicher Temperaturen (Kindersicherung)(9) Prevention of unintentional selection of dangerous temperatures (child safety)
Erforderliche Funktion: Einstelltemperatur T5
> kritische Temperatur T Crit" Ersatzsicherheitsfunktion: Einstelltemperatur
nur dann wie vorgewählt, wenn ein weiteres Kontrollorgan (z.B.: Schlüsselschalter, versteckter
Druckschalter usw.) gleichzeitig mit dem Temperatureinstellorgan ausgelöst wird.
Andernfalls Tc = T,Required function: Setting temperature T 5 > critical temperature T C rit "Substitute safety function: Setting temperature only as preselected if another control element (e.g. key switch, hidden pressure switch, etc.) is triggered at the same time as the temperature setting element.
Otherwise T c = T,
critcrit
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Bei nicht gewerblichen Anwendungen könnte T .. zumFor non-commercial applications, T .. could be
tilltill
Beispiel bei 380C liegen.Example lie at 38 0 C.
Zweck: Schutz kleiner Kinder oder gedankenloser Benutzer vor unbeabsichtigter Wahl gefährlicher Temperaturen.Purpose: To protect young children or careless users from accidentally choosing dangerous temperatures.
(10) Anzeige des Zustandes "Temperatur unerreichbar"(10) Display of the status "temperature unreachable"
Erforderliche Funktion: Tc < lv oder Tc > T11 Required function: T c < l v or T c > T 11
SK SwSK Sw
Ersatzsicherheitsfunktion: T5 wie gefordert, jedoch dazu Anzeige "Temperatur unerreichbar" sobald das Mischventil eine der Endstellungen EK, Ew erreicht.Substitute safety function: T 5 as required, but also display "Temperature unreachable" as soon as the mixing valve reaches one of the end positions E K , E w .
Zweck: Information des Benutzers, daß (aufgrund von Gegebenheiten in der Versorgungsleitung) die eingestellte Temperatur im Augenblick nicht erreichbar ist, aber eventuell zu einem späteren Zeitpunkt möglich ist, wenn sich die Versorgungsleitung stabilisiert hat. DadurchPurpose: To inform the user that (due to conditions in the supply line) the set Temperature cannot be reached at the moment, but may be possible at a later point in time if the supply line has stabilized. Through this
(a) wird die gefährliche Situation vermieden, daß aufgrund des Nichterreichens der Temperatur und mangelnder Kenntnis der Funktion der Regeleinrichtung eine noch höhere/tiefere Temperatur gewählt wird.(a) Avoid the dangerous situation that due to not reaching the temperature and lack of knowledge the function of the control device an even higher / lower temperature is selected.
(b) wird der Benutzer vor der unangenehmen Überraschung einer verspäteten Ausregelung der gewählten Temperatur bewahrt.(b) the user is saved from the unpleasant surprise of a delayed regulation of the selected temperature.
.../18... / 18
- *er -- * he -
(11) Verhinderung der Wahl einer Unter-/Übertemperatur im Zustand '-'Temperatur unerreichbar".
Erforderliche Funktion: Τς
< T„ oder Τς
> T,,
Ersatzsicherheitsfunktion: Τς zuerst wie gefordert.
Sobald das Ventil die Endstellung EK erreicht, wird die
Möglichkeit der Wahl einer tieferen Temperatur gehemmt.
Sobald das Ventil die Endstellung Ew erreicht, wird die
Möglichkeit der Wahl einer höheren Temperatur gehemmt.
Zweck: Verbesserung der Sicherheitsfunktion von (10a) oben. Diese Sicherheitsfunktion ist vor allem bei den
Mischerthermostaten wünschenswert, bei denen nur die tatsächliche Mischungstemperatur angezeigt wird, während
die eingestellte Temperatur nicht direkt überprüft werden kann.(11) Prevention of the selection of an under / over temperature in the '-'Temperature unreachable' state.
Required function: Τς <T "or Τς> T ,,
Substitute safety function: Τς first as required.
As soon as the valve reaches the end position E K , the option of selecting a lower temperature is inhibited.
As soon as the valve reaches the end position E w , the possibility of selecting a higher temperature is inhibited.
Purpose: To improve the safety function of (10a) above. This safety function is particularly desirable for mixer thermostats, in which only the actual mixture temperature is displayed, while the set temperature cannot be checked directly.
Die Realisierung der vorliegenden Erfindung ist auf mehrere Arten möglich , wobei die Wahl keinen Einfluß auf das
Erzielen der Funktionen hat. Drei vorzugsweise Formen der Realisierung sind nachfolgend aufgeführt:
(1) Regeleinrichtung und Sicherheitssystem durchThe present invention can be implemented in several ways, the choice having no influence on the achievement of the functions. Three preferred forms of implementation are listed below:
(1) Control device and safety system through
.../19... / 19th
elektronische Analogtechnologie realisiert.electronic analog technology realized.
(2) Regeleinrichtung durch elektronische Analogschaltungen realisiert- Sicherheitseinrichtungen durch Mikrocomputertechnik realisiert.(2) Control device implemented by electronic analog circuits - safety devices by Realized microcomputer technology.
(3) Regeleinrichtung und Sicherheitseinrichtungen durch Mikrocomputertechnik realisiert.(3) Control device and safety devices implemented using microcomputer technology.
In Abbildung 2 ist eine Realisierung der Erfindung laut Abschnitt (1) oben als Blockdiagramm dargestellt. Die funktionellen Blöcke "Sicherheitssystem I" und "Sicherheitssystem II" können vorzugsweise durch Operationsverstärker realisiert werden.In Figure 2, an implementation of the invention according to section (1) above is shown as a block diagram. the functional blocks "Sicherheitssystem I" and "Sicherheitssystem II" can preferably by Operational amplifiers can be realized.
In Abbildung 3 ist ein Flußdiagramm gezeigt, wie es bei einer Ausführungsform der Erfindung mit dem Einsatz von Mikrocomputertechnik realisiert werden kann.In Figure 3 there is shown a flow chart of how it can be implemented in one embodiment of the invention with the use of microcomputer technology.
.../2O... / 2O
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB8501019A GB2169733B (en) | 1985-01-16 | 1985-01-16 | Mixer thermostat |
Publications (1)
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DE3600383A1 true DE3600383A1 (en) | 1986-07-17 |
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Family Applications (1)
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DE19863600383 Ceased DE3600383A1 (en) | 1985-01-16 | 1986-01-09 | MIXER THERMOSTAT |
Country Status (2)
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GB (1) | GB2169733B (en) |
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GB2169733A (en) | 1986-07-16 |
GB2169733B (en) | 1989-06-07 |
GB8501019D0 (en) | 1985-02-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FRIEDRICH GROHE AG, 5870 HEMER, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |